12.

SILNIK WYSOKOPRĘŻNY

1,9 TDI - 74 kW (ATD)

12.1. CHARAKTERYSTYKA OGÓLNA

Silnik wysokoprężny 1,9 TDI - 74 kW (ATD) to jeden z
dwóch silników wyposażonych w nowy układ wtryskowy
paliwa PDS (Pumpe Düse System), które zaczęto
montować po 2000 roku do samochodów Skoda Octawia.

PODSTAWOWE PARAMETRY
SILNIKA 1,9 TDI -74 KW

Tablica 12-1

Parametr

Wartość

Kod silnika

AMD

Produkowany od →do

09/00→

Pojemność skokowa w cm

3

1896

Średnica cylindra/skok tłoka

w mm

79,5/95,5

Stosunek skoku tłoka do

średnicy cylindra

1,201

Liczba łożysk głównych wału

korbowego

5

Liczba zaworów w cylindrze

2

Stopień sprężania

19

Moc maksymalna wg ISO

w kW/obr/min

74/4000 +5%

Moment maksymalny wg ISO

w N - m/obr/min

240/1800-2400

Doładowanie powietrza

turbosprężarka

Paliwo

olej napędowy

System zapłonowo-wtryskowy

bezpośredni wtrysk

paliwa za pomocą

pompowtryskiwaczy

BOSCH PDE,

elektroniczne urządzenie

sterujące BOSCH

EDC 15P-5,3

Katalizator w układzie

wylotowym

oksydacyjny

Norma emisji spalin

EU3

Rys. 12.1. Silnik 1,9 TDI - 74 kW

Rys. 12. 2. Charakterystyka silnika 1,9 TDI - 74 kW
P - moc
M - moment obrotowy
n - prędkość obrotowa

11 - Skoda Octavia

161

SILNIK WYSOKOPRĘŻNY 1,9 TDI -74 kW (ATD)

Silnik ten był montowany od września 2000 roku i ma
mniejszą moc, niż silnik o oznaczeniu kodowym ASZ,
który zaczęto montować od grudnia 2002 roku.
Na rysunku 12.1 przedstawiono wygląd tego silnika, a na
rysunku 12.2 - jego charakterystyki. W tablicy 12-1 są
zestawione podstawowe parametry techniczne silnika.

12.2. KADŁUB SILNIKA

Kadłub silnika jest odlany z żeliwa szarego. Cylindry o
średnicy 79,5 mm są wykonane bezpośrednio w kadłubie.

12.3. UKŁAD TŁOKOWO-KORBOWY

Wał korbowy

Odkuty ze stali wał korbowy, ułożony w kadłubie silnika
na pięciu łożyskach, ma osiem przeciwciężarów. Przejście
wału przez przednią i tylną pokrywę kadłuba silnika jest
uszczelnione pierścieniami z polytetrafluoroetylenu
(PTFE).

Korbowody

Korbowody są odkute ze stali. Pływające sworznie tłoka są
zabezpieczone

przed

wysunięciem

pierścieniami,

osadzonymi w rowkach na wewnętrznej stronie tłoków.

Tłoki

Tłoki są odlane ze specjalnego stopu lekkiego. Każdy tłok
ma trzy pierścienie. Komory spalania są wykonane w
denkach tłoków. Skok tłoka wynosi 95,5 mm.

12.4. ZESPÓŁ GŁOWICY I UKŁAD
ROZRZĄDU

Głowica silnika

Głowica silnika jest wykonana jako odlew ze stopu
aluminium. Jest to głowica ośmiokanałowa (cztery kanały
dolotowe i cztery wylotowe). Kanały są wyprowadzone na
tylną stronę głowicy (patrząc po zamontowaniu w kierunku
przodu samochodu). Po przeciwnej stronie są otwory na
wtryskiwacze i świece żarowe. Kanały dolotowe mają
specjalny kształt, powodujący intensywne zawirowanie
zasysanego powietrza. Zawirowanie jeszcze zwiększa się
podczas sprężania przez tłok.

Wał rozrządu

Zastosowano układ rozrządu typu OHC. Wał rozrządu jest
napędzany paskiem zębatym, który jednocześnie napędza
pompę wtryskową.

12.5. FILTRACJA POWIETRZA

Filtr powietrza nie jest umieszczony pod osłoną tłumiącą
hałas silnika, lecz oddzielnie. Obudowa wkładu filtrującego
jest prawie taka sama, jak obudowa filtra montowana w
samochodzie z silnikiem 1,9 SDI - 47 kW. Różnica polega

na innym umiejscowieniu czujnika temperatury za-
sysanego powietrza.

12.6. POMPA PALIWA

W zbiorniku paliwa jest zamontowana pompa paliwa, która
wytwarza bardzo niskie nadciśnienie

; (tylko 0,05

MPa). Jest to konieczne, aby nie j dopuścić do
zapowietrzenia przewodu wylotowego z pompy, gdyż takie
są wymagania układu wtryskowego typu PDS.
W układzie tym pracują dwie pompy paliwa: jedna
elektryczna (umieszczona w zbiorniku paliwa), druga
mechaniczna (umieszczona obok pompy podciśnieniowej,
bezpośrednio na głowicy silnika). Zespół tych dwóch pomp
działa następująco: po włączeniu zapłonu pompa elekt-
ryczna pracuje przez 2 sekundy. Gdy silnik rozpocznie
pracę (już przy prędkości obrotowej wymuszonej przez
rozrusznik), wówczas pompa ta dostarcza paliwo do pompy
mechanicznej i tak jest przez cały czas, gdy silnik pracuje.
Zawór zwrotny umieszczony przed pompą mechaniczną nie
pozwala na powrót paliwa do zbiornika, gdy silnik
zostanie

unieruchomiony.

Zawór

ten

utrzymuje

nadciśnienie 0,02 MPa. Paliwo z pompy mechanicznej pod
wysokim ciśnieniem jest dostarczane do pompowtryskiwa-
czy.

Rys. 12.3. Schemat działania mechanicznej pompy paliwa dla układu
wtryskowego PDS
1 - pływające płytki ze sprężynami
2 - rotor
3 - zwężony kanał
4 - kanał wylotowy paliwa do pompowtryskiwaczy
5 - kulkowy zawór regulacyjny
6 - wylot nadmiaru paliwa do zbiornika
7 - kanał wylotowy
8 - wlot paliwa ze zbiornika
9 - kulkowy zawór regulacyjny na wlocie paliwa

162

UKŁAD WTRYSKOWY

Nadmiar paliwa jest odprowadzany do zbiornika paliwa.
Na drodze powrotnej paliwa znajdują się jeszcze:
ciśnieniowy zawór regulacyjny, który utrzymuje w
przewodach powrotnych paliwa ciśnienie 0,1 MPa,
czujnik temperatury paliwa i chłodnica paliwa.
Mechaniczna pompa paliwa jest wysokociśnieniową
pompą rotacyjną, która jest zbudowana z pływających
płytek,

dociskanych

sprężynami

do

specjalnie

ukształtowanego rotora. Nacisk sprężyn na płytki
umożliwia działanie pompy już przy małej prędkości
obrotowej. Pompa mechaniczna pracuje tak, że przy
zwiększaniu objętości komory paliwo jest zasysane, a
przy zmniejszaniu objętości komory paliwo jest
wytłaczane na zewnątrz. Jednocześnie i zgodnie pracują
zawsze dwie komory. Schematyczny przekrój mechanicz-
nej pompy paliwa przedstawiono na rysunku 12.3

.

12.7. UKŁAD W T R Y S K O W Y

Zastosowano wtrysk bezpośredni, co pozwala uzyskać
większą moc silnika przy mniejszym zużyciu paliwa.

Paliwo jest wtryskiwane do cylindrów pod bardzo
wysokim ciśnieniem, znacznie wyższym niż w silniku 1,9
SDI - 47 kW, gdyż zastosowane są pompowtryskiwacze.
Zastosowanie pompowtryskwiaczy spowodowało bardzo
dokładne rozpylenie paliwa przez dysze, co w rezultacie
daje doskonałe spalenie paliwa, mniejsze jego zużycie
dzięki większemu wykorzystaniu jego energii, a więc
większą sprawność energetyczną silnika i mniejszą
zawartość szkodliwych związków w spalinach.
Układ wtryskowy PDS ma zupełnie inną konstrukcję niż
dotychczas powszechnie stosowane układy, na przykład
nie ma długiego przewodu paliwa między pompą
wtryskową a wtryskiwaczami. Nadmiar paliwa z
pompowtryskiwaczy jest na drodze powrotnej do
zbiornika paliwa ochładzany.
Dzięki zastosowaniu tzw. wtrysku wstępnego wzrost
ciśnienia w cylindrach nie następuje gwałtownie i hałas,
jaki powstaje podczas gwałtownego spalania paliwa jest
przytłumiony. Silnik jest więc bardziej cichy. Obniżona
jest także zawartość tlenków azotu w spalinach.

Rys. 12.4. Elementy układu chłodzenia powietrzem
1 - chwytak powietrza, 2 - chłodnica zasysanego powietrza, 3 - śruba montażowa, 4 - pierścień uszczelniający,
5 - czujnik temperatury zasysanego powietrza i czujnik ciśnienia tego powietrza, 6 - wspornik, 7 - śruba mocująca, 8 - przewody gumowe,
9 - górna rura przepływu powietrza, 10 - wylot do kolektora dolotowego, 11 - wlot powietrza z filtra powietrza,
12 - wlot powietrza z układu odpowietrzania skrzyni korbowej, 13 - tylna rura przepływu powietrza, 14 - turbosprężarka,
15 - dolna rura przepływu powietrza, 16 - wspornik

163

SILNIK WYSOKOPRĘŻNY 1,9 TDI - 74 kW (ATD)

Rys. 12.5. Kolektory dolotowy, wylotowy i turbosprężarka
1 - kolektor wylotowy, 2 - kolektor dolotowy z zaworem mechanicznym powrotnego doprowadzenia spalin, 3 - wlot powietrza z chłodnicy powietrza,
4 - uszczelka kolektora dolotowego, 5 - śruba, 6 - uszczelka kolektora wylotowego, 7 - podkładka, 8 - nakrętki, 9 - wlot powietrza z filtru powietrza,
10 - wylot powietrza do chłodnicy powietrza, 11 - zbiornik ciśnieniowy, 12 - osłona blaszana, 13 - wspornik, 14 - śruba, 15 - śruba, 16 - pierścień uszczelniający,
17 - łącznik, 18 - śruba, 19 - przewód odpływowy oleju, 20 - uszczelka kołnierza przewodu odpływowego oleju, 21 - turbosprężarka,
22 - uszczelka kołnierza przedniej rury wylotowej z katalizatorem, 23 - kołnierz przedniej rury wylotowej z katalizatorem, 24 - reduktor, 25 - przewód dopływowy oleju,
26 - śruba, 27 - pierścień uszczelniający, 28 - kołnierz zaworu mechanicznego, 29 - zawór mechaniczny powrotnego doprowadzenia spalin, 30 - przewód podciśnienia,
31 - zawór przełączający przepustnicę, 32 - wspornik, 33 - sterownik podciśnieniowy, 34 - rura powrotnego doprowadzenia spalin

12.8. TURBOSPRĘŻARKA

Efektywność turbosprężarki jest większa, jeżeli jest do
niej zasysane chłodne powietrze, gdyż ma ono mniejszą
objętość niż powietrze ciepłe. Dlatego w silniku 1,9 TDI
- 74 kW zastosowano chłodnicę powietrza zasysanego
przez turbosprężarkę.
Na rysunku 12.4 przedstawiono elementy wchodzące w
skład układu chłodzenia powietrza, a na rysunku 12.5 są
pokazane wszystkie elementy zewnętrzne układu
turbosprężania. Na rysunku 12.6 jest przedstawiony
schemat połączeń przewodów podciśnienia.

Turbosprężarka, której częściowy przekrój przed-
stawiono na rysunku 12.7, jest zamocowana trzema
nakrętkami do śrub dwustronnych wkręconych w
kołnierz kolektora wylotowego. Obracająca się turbina
(8, rys. 12.7) zwiększa ciśnienie zasysanego powietrza.
Jej konstrukcja umożliwia płynną zmianę kąta
ustawienia łopatek turbiny, co pozwala na płynną
regulację ciśnienia powietrza, dzięki czemu silnik
pracuje płynnie bez szarpnięć. Efektem pracy
turbosprężarki

jest

zwiększona

moc

silnika.

Turbosprężarka jest napędzana przez gazy spalinowe.
Smarowanie turbosprężarki jest zapewnione dzięki
połączeniu jej z układem smarowania silnika.

164

TURBOSPRĘŻARKA

Rys. 12.6. Schemat połączeń przewodów podciśnienia
1 - zbiornik podciśnienia, 2 - zawór przełączający przepust nicę w kolektorze
dolotowym, 3 - rozgałęźnik, 4 - zawór zwrotny,
5 - rozgałęźnik, 6 - wylot do filtru powietrza, 7 - zawór elektromagnetyczny
powrotnego doprowadzenia spalin,
8 - podciśnieniowe urządzenie wspomagające hamul ce,
9 - rozgałęźnik, 10 - pompa podciśnienia, 11 - zawór mechaniczny powrotnego
doprowadzenia spalin, 12 - zawór magnetyczny ograniczający ciśnienie
sprężania, 13 - zbiornik podciśnienia,
14 - zbiornik podciśnienia, 15 - łącznik

Rys. 12.7. Turbosprężarka ze zmienną geometrią turbiny
1 - obudowa turbosprężarki, 2 - nastawne łopatki turbiny napędowej,
3 - wylot spalin, 4 - koło turbiny napędowej, 5 - wlot spalin z silnika,
6 - doprowadzenie oleju, 7 - pierścień nastawczy łopatek,
8 - koło turbiny napędzającej sprężarkę, 9 - wlot powietrza,
10 - zawór podciśnieniowy ustawiający łopatki

Na rysunkach 12.8 i 12.9 wyjaśniono jak odbywa się
zmiana kąta ustawienia łopatek turbiny. Zmianą kata
ustawienia łopatek kieruje elektroniczne urządzenie
sterujące silnika, wykorzystując do tego celu podciśnienie,
dlatego jest zamontowany specjalny zbiornik, aby było
zachowane stałe podciśnienie.

Rys. 12.8. Zasada regulacji ciśnienia w turbosprężarce
a - turbosprężarka jest tak wykonana, aby dostarczała powietrze pod stałym
ciśnieniem (przy zmniejszaniu przekroju przepływu zwiększa się prędkość
przepływu powietrza),
b - podczas pacy silnika z małą prędkością obrotową, łopatki zostają ustawione
w położeniu zmniejszającym przekrój przepływu powietrza, które płynąc
prędzej rozpędza turbinę do większej prędkości. Dzięki temu silnik osiąga
większą moc już w dolnym zakresie jego prędkości obrotowej,
c - silnik pracuje z dużą prędkością obrotową. Ciśnienie doła dowania nie może
zostać przekroczone i dlatego łopatki zostają ustawione w położeniu
zwiększającym średnicę przelotu. Przekrój przepływu jest na tyle zwiększony,
aby przepływające powietrze napędzało koło turbiny tylko do wyma ganej
prędkości. Moc turbosprężarki zostanie zachowana, a ciśnienie doładowania nie
zostanie przekroczone. Ciśnienie gazów spalinowych obniży się.

165

SILNIK WYSOKOPRĘŻNY 1,9 TDI - 74 kW (ATD)

Rys. 12.9. Mechanizm ustawiania łopatek turbosprężarki
1 - pierścień nośny, 2 - nastawna łopatka, 3 - pierścień nastawczy łopatek,
4 - wspornik, 5 - kołek prowadzący, 6 - mechanizm przesuwu pierścienia,
7 - wspornik mechanizmu przesuwu pierścienia

12.9. UKŁAD WYLOTOWY

Układ wylotowy składa się z dwóch głównych części:
przedniej i tylnej. Obie części są przymocowane do
podłogi nadwozia za pomocą sprężystych elementów.

Przednia rura wylotowa stanowi całość z katalizatorem.
Przed katalizatorem jest umieszczona jedna sonda lambda.
Kołnierz rury jest połączony z kołnierzem kolektora
wylotowego silnika trzema nakrętkami nakręconymi na
śruby wkręconej w kołnierz kolektora. Ze względu na
ruchy silnika połączenie kolektora z rurą wylotową nie
jest sztywne i w tym celu na rurze znajduje się specjalna
sprężysta wkładka.
Połączenie części przedniej układu wylotowego z częścią
tylną jest zrealizowane za pomocą krótkiej rury
(łącznika), mocowanej obejmami skręcanymi śrubami.
Położenie łącznika jest wyznaczone odległością od znaku
wykonanego na rurze przedniej.
Część tylna układu wylotowego składa się z dwóch
tłumików, pierwszy - ekspander i drugi - tłumik właściwy,
z którego wychodzą dwie krótkie, zagięte do dołu rury.
Część tylna układu wylotowego jest zawieszona pod
podłogą nadwozia na trzech elementach sprężystych.
Na rysunku 12.10 przedstawiono elementy układu
wylotowego.
Podczas montażu elementów układu wylotowego należy
zwrócić uwagę, aby nie były one montowane

Rys. 12.10. Elementy montażowe układu wylotowego (silnik 19 TDI -74 kW i 1,9 TDI
-96 kW)
1 - uszczelka kołnierza przedniej rury wylotowej, 2 - nakrętka mocowania kołnierza
przedniej rury wylotowej do kolektora wylotowego, 3 - przednia rura wylotowa z
katalizatorem oksydacyjnym, 4 - uszczelka, 5 - katalizator oksydacyjny, 6 - nakrętka,
7 - śruba, 8 - elementy zawieszenia układu, 9 - śruba, element tylnego zawieszenia tłumika,
10 - tłumik tylny, 11 - tłumik przedni (ekspander), 12 - łącznik, 13 - nakrętka, 14 - uchwyt,
15 - podpora, 16 - śruba, 17 - kolektor wylotowy, 18 - nakrętka, 19 - nakrętka

Rys. 12.11. Elementy wchodzące w skład układu recyrkulacji spalin
1 - kolektor dolotowy, 2 - uszczelka, 3 - kołnierz obudowy, 4 - zawór mechaniczny
recyrkulacji, 5 - śruby mocujące, 6 - wlot powietrza z chłodnicy zasysanego powietrza,
7 - uszczelka łącznika, 8 - śruba mocowania łącznika, 9 - kolektor wylotowy, 10 - nakrętka,
11 - łącznik

166

RECYRKULACJA SPALIN

z naprężeniem. Po każdym demontażu i ponownym
montażu muszą być wymienione nie tylko wszystkie
elementy z objawami zużycia (najczęściej sprężyste
elementy zawieszenia układu pod podłogą), ale także
wszystkie nakrętki i śruby, które nie są przyspawane, z
wyłączeniem śrub dwustronnych.

12.10. RECYRKULACJA SPALIN

Recyrkulacja spalin - pisząc bardziej zrozumiale,
doprowadzenie spalin z powrotem do kolektora dolotowego
- jest aktualnie najskuteczniejszą metodą zmniejszającą
ilość tlenków azotu w spalinach. Ilość spalin skierowanych
do kolektora dolotowego musi być ściśle określona, aby zo-
stała jeszcze zachowana dostateczna ilość tlenu
niezbędnego do spalenia wtryśniętego paliwa. Ze

względu na to, że w silnikach wolnossących jest bardzo
mała różnica między ciśnieniem w kolektorach dolotowych
a kolektorach wylotowych, zwłaszcza przy częściowym
obciążeniu silnika, doprowadzenie z powrotem spalin do
kolektora dolotowego jest skomplikowane.
Elementy wchodzące w skład układu recyrkulacji spalin są
przedstawione na rysunku 12.11. Doprowadzenie części
spalin do kolektora dolotowego przyniosło w rezultacie
zmniejszenie zawartości w spalinach tlenku azotu i zużycia
paliwa. Cały proces jest bardzo złożony. Regulacja odbywa
się za pomocą elektronicznego urządzenia sterującego
silnika, które otrzymuje sygnały z różnych czujników.
Jeżeli układ recyrkulacji spalin działa, to do powietrza
zasysanego do kolektora dolotowego doprowadzanych jest
18% spalin.

167