Motor PSA - Ford 1,6 HDi / TDCi 8V (DV6)

V druhej polovici roku 2010 uviedla skupina PSA / Ford na trh výrazne prepracovaný motor 1,6 HDi / TDCi. V porovnaní s predchodcom obsahuje až 50% recyklovaných dielov. Dodržiavanie emisnej normy Euro 5 pre tento motor je samozrejmosťou.

Čoskoro po uvedení na trh sa pôvodný agregát stal veľmi obľúbeným vďaka svojim výkonovým charakteristikám. To zabezpečilo automobilu dostatočnú dynamiku, minimálny turboefekt, veľmi priaznivú spotrebu paliva, vysokú ovládateľnosť a rovnako dôležité, vzhľadom na priaznivú hmotnosť, aj menší vplyv motora na jazdné vlastnosti auta. O jeho veľkej obľube svedčí aj rozsiahle používanie tohto motora v rôznych vozidlách. Nachádza sa napríklad vo Ford Focus, Fiesta, C-Max, Peugeot 207, 307, 308, 407, Citroën C3, C4, C5, Mazda 3 a dokonca aj v prémiovom Volve S40 / V50. Napriek spomínaným výhodám má motor svoje „muchy“, ktoré modernizovaná generácia do značnej miery eliminuje.

Základná konštrukcia motora prešla dvoma zásadnými zmenami. Prvým je prechod zo 16-ventilového rozvodu DOHC na 8-ventilový rozvod „iba“ OHC. S menším počtom otvorov na ventily má táto hlava aj vyššiu pevnosť pri nižšej hmotnosti. Vodný kanál v hornej časti bloku je spojený s chladiacou hlavou malými asymetricky umiestnenými prechodmi. Okrem nižších výrobných nákladov a väčšej pevnosti je toto zmenšené prevedenie vhodné aj na vírenie a následné spaľovanie zápalnej zmesi. Takzvané symetrické plnenie valcov znížilo nežiaduce vírenie horľavej zmesi o 10 percent, teda menší kontakt so stenami komory a tým takmer o 10 % menšie tepelné straty na stenách valcov. Toto zníženie vírenia je do istej miery paradoxné, pretože vírenie bolo donedávna zámerne spôsobované uzavretím jedného zo sacích kanálov, takzvaných vírivých klapiek, kvôli lepšiemu premiešaniu a následnému spaľovaniu zápalnej zmesi. Dnes je však situácia iná, keďže vstrekovače dodávajú motorovú naftu pod vyšším tlakom s viacerými otvormi, takže jej rýchlej atomizácii netreba pomáhať vírením vzduchu. Ako už bolo uvedené, zvýšené vírenie vzduchu má za následok okrem ochladzovania stlačeného vzduchu pri stenách valca aj vyššie čerpacie straty (v dôsledku menšieho prierezu) a pomalšie horenie horľavej zmesi.

Druhou zásadnou konštrukčnou zmenou je úprava vnútorného bloku liatinového valca, ktorý je uložený v hliníkovom bloku. Kým je dno stále pevne zapustené do hliníkového bloku, vrch je otvorený. Jednotlivé valce sa tak prekrývajú a vytvárajú takzvané mokré vložky (otvorený palubný blok). Chladenie tejto časti je teda priamo spojené s chladiacim kanálom v hlave valcov, čo má za následok výrazne efektívnejšie chladenie spaľovacieho priestoru. Pôvodný motor mal liatinové vložky úplne odliate priamo do bloku valcov (uzavretá plošina).

Zmenené boli aj ďalšie časti motora. Nová hlava, sacie potrubie, iný uhol vstrekovača a tvar piestu spôsobili odlišný prúd zapaľovacej zmesi a tým aj proces spaľovania. Vymenené boli aj vstrekovače, ktoré dostali jeden otvor navyše (teraz 7), ako aj kompresný pomer, ktorý sa znížil z pôvodných 18 : 1 na 16,0 : 1. Znížením kompresného pomeru výrobca dosiahol nižšie teploty spaľovania, samozrejme kvôli recirkulácii výfukových plynov, ktorá vedie k zníženiu emisií ťažko rozložiteľných oxidov dusíka. Riadenie EGR bolo tiež zmenené kvôli zníženiu emisií a je teraz presnejšie. Ventil EGR je pripojený k vodnému chladiču. Objem recirkulovaných spalín a ich chladenie sú riadené elektromagneticky. Jeho otváranie a rýchlosť reguluje riadiaca jednotka. Kľukový mechanizmus tiež prešiel znížením hmotnosti a trenia: ojnice sú odliate po častiach a oddelené. Piest má jednoduchý spodný prúd oleja bez vírivého kanála. Väčšie vŕtanie v spodnej časti piesta, ako aj výška spaľovacej komory prispievajú k nižšiemu kompresnému pomeru. Z tohto dôvodu sú vybrania pre ventily vylúčené. Vetranie kľukovej skrine sa vykonáva cez hornú časť držiaka-krytu rozvodového pohonu. Hliníkový blok valcov je rozdelený pozdĺž osi kľukového hriadeľa. Spodný rám kľukovej skrine je tiež vyrobený z ľahkej zliatiny. K nej je priskrutkovaná plechová olejová vaňa. K zníženiu mechanickej odolnosti a rýchlejšiemu zahriatiu motora po naštartovaní prispieva aj odnímateľná vodná pumpa. Čerpadlo teda pracuje v dvoch režimoch, zapojené alebo nezapojené, pričom je poháňané pohyblivou kladkou, ktorá sa ovláda podľa pokynov riadiacej jednotky. V prípade potreby je táto kladka predĺžená, aby sa vytvoril trecí prevod s remeňom. Tieto úpravy sa dotkli oboch verzií (68 a 82 kW), ktoré sa od seba líšia turbodúchadlom VGT (82 kW) – funkciou overboost a odlišným vstrekovaním. Pre zaujímavosť Ford nepoužil lepidlo na odnímateľnú vodnú pumpu a nechal vodnú pumpu priamo spojenú s klinovým remeňom. Treba ešte dodať, že vodná pumpa má plastové obežné koleso.

Slabšia verzia využíva systém Bosch s elektromagnetickými vstrekovačmi a vstrekovacím tlakom 1600 barov. Výkonnejšia verzia obsahuje Continental s piezoelektrickými vstrekovačmi pracujúcimi pri vstrekovacom tlaku 1700 barov. Vstrekovače vykonávajú až dva pilotné a jeden hlavný vstrek počas jazdy v každom cykle, ďalšie dva počas regenerácie FAP filtra. V prípade vstrekovacích zariadení je zaujímavá aj ochrana životného prostredia. Okrem nízkych hladín škodlivín vo výfukových plynoch emisná norma Euro 5 vyžaduje, aby výrobca garantoval požadovanú úroveň emisií až do 160 000 kilometrov. Pri slabšom motore je tento predpoklad splnený aj bez prídavnej elektroniky, keďže spotreba a opotrebovanie vstrekovacieho systému je vďaka nižšiemu výkonu a nižšiemu vstrekovaciemu tlaku menšie. V prípade výkonnejšieho variantu by už systém Continental musel byť vybavený takzvanou autoadaptívnou elektronikou, ktorá počas jazdy rozpozná odchýlky od požadovaných parametrov spaľovania a následne vykoná úpravy. Systém je kalibrovaný pri brzdení motorom, kedy dochádza k takmer nebadateľnému zvýšeniu otáčok. Elektronika potom zistí, ako rýchlo sa tieto rýchlosti zvýšili a koľko paliva bolo potrebné. Pre správnu autokalibráciu je potrebné z času na čas previezť vozidlo napríklad dole svahom, aby došlo k dlhšiemu brzdeniu motorom. V opačnom prípade, ak sa tento proces neuskutoční v čase stanovenom výrobcom, elektronika môže zobraziť chybové hlásenie a bude potrebná návšteva servisného strediska.

Ekológia prevádzky auta je dnes mimoriadne dôležitá, a tak ani v prípade modernizovaného 1,6 HDi nenechal výrobca nič na náhodu. Pred viac ako 12 rokmi predstavila skupina PSA pre svoju vlajkovú loď Peugeot 607 filter pevných častíc so špeciálnymi prísadami, ktoré pomáhajú eliminovať častice. Skupina si ako jediná zachovala tento systém dodnes, teda prikladanie paliva do nádrže pred samotným spaľovaním. Postupne sa vyrábali prísady na báze ródia a céru, dnes sa podobné výsledky dosahujú s lacnejšími oxidmi železa. Tento typ čistenia spalín istý čas používal aj sesterský Ford, avšak len s motormi s objemom 1,6 a 2,0 l spĺňajúcim normu Euro 4. Tento systém odstraňovania častíc funguje v dvoch režimoch. Prvým je jednoduchšia trasa, teda keď motor pracuje s vyššou záťažou (napríklad pri rýchlej jazde po diaľnici). Potom nie je potrebné dopravovať nespálenú naftu vstreknutú do valca k filtru, kde by mohla kondenzovať a riediť olej. Sadze vznikajúce pri spaľovaní aditíva bohatého na naftu sú schopné vznietenia už pri 450 ° C. Za týchto podmienok stačí oddialiť poslednú fázu vstrekovania, palivo (aj so sadzami) horí priamo vo valci a neohrozuje olejovú náplň z dôvodu riedenia-kondenzácie motorovej nafty v DPF (FAP) filtri. Druhou možnosťou je takzvaná asistovaná regenerácia, pri ktorej sa na konci výfukového zdvihu cez výfukové potrubie vstrekuje motorová nafta do spalín. Dymové plyny nesú práškovú motorovú naftu do oxidačného katalyzátora. V ňom sa vznieti nafta a následne vyhoria sadze usadené vo filtri. Všetko samozrejme sleduje riadiaca elektronika, ktorá v súlade so zaťažením motora vypočítava mieru zanesenia filtra. ECU monitoruje vstupy vstrekovania a ako spätnú väzbu využíva informácie zo snímača kyslíka a snímača teploty/diferenčného tlaku. Na základe údajov ECU určí skutočný stav filtra a v prípade potreby hlási potrebu servisnej návštevy.

Na rozdiel od PSA sa Ford uberá inou a jednoduchšou cestou. Na odstránenie pevných častíc nepoužíva prísadu do paliva. Regenerácia prebieha ako vo väčšine ostatných vozidiel. To znamená, v prvom rade, predhriatie filtra na 450 ° C zvýšením zaťaženia motora a zmenou načasovania posledného vstrekovania. Potom sa nafta privádzaná k oxidačnému katalyzátoru v nespálenom stave zapáli.

Na motore bolo niekoľko ďalších zmien. Napríklad. Palivový filter bol úplne nahradený kovovým krytom priskrutkovaným k hornej časti, kde je umiestnené ručné čerpadlo, odvzdušňovač a snímač prebytočnej vody. Základná 68 kW verzia neobsahuje dvojhmotový zotrvačník, ale klasický pevný zotrvačník s odpruženým spojkovým kotúčom. Snímač rýchlosti (Hallov snímač) je umiestnený na rozvodovej kladke. Ozubené koleso má 22 + 2 zuby a snímač je bipolárny na detekciu spätného otáčania hriadeľa po vypnutí motora a uvedení jedného z piestov do fázy kompresie. Táto funkcia je potrebná na rýchle reštartovanie systému stop-štart. Vstrekovacie čerpadlo je poháňané rozvodovým remeňom. V prípade verzie 68 kW je použitý jednopiestový typ Bosch CP 4.1 s integrovaným podávacím čerpadlom. Maximálny vstrekovací tlak sa znížil z 1700 barov na 1600 barov. Vačkový hriadeľ je inštalovaný vo ventilovom kryte. Vákuové čerpadlo je poháňané vačkovým hriadeľom, ktorý vytvára podtlak pre posilňovač bŕzd, ako aj pre ovládanie turbodúchadla a obtoku systému recirkulácie výfukových plynov. Tlaková palivová nádrž je vybavená snímačom tlaku na pravom konci. Na jeho signál riadiaca jednotka reguluje tlak nastavením čerpadla a prepĺňaním trysiek. Výhodou tohto riešenia je absencia samostatného regulátora tlaku. Zmenou je aj absencia sacieho potrubia, pričom plastové vedenie ústi priamo do škrtiacej klapky a je namontované priamo na vstupe do hlavy. Plastové puzdro na ľavej strane obsahuje elektronicky riadený obtokový ventil chladenia. V prípade poruchy sa úplne vymení. Menšia veľkosť turbodúchadla zlepšila jeho odozvu a dosahovalo vysoké otáčky, pričom jeho ložiská sú chladené vodou. Vo verzii 68 kW reguláciu zabezpečuje jednoduchý bypass, v prípade výkonnejšej verzie reguláciu variabilná geometria lopatiek statora. Olejový filter je zabudovaný vo vodnom výmenníku, vymenená je len papierová vložka. Tesnenie hlavy má niekoľko vrstiev kompozitu a plechu. Zárezy na hornom okraji označujú použitý typ a hrúbku. Škrtiaca klapka slúži na odsávanie časti spalín z okruhu EGR pri veľmi nízkych otáčkach. Počas regenerácie využíva aj DPF a pri vypnutom motore vypne prívod vzduchu, aby sa znížili vibrácie.

Na záver technické parametre popísaných motorov.

Silnejšia verzia naftového štvorvalca s objemom 1560 270 ccm poskytuje maximálny krútiaci moment 250 Nm (predtým 1750 Nm) pri 1500 242 ot./min. Už pri 82 otáčkach dosahuje 80 Nm. Maximálny výkon 3600 kW (230 kW) je dosahovaný pri 215 ot./min. Slabšia verzia dosahuje maximálny krútiaci moment 1750 Nm (68 Nm) pri 66 ot / min a maximálny výkon 4000 kW (XNUMX kW) pri XNUMX ot / min.

Ford a Volvo uvádzajú pre svoje vozidlá výkony 70 a 85 kW. Napriek malým rozdielom vo výkone sú motory identické, jediným rozdielom je použitie DPF bez aditív v prípade Ford a Volvo.

* Ako ukázala prax, motor je skutočne spoľahlivejší ako jeho predchodca. Trysky sú lepšie pripevnené a prakticky nedochádza k čisteniu, turbodúchadlo má tiež dlhšiu životnosť a oveľa menšiu tvorbu karobu. Zostáva však olejová vana nepravidelného tvaru, ktorá za bežných podmienok (klasická výmena) neumožňuje kvalitnú výmenu oleja. Usadeniny uhlíka a ďalšie nečistoty uložené na spodnej časti kazety následne kontaminujú nový olej, čo negatívne ovplyvňuje životnosť motora a jeho komponentov. Motor vyžaduje častejšiu a nákladnejšiu údržbu, aby sa predĺžila jeho životnosť. Pri kúpe ojazdeného auta by bolo vhodné olejovú vanu rozobrať a dôkladne vyčistiť. Následne pri výmene oleja sa odporúča motor prepláchnuť čerstvým olejom, resp. a najmenej každých 100 000 km vyberte a vyčistite olejovú vaňu.