Система охлаждения дизельного двигателя 2.7L TDV6
Система охлаждения дизельного двигателя 2.7L TDV6
Рассказывается об устройстве и принципе работы системы охлаждения дизельного двигателя 2.7 TDV6. Какие основные компоненты входят в систему, как циркулирует охлаждающая жидкость, какую роль выполняют термостат PRT, радиатор, расширительный бачок, вентилятор охлаждения, EGR-охладители и топливный отопитель FBH. Особенности работы системы на автомобилях с механической и автоматической коробкой передач, а также на версиях с дополнительным отопителем и без него.
На дизельном двигателе 2.7 TDV6 применена система охлаждения перепускного типа, обеспечивающая циркуляцию охлаждающей жидкости по двигателю и контуру отопителя при закрытом главном клапане термостата. Основное назначение системы охлаждения двигателя – поддержание оптимальной температуры двигателя при изменении условий окружающей среды и режима работы двигателя. К другим функциям системы охлаждения относятся обогрев салона автомобиля и охлаждение рабочей жидкости коробки передач и моторного масла.
Термостат – это прибор для поддержания постоянной температуры.
Система охлаждения дизельного двигателя 2.7 TDV6 включает следующие компоненты:
- Радиатор
- Промежуточный теплообменник
- Сердцевина отопителя салона автомобиля
- Два охладителя топлива
- Два охладителя системы рециркуляции отработавших газов (EGR)
- Отопитель, работающий на топливе (FBH) (в зависимости от рынка поставки)
- Насос охлаждающей жидкости
- Термостат регулирования давления (PRT)
- Расширительный бачок
- Вентилятор с электро-вязкостной муфтой
- Соединительные шланги и трубопроводы
Покомпонентное изображение системы охлаждения дизельного двигателя 2.7 TDV6 – автомобили с механической коробкой передач без дополнительного отопителя, работающего на топливе (FBH)
A - начиная с 2007 модельного года
1 – впускной и выпускной шланги отопителя; 2 – впускной и выпускной шланги отопителя для автомобилей с задним отопителем (устанавливается дополнительно); 3,6 - клапана EGR; 4 - шланг клапана EGR; 5 - выпускной патрубок в сборе; 7 - впускной шланг клапана EGR; 8 - охладитель топлива; 9 - расширительный бачок; 10 - шланг охладителя топлива; 11 - вентилятор охлаждения; 12 - шланг, соединяющий радиатор с расширительным бачком; 13 - нижний кожух; 14 – радиатор; 15 - верхний кожух; 16 - шланг с термостатом в сборе; 17 - водяной насос; 18 - соединитель впускного патрубка; 19 - шланг, соединяющий отопитель с термостатом; 20 - термостат EGR, 2 шт. (начиная с 2007 модельного года)
Покомпонентное изображение системы охлаждения дизельного двигателя 2.7 TDV6 – автомобили с механической коробкой передач и FBH
A - начиная с 2007 модельного года
1 – впускной и выпускной шланги отопителя; 2 - соединения для заднего отопителя (устанавливается дополнительно); 3,6 - клапана EGR; 4 - выпускной патрубок в сборе; 5 - шланг клапана EGR; 7 - впускной шланг клапана EGR; 8 – FBH; 9 - охладитель топлива; 10 - расширительный бачок; 11 - шланг охладителя топлива; 12 - вентилятор охлаждения; 13 - шланг, соединяющий радиатор с расширительным бачком; 14 - нижний кожух; 15 – радиатор; 16 - верхний кожух; 17 - шланг с термостатом в сборе; 18 - водяной насос; 19 - соединитель впускного патрубка; 20 – впускной и выпускной шланги FBH; 21 - термостат EGR, 2 шт. (начиная с 2007 модельного года)
Покомпонентное изображение системы охлаждения дизельного двигателя 2.7 TDV6 – автомобили с автоматической коробкой передач без FBH
A - начиная с 2007 модельного года
1 – впускной и выпускной шланги отопителя; 2 - соединения для заднего отопителя (устанавливается дополнительно); 3,6 - клапана EGR; 4 - выпускной патрубок в сборе; 5 - шланг клапана EGR; 7 - впускной шланг клапана EGR; 8 - охладитель топлива; 9 - расширительный бачок; 10 - трубопроводы охладителя рабочей жидкости коробки передач; 11 - шланг охладителя топлива; 12 - вентилятор охлаждения; 13 - шланг, соединяющий радиатор с расширительным бачком; 14 - нижний кожух; 15 – радиатор; 16 - верхний кожух; 17 - шланг с термостатом в сборе; 18 - водяной насос; 19 - соединитель впускного патрубка; 20 - шланг, соединяющий отопитель с термостатом; 21 - термостат EGR, 2 шт. (начиная с 2007 модельного года)
Покомпонентное изображение системы охлаждения дизельного двигателя 2.7 TDV6 – автомобили с автоматической коробкой передач и FBH
A - начиная с 2007 модельного года
1 – впускной и выпускной шланги отопителя; 2 - соединения для заднего отопителя (устанавливается дополнительно); 3,6 - клапана EGR; 4 - выпускной патрубок в сборе; 5 - шланг клапана EGR; 7 – FBH; 8 - охладитель топлива; 9 - расширительный бачок; 10 - трубопроводы охладителя рабочей жидкости коробки передач; 11 - шланг охладителя топлива; 12 - вентилятор охлаждения; 13 - шланг, соединяющий радиатор с расширительным бачком; 14 - нижний кожух; 15 – радиатор; 16 - верхний кожух; 17 - шланг с термостатом в сборе; 18 - водяной насос; 19 - соединитель впускного патрубка; 20 – впускной и выпускной шланги FBH; 21 - термостат EGR, 2 шт. (начиная с 2007 модельного года)
Охлаждающая жидкость циркулирует по системе под действием насоса центробежного типа, установленного в передней части дизельного двигателя 2.7 TDV6 и приводимого дополнительным поликлиновым ремнем. Насос прокачивает охлаждающую жидкость через блок цилиндров и головки цилиндров через камеру, расположенную в развале блока цилиндров. Некоторое количество охлаждающей жидкости проходит через встроенные охладители топлива и моторного масла. Проходя через охладители двигателя и масла, охлаждающая жидкость возвращается в корпус термостата по обводной трубке. Охлаждающая жидкость также проходит через охладители системы рециркуляции отработавших газов (EGR) к сердцевине отопителя и возвращается в дизельный двигатель 2.7 TDV6 со стороны термостата регулирования давления (PRT).
На дизельных двигателях 2.7 TDV6, оборудованных FBH, охлаждающая жидкость проходит через охладители системы рециркуляции отработавших газов (EGR) к FBH (независимо от того, работает ли он), а затем поступает в сердцевину отопителя. Затем охлаждающая жидкость возвращается к PRT со стороны двигателя.
На автомобилях с 2007 модельного года в каждом выпускном штуцере теплообменника EGR установлен термостат. Эти термостаты контролируют поток охлаждающей жидкости через теплообменники EGR, снижая токсичность выхлопа дизельного двигателя 2.7 TDV6 и улучшая прогрев двигателя/отопителя.
В корпусе PRT находится обычный термостат, который расположен таким образом, чтобы температура его чувствительного элемента определялась потоком охлаждающей жидкости как от радиатора, так и от обводного канала. В результате температура открытия термостата может изменяться в зависимости от условий окружающей среды. В термостате PRT также есть клапан, нагруженный пружиной, который ограничивает поток жидкости через обводной канал. Это означает, что дизельный двигатель 2.7 TDV6 временно может работать без жидкости, протекающей через обводной канал, что, в свою очередь, улучшает работу отопителя салона.
Радиатор дизельного двигателя 2.7 TDV6 с горизонтальным потоком жидкости имеет сердцевину из алюминиевого сплава и сливной кран в нижней правой части задней стороны. Нижние крепления радиатора находятся на концах бачков радиатора. Крепления имеют резиновые втулки, которые посажены на верхней части направляющих кузова автомобиля. Верхняя часть радиатора крепится штырями, которые пропущены через резиновые втулки, установленные на переднем несущем элементе (FEC) над радиатором.
Промежуточный теплообменник крепится к нижней части радиатора двумя штырями, которые закреплены на фитингах бачков радиатора.
Верхний шланг радиатора соединен с термостатом PRT обводным шлангом, а нижний шланг напрямую соединен с выходным патрубком корпуса термостата.
Расширительный бачок установлен перед левой опорной чашкой подвески в моторном отсеке. Расширительный бачок принимает избыточное количество рабочей жидкости из системы охлаждения при ее расширении вследствие нагрева и, наоборот, при остывании дизельного двигателя 2.7 TDV6 компенсирует ее количество при уменьшении объема. Также через этот бачок отводится воздух, накапливаемый в охлаждающей жидкости.
Охладитель рабочей жидкости коробки передач (только для автомобилей с автоматической коробкой передач) установлен со стороны холодного бачка радиатора. Он расположен в средней части левого бачка радиатора.
Жидкость во второй охладитель топлива поступает со стороны холодного бачка радиатора от секции дополнительного охлаждения и возвращается в корпус термостата регулирования давления со стороны радиатора.
На автомобилях, оборудованных FBH, данный узел установлен перед левой опорной чашкой подвески в моторном отсеке. Охлаждающая жидкость всегда протекает через FBH, независимо от того, работает он или нет. Отработавшие газы подогревателя отводятся в колесную нишу левого переднего колеса.
Для создания дополнительного потока воздуха через сердцевину радиатора, особенно при неподвижном автомобиле, применяется вентилятор с электро-вязкостной муфтой включения, расположенный за радиатором. Этот вентилятор обслуживает систему охлаждения дизельного двигателя 2.7 TDV6 и систему охлаждения кондиционера. Этот узел работает как обычный вентилятор с вискомуфтой, но с электронным приводом включения вискомуфты. Электронный блок управления двигателем (ECM) управляет частотой вращения вентилятора, регулируя степень включения вискомуфты. Степень включения вискомуфты блоком управления определяется на основании величины температуры охлаждающей жидкости, температуры воздуха на впуске и окружающей среды и температуры масла в коробке передач, а также давления в системе кондиционера. Применяемый вентилятор имеет левое вращение.
Частота вращения вентилятора с вискомуфтой оптимально регулируется ECM в соответствии со всеми условиями работы.
Принцип действия системы охлаждения дизельного двигателя 2.7 TDV6
При работающем дизельном двигателе 2.7 TDV6 шкив насоса системы охлаждения приводится в движение ремнем привода вспомогательных агрегатов. При этом охлаждающая жидкость циркулирует через рубашку охлаждения двигателя и отопитель, в то время как термостат и перепускной клапан закрыты. Когда температура охлаждающей жидкости возрастает, перепускной клапан открывается, и охлаждающая жидкость начинает циркулировать через него. Когда температура достигает 82°C, открывается главный термостат, позволяющий охлаждающей жидкости циркулировать через главный радиатор. По мере постепенного открытия главного термостата (полное открытие при 95°C) перепускной клапан постепенно закрывается, в результате чего вся охлаждающая жидкость циркулирует через отопитель или радиатор. Когда охлаждающая жидкость начинает циркулировать через радиатор, она также начинает поступать в охладитель рабочей жидкости коробки передач (только для моделей с автоматической коробкой передач) и охладители топлива.
Излишек объема охлаждающей жидкости, вызванный тепловым расширением, поступает в расширительный бачок через шланг от верхней части радиатора. На расширительном бачке имеется выпускной шланг, соединенный с контуром системы охлаждения дизельного двигателя 2.7 TDV6. По этому шлангу охлаждающая жидкость возвращается в систему, когда двигатель остывает.
Охлаждающая жидкость проходит по радиатору от верхней части правого бачка к нижней части левого бачка и охлаждается воздухом, проходящим через сердцевину радиатора. Температура жидкости контролируется блоком управления дизельного двигателя 2.7 TD V6 при помощи датчика температуры охлаждающей жидкости (ЕСТ), расположенного в головке цилиндров. Сигналы этого датчика используются блоком управления двигателем для управления вентилятором охлаждения и подачей топлива в соответствии с температурой двигателя.
ECM управляет вентилятором охлаждения посредством сигнала с широтно-импульсной модуляцией, который передается в блок управления вентилятором, встроенный в блок управления дизельного двигателя 2.7 TDV6. Частота широтно-модулированных импульсов используется блоком управления вентилятором для определения напряжения питания двигателя вентилятора.
Блок управления двигателем (ECM) изменяет коэффициент заполнения широтно-модулированной импульсной последовательности в пределах 0–100%, регулируя тем самым частоту вращения вентилятора. Если сигнал от блока управления дизельного двигателя 2.7 TDV6 выходит за пределы диапазона 0–100%, блок управления вентилятором воспринимает это как обрыв цепи или короткое замыкание и включает вентилятор на максимальную скорость во избежание перегрева двигателя и коробки передач.
Блок управления дизельным двигателем 2.7 TDV6 управляет вентилятором в соответствии с сигналами датчика ECT, датчика температуры трансмиссионной жидкости, датчика температуры воздуха на впуске, выключателя кондиционера и датчика давления в системе кондиционирования.
Кроме того, частота вращения вентилятора зависит от скорости движения автомобиля. ECM регулирует частоту вращения вентиляторов охлаждения для компенсации встречного потока воздуха. Сигнал скорости движения передается по шине CAN от блока управления антиблокировочной тормозной системой.
Движение охлаждающей жидкости по системе – автомобили с механической коробкой передач без FBH (показана схема для автомобилей до 2007 модельного года; для автомобилей с 2007 модельного года схема аналогична)
Движение охлаждающей жидкости по системе – автомобили с механической коробкой передач и FBH (показана схема для автомобилей до 2007 модельного года; для автомобилей с 2007 модельного года схема аналогична)
Движение охлаждающей жидкости по системе – автомобили с автоматической коробкой передач без FBH (показана схема для автомобилей до 2007 модельного года; для автомобилей с 2007 модельного года схема аналогична)
Движение охлаждающей жидкости по системе – автомобили с автоматической коробкой передач с FBH (показана схема для автомобилей до 2007 модельного года; для автомобилей с 2007 модельного года схема аналогична)
Термостат регулирования давления (PRT) дизельного двигателя 2.7 TDV6
С одной стороны термостата находится 85% горячей охлаждающей жидкости, поступающей от дизельного двигателя 2.7 TDV6, в с другой – 15% холодной охлаждающей жидкости, возвращающейся из нижнего шланга радиатора. Это позволяет термостату реагировать на изменение условий окружающей среды, обеспечивая регулирование температуры охлаждающей жидкости как зимой, так и летом. Горячая охлаждающая жидкость, поступающая от двигателя, переходит через отверстия в перепускном клапане внутри трубки, окружающей 85% процентов активной поверхности термостата. Холодная охлаждающая жидкость из радиатора проходит через остальные 15% активной поверхности термостата. При низкой температуре окружающей среды рабочая температура дизельного двигателя 2.7 TDV6 повышается приблизительно на 10°C с целью компенсации тепловых потерь от контакта 15% с холодной охлаждающей жидкостью, возвращающейся из нижнего шланга. Это повышает производительность отопителя и ускоряет прогрев двигателя.
Перепускной клапан удерживается в закрытом состоянии легкой пружиной и оказывает дополнительную помощь при прогреве дизельного двигателя 2.7 TDV6 и нагреве отопителя. Когда главный клапан закрыт, и двигатель работает на холостом ходу, насос охлаждающей жидкости не обеспечивает достаточный расход и давление, чтобы преодолеть действие пружины и открыть клапан. В результате клапан не позволяет охлаждающей жидкости циркулировать по обводному каналу и направляет ее только через сердцевину отопителя. Это обеспечивает больший расход охлаждающей жидкости через сердцевину отопителя, что повышает комфорт пассажиров при низких температурах.
При увеличении частоты вращения коленчатого вала дизельного двигателя 2.7 TDV6 выше оборотов холостого хода насос охлаждающей жидкости обеспечивает большие расход и давление, чем те, на которые рассчитан контур отопителя. Увеличивающееся давление воздействует на клапан, преодолевает действие пружины и открывает клапан, выпуская давление из контура отопителя. Затем клапан регулирует степень своего открытия, обеспечивая максимальный расход охлаждающей жидкости через сердцевину отопителя и отводя излишки охлаждающей жидкости по обводному каналу для обеспечения охлаждения двигателя на высоких оборотах. Затем термостат регулирует расход через радиатор, поддерживая оптимальную температуру двигателя. Максимальное открытие термостата и, соответственно, максимальный расход через радиатор соответствуют температуре охлаждающей жидкости 95°C.
Подведя итог:
Система охлаждения двигателя 2.7 TDV6 представляет собой сложный комплекс узлов, который не только поддерживает оптимальную температуру двигателя, но и обеспечивает обогрев салона, охлаждение масла, топлива и рабочей жидкости автоматической коробки передач. Понимание схемы циркуляции охлаждающей жидкости и работы термостата PRT помогает точнее диагностировать неисправности, оценивать эффективность прогрева двигателя и предотвращать перегрев.


























































































