Valeo intercooler

Az Autótechnika tavaly novemberi számában, részletező cikkben került terítékre a turbótöltő levegő visszahűtés, az intercooler technika. Most visszatérünk rá, mert a Valeótól egy szívóblokkba helyezett levegő/víz visszahűtőt kaptunk tanulmányozásra, melyet a VW Golf VII-es 2.0 TDI motorjába építenek (SoP > 2012), ezt a hűtőt kapja az 1,6 literes TDI (motorkód CLHA) és a teljes kétliteres TDI motorcsalád is (motorkód CRBC, CRLB, CUPA).

A ma autótechnikájában gyakran találkozunk egyes szerkezetek „igény szerinti” működésével, működtetésével. A német szakirodalom erre a bedarfsgerechte (esetünkben bedarfsgerechte Ladeluftkühlung) kifejezést használja, az angol az „on-demand”-ot. A mögöttes tartalom arra utal, hogy egy szerkezet csak akkor, és csak oly mértékben működik, ami az üzemvitelhez szükséges és elégséges. Ezzel érjük el a ma kívánatos célt: a szén-dioxid csökkentését, a motor tüzelőanyag-fogyasztásának mérséklését. A gyártók e cél érdekében valamennyi motorszerkezetet felülvizsgálnak, a motorfejlesztők a legapróbb változtatásokat is megteszik. A turbótöltött motoroknál (ma melyik motor nem az) eredményt hozó megoldás a levegő-visszahűtés intenzitásának növelése, igény szerinti alakítása, az áramlási ellenállás csökkentése. Ennek konstrukciós megoldása a szívócsőbe integrált víz/levegő intercooler ➊, melynek az indirekt, szívórendszerbe integrált töltőlevegő-visszahűtő megnevezést adtuk. A VW-terminológiában ennek az egységnek a neve SiLLK, Saugrohr integrierte Ladeluftkühler, azaz szívócsőbe integrált töltőlevegő-hűtő. Az angol hosszabban nevezi: Water Charged Air Cooled (WCAC) Air Intake Module (AIM). A 2 literes TDI-motor két fényképén ➋, ➌ a szívórendszerbe integrált SiLLK könnyen felismerhető.

➊

➋                                                                                    ➌

A SiLLK-konstrukció előnyei:

– rövidebb a töltőlevegő útja, ezzel

– kisebbek az áramlási veszteségek,

– elkerülhető a hűtőtömb lejegesedése és a hűtőben a kondenzáció,

– pontos levegőhőmérséklet beállítása és

– lehetséges a visszavezetett kipufogógáz hőmérséklettől független töltőlevegő hőmérséklet beállítás.

A hűtőt annak peremén keresztül csavarkötéssel rögzítjük a motor hengerfejéhez ➍. Mindkettő anyaga alumíniumötvözet.

➍                                                                                  ➎

A hűtőben lévő víz- és gázcsatornákat fényképeink mutatják. A lemezes hőcserélő levegőjárata hullámosított lemezek sorozatából áll ➎. A levegőcsatornákban található rendkívül vékony távtartó, hővezető lemezek kihajtogatottak. A levegőcsatorna lemezeit a hűtővízjáratokat tartalmazó elválasztó lemezek fogják közre ➏. A víz a motoroldali csonkon lép be, és „vízszekrény” osztja el a duplafalú lemezek között. A vízjáratokban a hűtővíz áramlása a levegőáramra merőleges, a lemezek között négyszeres hosszon kering ➐.

➏                                                                                     ➐

A hűtőtömb technológiai remekmű, a SiLLK külön intercooler hűtőkörhöz csatlakozik. A töltőlevegő-hűtés önálló körének neve kishőmérsékletű hűtőkör. A visszahűtő tömb a motor elejére kerül. A hűtőközeget elektromos szivattyú keringeti ➑.

➑

A szivattyú fordulatszámával állítják be a hűtés mértékét. Itt jelentkezik az „igény szerinti” hűtés.

A töltőlevegő belépésénél és a kilépésénél van hőmérő.

A hűtőegység belépéséhez csavarkötéssel kapcsolódó első csonk a levegőhőmérőt és a turbónyomás-jeladóhoz menő kivezetést tartalmazza, a második csonk a motoros állítású EGR fojtószelepet foglalja magába ➒.

 ➒

A hűtőegység kialakításában a hengerfejhez csatlakozó perem alakja lehet különböző. Ezt az ún. nagynyomású kipufogógáz-visszavezetés alkalmazása határozza meg. Ha van ilyen EGR, akkor a gáz a hengerfej túloldaláról, a hengerfejben kialakított csatornán jut át. A peremre fogatják fel a hengerfejbe benyúló, vízhűtésű EGR-szelepet. A visszavezetett kipufogógáz a hengerfej belső csatornáján keresztül jut az egyes hengerek szívócsatornájába. A bemutatott hűtőegység HP-EGR-t nem tartalmaz, így azt, mint táblázatunk mutatja, az EU5 követelményeknek megfelelő motorba építik be.

További változatok léteznek, attól függően, hogy a nagynyomású visszavezetett gázt hűtjük-e, vagy sem. Ezek szerkezeteinek elhelyezése határozza meg a hűtőegység kialakítási környezetét. Az alábbi táblázat a TDI motorok emissziótechnikai megoldásait foglalja össze. Az EU4, EU5 motorok olyan országok piacára kerülnek, illetve kerültek, ahol ezek az előírások vannak (voltak) érvényben. Az EU6 „nehéz” azt a TDI motorkivitelt jelenti, mely olyan gépjárműbe kerül beépítésre, melynek az NEDC-ciklusban, a tömege miatti motorterhelés már megkívánja – a technika jelen állása szerint – az SCR (AdBlue) utókezelést.

A VW és a Valeo 2013-ban az Egyesült Államokban a nagy presztízsnek örvendő PACE innovációs díjat is megkapta. Az indoklásban szerepel, hogy a hűtőegység a downsizing-fejlesztésekhez, ezzel a CO2-csökkentéshez járul hozzá. A töltőlevegő igény szerinti hűtésével pedig a nitrogén-oxid-kibocsátás tovább mérsékelhető.

HP-EGR = (hagyományos) nagynyomású kipufogógáz-visszavezetés; LP-EGR = kisnyomású, DPF utáni szakaszból lecsatlakoztatott kipufogógáz-visszavezetés; Hűtött EGR-szelep = vízhűtésű szelep; SCR AdBlue = a nitrogén-oxidok redukciója AdBlue segédanyagú SCR-katalizátorral történik; NSC = tároló- katalizátoros nitrogén-oxid utókezelés; EGR-hűtés = a visszavezetett kipufogógáz hűtése vizes hőcserélőben; PSG = izzógyertya égéstéri gáznyomás méréssel.