Mecánica V8 TDI

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I/VK-5Slo para uso internoEstado tcnico: 01.09.99

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Motor Informacin para Instructores

3,3 ltr. V8 TDI Motor mecnica

Informacin para Instructores

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ndice

Datos tcnicos, mecanismo del cigeal Pgina.....3

Crter del cigeal, cigeal Pgina.....4

Pistones, bielas, culata Pgina.....5

Tapa de culata, mando de correa dentada Pgina.....6

Circuito de aceite, respiradero del crter del cigeal,circuito de refrigeracin Pgina.....7

Circuito de alta temperatura, circuito de baja temperatura Pgina.....8

Refrigeracin del combustible (aire), ventilador hidrulico Pgina.....9

Ventilador elctrico, sobrealimentacin Pgina...10

Refrigeracin del aire de sobrealimentacin,refrigeracin de la recirculacin de gases de escape Pgina...11

Refrigeracin de la recirculacin de gases de escape Pgina...12

Catalizador diesel, vlvula de mariposa de doble garganta Pgina...13

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Motor TDI de 3,3 ltr. V8 4V AKF Datos tcnicos adicionales:Letras distintivas: AKFDistancia entre cilindros: 88,0 mmServicio de larga duracin long-life a partir dellanzamiento comercial15.000 km (2 aos como mximo)Viscosidad del aceite: 0W30Cantidad de aceite a cambiar con filtro: 6,1 ltr.

Lquido refrigerante: G13 rojoCantidad de lquido refrigerante: aprox. 15 ltr.Norma de gases de escape: EU IIICombustible: Gasoil segn DIN 590Velocidad mxima: 242 km/hAceleracin de 0100 km/h: 8,2 sConsumo: urbano: 13,8 ltr. extraurbano: 7,3 ltr. total : 9,7 ltr.

A la fecha de su lanzamiento comercial, el motornicamente ser montado en el A8 de traccinquattro con cambio automtico.

Mecanismo del cigeal

En la zona de los cojinetes de bancada y en todo elbloque motor se originan altas presiones delencendido (hasta aprox. 160 bar).

El bloque consta de un material de porosidadaltamente refinada y de alta resistencia:GGV = Hierro fundido con grafito vermicular, elcual permite disear paredes muy delgadas en laszonas sometidas a altos niveles de cargas, con objetode reducir as el peso del conjunto. Otra ventaja deeste material de fundicin reside en que posee un 90% de mayor resistencia a la fatiga bajo cargasalternas y en que sus diferencias de circularidad sonbastante inferiores en comparacin con la fundicingris normal.Tambin se utiliza para la fabricacin de colectores deescape sujetos a altas cargas trmicas y mecnicas.

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Diferencias de circularidad

El conjunto integral de cojinetes de bancada es deGGG 60 = fundicin gris al grafito esferoltico, conuna resistencia a la traccin de 550600 N/mm2.

Se suprimen las uniones atornilladas laterales hacia elbloque.La combinacin del crter del cigeal y el crter deaceite realzado da por resultado una ventaja de pesode aprox. 15 %.El conjunto integral acta tambin como un rascadorde aceite, es decir, que el aceite que pasa al cigealno se elimina por fuerza centrfuga en el bloque, sinoque el propio conjunto integral lo intercepta y devuelvedirectamente al crter.

Cigeal

El cigeal forjado es de acero bonificado(42CrMoS4). de los muones de bancada: 65 mmLos pares y las fuerzas de I y II ordenI orden = fuerzas rotativasII orden = fuerzas oscilantesestn compensados al 100 %. De ah resulta unamarcha del motor con un ndice mnimo devibraciones.

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Pistones / bielas

El pistn consta de una aleacin de aluminio de altaresistencia a efectos del calor. Para reducir la temperatura(unos 30 C) tiene un conducto de refrigeracin en la zonade los segmentos y en el borde de la cmara (ver SSP183). La falda del pistn es una versin grafitada paraaumentar su nivel de fiabilidad de funcionamiento.

En combinacin con un inyector de 6 orificios se implantauna extensa cmara de combustin en la cabeza del pistn.Una biela trapecial en acero perltico forjado, con lossombreretes divididos por una fractura definida inclinada (a40) asume la funcin de repartir las fuerzas de lacombustin.Igual que en el V6 TDI, las altas presiones de la combustin,de aprox. 160 bar, las transmite la biela hacia el cigeal atravs de un semicojinete aplicado por pulverizacincatdica.El semicojinete inferior consta de 3 capas.

del cojinete de biela: 58 mm

Culata

La culata derivada del V6 TDI, y dotada de un cilindroms, es una versin estrecha, por motivos del espaciodisponible.

Las vlvulas se accionan por medio de balancinesflotantes (ver SSP 183). Los balancines han sidooptimizados a efectos de la friccin y sometidos a untratamiento especial en las superficies dedeslizamiento (nitruracin con gas).

Los inyectores del sistema Common Rail seincorporan en disposicin vertical y centrada entre lasvlvulas de admisin y escape. Para evitar que lasposibles inestanqueidades del inyector (fugas decombustible o compresin) puedan llegar hasta elcrter del cigeal se ha dispuesto para cada cilindroun conducto desde el inyector hacia fuera (por debajodel colector de escape).

Nota: Al desmontar y montarel inyector se puede volver autilizar el estribo elstico, bajola condicin de que el inyectorsea instalado en el mismocilindro.Si se lo cambia a otro cilindroes preciso sustituir el inyector.

Al montar el inyector porprimera vez se sobreexpandeel estribo elstico, y de esaforma compensa entonces lastolerancias de fabricacin ylas dilataciones ycontracciones por calor y fro.

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Tapa de culata

La tapa de vlvulas es de fundicin a presin dealuminio.

Si existen fugas de aceite en las placas cobertoras dela tapa de culata se tiene que sustituir el inyector.

Antecedentes y motivos: El pasador elstico parael enclavamiento del inyector no puede serdesmontado y montado sin daar el inyector.

Mando de correa dentada

Debido a la menor intensidad de las fuerzas a que sesomete la correa y los pares de inversin de lascargas en el accionamiento de la bomba de altapresin para el sistema Common Rail, encomparacin con las intensidades que intervienen conla bomba de inyeccin VP44, se ha podido renunciara una correa dentada adicional.

El par mximo necesario de 17 Nm a 1.300 baralcanza slo 1/9 de la fuerza de accionamiento querequiere una bomba distribuidora rotativa comparable.

El accionamiento de la bomba de alta presin es tanuniforme, que a pesar de la gran longitud de la correase ha podido renunciar a una masa de inercia para lacompensacin de posibles irregularidades cclicas enel giro.

Para ajustar la posicin bsica de la correa dentadase utiliza la herramienta especial 3458 del V6 TDI. A

Nota: El montaje de labomba de alta presin norequiere que se observe unajuste bsico especial.

Actualmente est previstala sustitucin de la correadentada cada 120.000 km.

Pasadorelstico

Pasador elastico

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esos efectos es necesario desmontar la bomba devaco y la bomba de preelevacin

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Circuito de aceiteEl aceite que vuelve de las culatas confluye a travs deconductos especficos en el bloque. A partir de all, elaceite pasa al crter a travs de un conducto paracada fila de cilindros, el cual desemboca por debajodel nivel del aceite en depsito. (La espumificacinque experimenta el aceite se reduce de esa forma asu mnima expresin).

Respiradero del crter del cigeal

Las partculas de aceite contenidas en los gases delrespiradero plantean problemas, por cuanto queinfluyen de forma negativa a largo plazo en la funcinde los componentes de motor que recorren y en elrespeto de los valores lmite establecidos para lasemisiones de slidos (EU III).Las oscilaciones peridicas de la presin abren ycierran la vlvula de pantalla que va integrada en la Vinterior. Eso permite que el aceite residual puedavolver al crter del cigeal.Estas medidas contribuyen positivamente a minimizarel porcentaje de aceite contenido en los gases delrespiradero.

Circuito de refrigeracinEl circuito de refrigeracin est dividido en tres zonas: Alta temperatura circuito de refrigeracin

principal Baja temperatura circuito de refrigeracin del

aire de sobrealimentacin Baja temperatura circuito de refrigeracin del

combustible

El radiador principal est subdividido en una zonapara alta y una para baja temperatura.

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Los tres subcircuitos de refrigeracin se llenan ypurgan de aire a travs de un depsito de expansincompartido. Cada circuito posee su propia bomba deagua.

Circuito de alta temperatura:En el circuito de alta temperatura est integrada larefrigeracin del motor y la refrigeracin para larecirculacin de gases de escape. El lquidorefrigerante absorbe la temperatura de los gases deescape en el mdulo de admisin a travs de unintercambiador de calor y refrigera de esa forma elcaudal de los gases de escape que se realimenta a lacombustin.Ventajas: Reduccin de las emisiones de NOx en un 20 %

aproximadamente Reduccin de las emisiones de partculas en un 10

% aproximadamente Adicionalmente se abrevia la fase de calentamiento

del motor a base de un caldeo ms rpido dellquido refrigerante.

Circuito de baja temperatura:En el circuito de baja temperatura estn integradas lasrefrigeraciones para el aire de sobrealimentacin ypara el combustible. Ambos sistemas poseen unradiador de agua adicional, con objeto de obtener asuna superficie de refrigeracin lo ms extensa posible.La electrobomba de agua para la refrigeracin delcombustible se activa a partir de una temperatura delcombustible de 70 C.La electrobomba de agua para la refrigeracin delaire de sobrealimentacin inicia el funcionamiento apartir de la puesta en marcha del motor.Nota: El sistema reduce la potencia del motor a partirde una temperatura del lquido refrigerante de 118 C(funcin de proteccin para el motor).

A partir de una temperatura del combustible de 120 Cse reduce la potencia del motor (funcin de proteccinpara el Common Rail).

Bloque de valores de medicin 08 / canal 07

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Temp. combustible ---- ---- Temp. agua

Refrigeracin del combustible (aire):Con objeto de proteger los componentes del depsitoque son sensibles a efectos del calor, se procede arefrigerar adicionalmente el combustible por medio deun tubo de retorno, de geometra especial, que seinstala en los bajos del vehculo y aprovecha el vientode la marcha.

Ventilador hidrulico para larefrigeracin del lquido refrigerante:

La bomba de aletas celulares en tndem se impulsacon la transmisin de correa del motor. La partedelantera de la bomba alimenta aceite para el motorhidrulico del ventilador. La parte trasera de la bombase utiliza para alimentar la direccin asistida hidrulicade cremallera. Ambas bombas trabajanindependientemente y estn unidas a travs de unacarcasa intermedia y el acoplamiento en el eje. Seregulan por bypass y tienen tubos flexibles deaspiracin por separado.

El caudal volumtrico se determina por medio de unavlvula reguladora electromagntica (abierta sincorriente). El margen de regulacin de la bomba es de216 ltr./min. La presin mxima es de 65 bar. Laexcitacin de la electrovlvula corre a cargo de launidad de control del motor, en funcin de latemperatura del motor, del rgimen y de la velocidadde marcha. La salida por el lado impelente estcomunicada con el motor hidrulico a travs de untubo flexible dilatable.El caudal volumtrico acta sobre una pareja deengranajes trocoides (bomba de aceite inversa).

Ventajas:Potencia del motor hidrulico: 1,2 kWEn comparacin con un motor elctrico de 800 vatios,esto supone un aumento de la potencia en un 50 %.El ventilador hidrulico es ms ligero que el elctrico.


Trocoide: curva cclicaespecial

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------ ------ Temp. lq. refrigerante Ventiladorhidrulico

Ventilador elctricoPara tener establecida una refrigeracin suficiente,incluso al funcionar el climatizador, se implantaadicionalmente un ventilador elctrico de 2velocidades. Climatizador activo: velocidad I Temperatura de activacin velocidad I 96 C Climatizador alta presin 17 bar Temperatura de activacin velocidad II 113 C


Conmutador alta presin climatizador Temp.lq. refrigeranteEscaln velocidad ventilador I Escalnvelocidad ventilador II

SobrealimentacinPara la sobrealimentacin se montan dos pequeosturbocompresores (VNT-15) de geometra variable.

VNT-15 es la designacin del tamao del compresorde la marca Garrett.

Los turbocompresores pequeos de geometravariable (VTG) tienen la ventaja que, para cargasalternas y para suministrar la presin desobrealimentacin, responden en un tiempo msbreve que los compresores grandes (bache turbo).A travs de un conducto de doble garganta despusdel filtro de aire, dotado de superficies guaoptimizadas, el aire aspirado se logra repartir deforma equitativa hacia ambos ramales canalizadoresde aire.De ah resulta una distribucin equitativa casi exactade los caudales de masa de aire, en una proporcinde 49,2 % a 50,8 %, como una premisa inicial paracontar con una regulacin ptima del biturbo.

Leer bloque de valores de medicin 08Canal 11 Comparacin terico/efectivo presin

de sobrealimentacin

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Canal 21 Regulacin biturbo (proporcin deperodo)

Canal 25 Comparacin HFM-5 I y II

La deteccin de la presin de sobrealimentacin se realizapor medio de un sensor detrs del intercooler, debido a queambos compresores suministran su caudal a un mdulocompartido. Previo anlisis de las seales de ambosmedidores de la masa de aire por pelcula caliente (HFM-5= regulacin biturbo) se efecta la sincronizacin deregmenes de ambos compresores a base de accionar susdirectrices. De ese modo se evita el bombeo debido a uncaudal excesivo de uno de los compresores y se estableceuna proteccin mecnica contra regmenes excesivos delos compresores.Las directrices se gobiernan a travs de las electrovlvulasN75 / N274 y mediante los depresores en los compresores.

Nota: Los turbocompresores no deben ser sustituidosde forma independiente.

Refrigeracin del aire de sobrealimentacin (LLK)

La refrigeracin del aire de sobrealimentacin y de larecirculacin de gases de escape se lleva a cabo enun mdulo agrupado, compuesto por 2 circuitos derefrigeracin por separado. El aire refrigerado sealimenta al motor en funcin especfica de lasnecesidades de cada fila de cilindros, por detrs delas 2 vlvulas de mariposa.

Nota: El mdulo est integrado en el colector deadmisin.

Agua/ Aire/aire aire

El sistema agua/aire, en comparacin con el delintercooler aire/aire, supone la ventaja de que, por ellado del aire de sobrealimentacin, slo se oponenescasas resistencias al flujo del aire, gracias a losconductos ideales, cortos, y la cada de la presin desobrealimentacin se reduce a la mitad. El aire desobrealimentacin se refrigera en el sistema aunos 80 C.

Cada de presin LLK

Agua/aire

Aire/aire

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Refrigeracin de la recirculacin de gases de escapeEl radiador AGR es de acero bonificado de altacalidad. Los tubos de seccin rectangular para laconduccin de los gases de escape incorporanwinglets o aletines, para evitar incrustaciones deholln. Los gases de escape refrigerados pasan atravs de un tubo pequeo hacia el caudal del aire desobrealimentacin detrs de la vlvula de mariposa,de modo que se mezclen ptimamente con el aire desobrealimentacin. Esto es una premisa inicial paracontar con una combustin uniforme en todos loscilindros, lo cual se traduce a su vez en unasemisiones adecuadas.

Ventajas: Reduccin de NOx en un 20 % aproximadamente Reduccin de slidos en un 10 %

aproximadamente


------ Valor terico AGR Valor efvo. AGRproporcin de perodo AGR

Nota: No es posible sustituir el intercooler ni elradiador para gases de escape en el mdulo deaspiracin. Es preciso cambiar el mdulo completo.

El ligero aumento de los hidrocarburos HC y delmonxido de carbono CO se compensa en unaextensa medida gracias a la implantacin delcatalizador cerca del motor.

Aletines = Chapas gua /elementos para mejorar/estabilizarel flujo

Sin con sin con sin con sin con

Particulos

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Influencia de la refrigeracin AGR sobre las emisiones

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Catalizador dieselDirectamente despus de ambos turbocompresoresse implantan dos precatalizadores y, detrs delcambio (debido a la traccin quattro) adicionalmentedos catalizadores principales.Los dos tubos primarios son versiones conaislamiento por abertura espaciadora, para mantenerlo ms bajas posibles las prdidas trmicas ante loscatalizadores.

Vlvula de mariposa de doble gargantaAl parar el motor se conecta en cortocircuito.

Ventajas: El motor no da contramarcha al pararlo. No quedan partculas de combustible sin quemar en

los cilindros (al arrancar de nuevo no se emitenpartculas sin quemar).

Nota: Si se sobrepasa el rgimen previsto secierran por completo las mariposas.

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