Az új VW TDI

A VW tradicionális dízelmotor-sorozata, a TDI, euro 6-os 1,6 – 2,0 literes motorjai elkészültek és bemutatásra kerülnek – egyelőre csak – szűk szakmai körökben. Cikkünkben az EA288 típusjelű 2.0 literes TDI-ről adunk híradást. A motort a 33. bécsi motorszimpóziumon, a világ első számú motor kutatás-fejlesztési konferencia kiállításán fotóztuk április utolsó napjaiban.

Mielőtt a motor bemutatásába belefognánk, tekintsük át a VW csoport új platform politikáját, mert ez a motorépítést is meghatározza!

A Volkswagen-csoport MLB és MLB platformjai

A VW-csoport a jövőben az autóépítést még inkább “modulárisan variálható platformokhoz” köti. Ez a típusvariálhatóságot, a különböző piacok igényeinek rugalmas kielégítését, ebben a teljesítmény, a kipufogógáz-követelmények teljesítését, a gyártási költségek csökkentését egyaránt szolgálja. A hajtásmódokat és rendszereket illetően a közeljövőben széles kínálat nyílik, hiszen a hagyományos, csak belső égésű motoros erőforrás mellett megjelenik a hibrid és a villamos hajtás, az erőátvitelek széles választékával. A platformoknak ezt a változatosságot be kell tudniuk fogadni.

1. ábra

Két platformkoncepció született, az egyik az MLB (Modularer Längsbaukasten) a másik az MQB (Modularer Querbaukasten). A modularitásra a mátrix szót is használják, ezzel is a kialakítási lehetőségeket hangsúlyozva.

Az MLB a hosszmotor, erőátvitel-beépítést, a frontmotor, első- és összekerékhajtást jelenti. Ide tartozik többek között az Audi A4 (B8) (Typ 8K), Audi A5 (Typ 8T), Audi Q5 (Typ 8R), Audi A6 (C7) (Typ 4G), Audi A7 (Typ 4G), Audi A8 (D4) (Typ 4H), Bentley Continental (2011-) és tervezetten a Porsche Macan (Cajun). A második a keresztbeépítést jelenti, frontmotor, elsőkerékhajtás. Az MQB a korábbi, illetve mai PQ25, PQ35 és PQ46 platformokat váltja fel.

A VW-csoport “New Small Family” platformja

The Volkswagen-csoport NSF (New Small Family, mely Typ AA néven is ismert) kategóriája az “ultra-kompakt” városi autó, mely 2011-ben került piacra. Az “up!” koncepciót elsőként a 2007-es Frankfurti és Tokioi Autószalonokon mutatták be. Az NSF platform elsőkerékhajtású, egy rövidebb 3 ajtós és egy hosszabb 4 ajtós kialakítást mutat, mely hibrid és villamos hajtás technikával is szerelhető. Az AA vagy E1 platformú, VW up!, Skoda Citigo és Seat Mii modelleket a Pozsony melletti Devínska Nová Ves gyárban szerelik, de lesz oroszországi és indiai gyártás is. A tervek szerint NSF platformon az Audi is készít majd egy modellt.
Az MQB platformhoz két új motorcsaládot is bemutatott a VW csoport. Az egyik – melyről cikkünk az első közzétett információkat dolgozza fel – az új TDI, az EA288 jelű motorcsalád, a másik egy benzines, az új TSI.

EA288 TDI

Az EA288 TDI – ismereteink szerint - a Golf, Jetta és Passat , valamint az Audi A3 új generációinak egyik motorja lesz. Várhatóan elsőként a VII-es Golfba és az Audi A3-ba kerül. Az EA288 új konstrukció, mely azonban a piacok igényének megfelelően „visszanéző” is lesz, mert készül Euro4, Euro 5, Tier2 BIN5 (ULEV2) és Európa számára „előrenézően” Euro 6 konfigurációban is.

2. ábra

3. ábra

Az említett modularitás követelménye konstrukcióját is meghatározza, a VW ezt MDB-nek, „modularer Dieselbaukasten”-nek nevezi. A beépíthetőség variálhatósága blokk-koncepciót kíván, azaz a motor emissziótechnikája és a töltőlevegő visszahűtő a motor kubatúrába kerül, a katalizátorok motorközeliek (lásd a címképet!). Az új TDI 1,6-os és 2,0 literes lökettérfogatú, 66 … 140 kW teljesítményű. Információink a 2 literes lökettérfogatú motorra vonatkoznak, melyeket a VW a 33. Bécsi Motorszimpóziumon, áprilisban tett közzé. A fényképeket a szimpózium kiállításán készítettünk.

4. ábra

5. ábra

6. ábra

A soros, négy hengerű motor blokkja öntöttvas (GJL250). A blokköntvénybe kerültek a tűgörgős csapágyazású kiegyenlítőtengelyek (1. ábra), melyeket ferdefogazású fogaskerekek hajtanak. A visszafolyó olajcsatornák és a kartergáz-visszavezető csatornák (Blow-by Kanäle) a blokk alsó síkjáig érnek. A hengerfejcsavarok is mélyen a blokkba nyúlnak. A motor olajszivattyúja és vákuumszivattyúja egy egységet képez (Duopumpe), a motorteknőbe került és olajban futó fogazott szíj hajtja (2. ábra). Az olajszivattyú szárnylapátos, az agy excentricitása állítható, így a szállított térfogatáram változtatható.

A motor alumínium hengerfeje – megtartva a vezérlés kialakításának néhány jellemzőjét - alapvetően megváltozott. A hűtőcsatornák kialakítása változott. A hengerfejbe két hűtőteret öntenek, melyet később furatokkal kötnek össze. A dízelmotor gyors felmelegítése, illetve az utastérfűtés gyors rendelkezésre állása végett a hengerfej önálló hűtőkör kialakítású és a kipufogó gyűjtőcső első szakaszát a hengerfejbe integrálták. A hengerfej újdonság a vezértengelytartó keret (Nockenwellenlagerrahmen - Integriertes Ventiltriebssmodul – iVM), melynek behajtóoldali első csapágya tűgörgős. A vezértengelyek és a jeladókerék a keretben bennszülött, nem szerelhető! (3. ábra)

7. és 8. ábra

A vezérlésfázisszög változtatható DOHC, élettartam szíjhajtású. A motor turbófeltöltésű. A BM70 típusjelű turbótöltőt a Bosch Mahle Turbo Systems szállítja, szabályozása VTG, melynek lapátnyitás-helyzetét pozíciószenzor adja a motorECU számára.

A turbótöltött motor levegővisszahűtése – ugyan a VW technikájában már létező – de a TDI családban újdonságnak számító megoldású. A szívócső elosztóterébe integráltan kerül az ún. közvetlen levegő/víz visszahűtő (SiLLK – Saugrohrintegrierte Ladeluftkühlung). A 4., 5. és 6. ábrákon a hűtőegységet és beépítést figyelhetjük meg. A hűtőblokk a szívólevegő-elosztó házzal együtt Valeo gyártmányú. A közvetlen hűtőben felmelegedett vizet saját hűtőkörébe tett, menetszéllel hűtőtömbben hűtjük vissza. A körnek saját villamos hajtású vízszivattyúja van. A megoldással a levegővisszahűtés mértéke igény szerint beállítható, a hűtés és töltés hatásfoka a kisebb áramlási ellenállás miatt jelentősen növelhető.

9. ábra

A befecskendező CR-rendszer CRS2-18 (1800 bar), mágnesszelepes injektorral (CRI2-18). A rendszer viszkozitásiérték-felismeréssel (Fuel detection by valve clising – FDV) és hosszú időtartamú drift korrekcióval (valve closing control – VCC) rendelkezik.
A motor izzógyertyája PSG, azaz nyomásszenzor kiképzésű.

10. ábra

Új emissziótechnika

A motor emissziótechnikájának változása szembetűnő. A motorközeli elrendezéssel (7.ábra) az Euro 4-5-6 követelmények is – más-más reaktorokkal – kielégíthető. A turbótöltő után közvetlenül helyezik el az oxidációs katalizátort. A megnövelt, 1,4 liter térfogatú DOC fémhordozós (EMITEC LS). Ebből a gáz visszafordító áramlással kerül a részecskeszűrőbe (8. ábra). Ennek alapanyaga vagy alumíniumtitanát, vagy sziliciumkarbid, térfogata 3,0 liter. Aszimmetrikus geometriájú és nagy hamutartalom-tároló képességű. A katalizátor és szűrő bemelegedése, üzemkészre állása (light-off) és a regenerálás, a rövid gázutak miatt, rendkívül gyors és hatékony.

Arról van információnk, hogy ma az USA-ba a DOC helyére tárolókatalizátor (NSC) kerül, de arról nincs, hogy az SCR-rendszert itt miként fogják kialakítani.
Igazi „meglepetéssel” az EGR kialakítása szolgál. Nincs hagyományos, ún. nagynyomású kipufogógáz-visszavezetés! Tehát a kipufogógáz-áramot a turbina előtt nem csapolják meg, az EGR nagynyomású visszavezetéséhez ez növeli a töltést.

A kisnyomású EGR-rendszerbe (ND-EGR – Niederdruckabgasrückführung) a gáz a koromszűrő után kerül, közvetlenül a DPF-házhoz csatlakozó kivezetésen keresztül (9. ábra). A gáz először az EGR-hűtőn halad át (10. ábra), majd a fojtószelepházon (EGR-szelep) keresztül jut a kompresszor bemenetéhez (11. ábra). Ezzel a megoldással nem kell a teljes kipufogóáramot fojtani, ezzel megnövelni a kipufogási ellennyomást. A kipufogógáz visszavezetéshez a szívóoldalon nem szükséges fojtószelep.

11. ábra

A motor termomenedzsmentjére a konstrukcióban nagy figyelmet szenteltek, erre és a motor további konstrukciós részleteinek bemutatására a motor sorozatgyártása, a hazai forgalmazás kezdete után visszatérünk. Egy megoldást azonban a hűtéssel kapcsolatban röviden bemutatunk, mert ezt a megoldást a VW-csoport más motorjainál is használják. A vízszivattyút szabályzott szállításúvá tették. A szivattyúlapát köré tolóhüvelyt nyomnak be, ezzel a szivattyú szállítását megakadályozva. A tolóhüvely mozgatása hidraulikus úton történik. A munkafolyadék a hűtőközeg, melynek nyomását a szivattyún belül egy kis axiáldugattyús szivattyú növel meg. Az axiáldugattyút a szivattyúkerék hátoldalának pályakialakítása mozgatja. A hidraulikanyomás a tolóhüvely gyűrűdugattyújára hat. A hidraulikanyomást mágnesszelep vezérli (12. ábra).

12. ábra

A VW-csoport platform-mátrix koncepciójához illeszkedő új motorcsaládok, pl. az EA288 TDI vagy az EA211 TSI, hosszú évekre megalapozzák a korszerű erőforrásokat, melyek a mechanikai és termikus hatásfoknövelés határához már nagyon közel kerültek, miközben teljesítik a legszigorúbb környezetvédelmi előírásokat és a CO₂-elvárásokat.

Forrás: Neusser et al.: Die neue modulare TDI^®-Generation von Volkswagen, 33. Internationales Wiener Motorensymposium 2012.