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

Ve druhé polovině roku 2010 uvedla skupina PSA / Ford na trh výrazně přepracovaný motor 1,6 HDi / TDCi. Oproti svému předchůdci obsahuje až 50% recyklovaných dílů. Soulad s emisní normou Euro 5 pro tento motor je samozřejmostí.

Brzy po uvedení na trh se původní jednotka stala velmi populární díky svým výkonovým charakteristikám. To vozu zajistilo dostatečnou dynamiku, minimální turboefekt, velmi příznivou spotřebu paliva, vysokou ovladatelnost a stejně důležité, vzhledem k příznivé hmotnosti, také menší vliv motoru na jízdní vlastnosti vozu. O jeho velké oblibě svědčí i rozšířené používání tohoto motoru v různých vozidlech. Nachází se například ve Ford Focus, Fiesta, C-Max, Peugeot 207, 307, 308, 407, Citroën C3, C4, C5, Mazda 3 a dokonce i prémiové Volvo S40 / V50. I přes zmíněné výhody má motor své „mouchy“, které modernizovaná generace do značné míry eliminuje.

Základní konstrukce motoru doznala dvou zásadních změn. Prvním je přechod z 16ventilového rozvodu DOHC na 8ventilový rozvod „pouze“ OHC. Díky menšímu počtu otvorů pro ventily má tato hlava také vyšší pevnost při nižší hmotnosti. Vodní kanál v horní části bloku je propojen s chladicí hlavou malými asymetricky umístěnými přechody. Kromě nižších výrobních nákladů a větší pevnosti je toto zmenšené provedení vhodné i pro víření a následné spalování zápalné směsi. Takzvané symetrické plnění válců snížilo nežádoucí víření hořlavé směsi o 10 procent, tím pádem menší kontakt se stěnami komory a tím téměř o 10 % menší tepelné ztráty na stěnách válců. Toto snížení víření je poněkud paradoxní, neboť donedávna bylo víření záměrně způsobeno uzavřením jednoho ze sacích kanálů, tzv. vířivých klapek, z důvodu lepšího promíchání a následného spalování zápalné směsi. Dnes je však situace jiná, neboť vstřikovače dodávají naftu o vyšším tlaku s více otvory, takže není potřeba pomáhat její rychlé atomizaci vířením vzduchu. Jak již bylo zmíněno, zvýšené víření vzduchu s sebou nese kromě ochlazování stlačeného vzduchu u stěn válce také vyšší čerpací ztráty (v důsledku menšího průřezu) a pomalejší hoření hořlavé směsi.

Druhou zásadní konstrukční změnou je úprava vnitřního litinového bloku válců, který je umístěn v hliníkovém bloku. Zatímco spodní část je stále pevně zapuštěna do hliníkového bloku, horní část je otevřená. Tímto způsobem se jednotlivé válce překrývají a vytvářejí takzvané mokré vložky (open deck block). Chlazení této části je tedy přímo spojeno s chladicím kanálem v hlavě válců, což má za následek výrazně efektivnější chlazení spalovacího prostoru. Původní motor měl litinové vložky zcela odlité přímo do bloku válců (uzavřená plošina).

Ostatní části motoru byly také změněny. Nová hlava, sací potrubí, jiný úhel vstřikování a tvar pístu způsobily jiný proud zapalovací směsi a tím i proces spalování. Vyměněny byly také vstřikovače, které dostaly jeden otvor navíc (nyní 7), a také kompresní poměr, který byl snížen z původních 18 : 1 na 16,0 : 1. Snížením kompresního poměru dosáhl výrobce nižších teplot spalování, samozřejmě kvůli recirkulaci výfukových plynů, která vede ke snížení emisí těžko rozložitelných oxidů dusíku. Řízení EGR bylo také změněno kvůli snížení emisí a je nyní přesnější. EGR ventil je připojen k vodnímu chladiči. Objem recirkulovaných spalin a jejich chlazení jsou řízeny elektromagneticky. Jeho otevírání a rychlost reguluje řídící jednotka. Snížení hmotnosti a tření doznal také klikový mechanismus: ojnice jsou odlity po částech a rozděleny. Píst má jednoduchou spodní olejovou trysku bez vířivého kanálu. Větší vrtání ve spodní části pístu, stejně jako výška spalovací komory, přispívají k nižšímu kompresnímu poměru. Z tohoto důvodu jsou vybrání pro ventily vyloučena. Větrání klikové skříně je provedeno přes horní část držáku-krytu pohonu rozvodu. Hliníkový blok válců je rozdělen podél osy klikové hřídele. Spodní rám klikové skříně je rovněž vyroben z lehké slitiny. K němu je přišroubována plechová olejová vana. Ke snížení mechanické odolnosti a rychlejšímu zahřátí motoru po nastartování přispívá i odnímatelná vodní pumpa. Čerpadlo tedy pracuje ve dvou režimech, připojené nebo nezapojené, přičemž je poháněno pohyblivou kladkou, která se ovládá podle pokynů řídící jednotky. V případě potřeby je tato řemenice prodloužena, aby se vytvořil třecí převod s řemenem. Tyto úpravy se dotkly obou verzí (68 a 82 kW), které se od sebe liší turbodmychadlem VGT (82 kW) – funkcí overboost a odlišným vstřikováním. Ford pro zajímavost nepoužil lepidlo na odnímatelnou vodní pumpu a nechal vodní pumpu přímo spojenou s klínovým řemenem. Ještě je třeba dodat, že vodní čerpadlo má plastové oběžné kolo.

Slabší verze využívá systém Bosch s elektromagnetickými vstřikovači a vstřikovacím tlakem 1600 barů. Výkonnější verze obsahuje Continental s piezoelektrickými vstřikovači pracujícími při vstřikovacím tlaku 1700 barů. Vstřikovače provádějí až dva pilotní a jeden hlavní vstřik za jízdy v každém cyklu, další dva během regenerace FAP filtru. V případě vstřikovacích zařízení je zajímavá i ochrana životního prostředí. Kromě nízkých hodnot škodlivin ve výfukových plynech vyžaduje emisní norma Euro 5 výrobce garantovat požadovanou úroveň emisí do 160 000 kilometrů. U slabšího motoru je tento předpoklad splněn i bez přídavné elektroniky, jelikož spotřeba a opotřebení vstřikovacího systému je díky nižšímu výkonu a nižšímu vstřikovacímu tlaku menší. V případě výkonnější varianty by již systém Continental musel být vybaven tzv. autoadaptivní elektronikou, která za jízdy zjišťuje odchylky od požadovaných parametrů spalování a následně provádí úpravy. Systém je kalibrován při brzdění motorem, kdy dochází k téměř neznatelnému zvýšení rychlosti. Elektronika pak zjistí, jak rychle se tyto otáčky zvyšovaly a kolik paliva bylo potřeba. Pro správnou autokalibraci je nutné vozidlo čas od času přepravit např. ze svahu, aby došlo k delšímu brzdění motorem. V opačném případě, pokud tento proces neproběhne ve lhůtě stanovené výrobcem, může elektronika zobrazit chybové hlášení a bude nutné navštívit servisní středisko.

Ekologie provozu auta je dnes nesmírně důležitá, a tak ani v případě modernizované 1,6 HDi neponechal výrobce nic náhodě. Před více než 12 lety představila skupina PSA pro svou vlajkovou loď Peugeot 607 filtr pevných částic se speciálními přísadami, které pomáhají eliminovat částice. Skupina si jako jediná zachovala tento systém dodnes, tedy přikládání paliva do nádrže před vlastním spalováním. Postupně se vyráběly přísady na bázi rhodia a ceru, dnes se podobných výsledků dosahuje s levnějšími oxidy železa. Tento typ čištění spalin nějakou dobu používal i sesterský Ford, ale pouze u motorů 1,6 a 2,0 l splňujících normu Euro 4. Tento systém odstraňování pevných částic funguje ve dvou režimech. První je jednodušší trasa, tedy když motor pracuje s vyšší zátěží (například při rychlé jízdě po dálnici). Nespálenou naftu vstřikovanou do válce pak není potřeba dopravovat k filtru, kde by mohla kondenzovat a ředit olej. Saze vzniklé při spalování aditiva bohatého na naftu jsou schopné se vznítit i při 450 °C. Za těchto podmínek stačí oddálit poslední fázi vstřiku, palivo (i se sazemi) shoří přímo ve válci a neohrožuje olejovou náplň z důvodu ředění-kondenzace nafty v DPF (FAP) filtru. Druhou možností je tzv. asistovaná regenerace, kdy je na konci výfukového zdvihu vstřikována motorová nafta do spalin výfukovým potrubím. Spaliny přenášejí práškovou motorovou naftu do oxidačního katalyzátoru. V něm se vznítí nafta a následně vyhoří saze usazené ve filtru. Vše samozřejmě hlídá řídící elektronika, která v souladu se zatížením motoru vypočítává míru zanesení filtru. ECU monitoruje vstřikovací vstupy a využívá informace z lambda sondy a snímače teploty/diferenčního tlaku jako zpětnou vazbu. Na základě dat ECU zjistí skutečný stav filtru a v případě potřeby hlásí potřebu servisní návštěvy.

Na rozdíl od PSA jde Ford jinou a jednodušší cestou. K odstranění pevných částic nepoužívá přísadu do paliva. Regenerace probíhá jako u většiny ostatních vozidel. To znamená, za prvé, předehřátí filtru na 450 ° C zvýšením zatížení motoru a změnou načasování posledního vstřikování. Poté se zapálí nafta přiváděná do oxidačního katalyzátoru v nespáleném stavu.

Na motoru došlo k řadě dalších změn. Například. Palivový filtr byl kompletně vyměněn za kovové pouzdro přišroubované k horní části, kde je umístěno ruční čerpadlo, odvzdušňovač a senzor přebytečné vody. Základní verze o výkonu 68 kW neobsahuje dvouhmotový setrvačník, ale klasický pevný setrvačník s odpruženým spojkovým kotoučem. Snímač rychlosti (Hallův snímač) je umístěn na rozvodové řemenici. Ozubené kolo má 22 + 2 zuby a snímač je bipolární pro detekci zpětného otáčení hřídele po vypnutí motoru a uvedení jednoho z pístů do kompresní fáze. Tato funkce je nutná pro rychlé restartování systému stop-start. Vstřikovací čerpadlo je poháněno rozvodovým řemenem. V případě verze 68 kW je použit jednopístový typ Bosch CP 4.1 s integrovaným podávacím čerpadlem. Maximální vstřikovací tlak byl snížen z 1700 barů na 1600 barů. Vačkový hřídel je instalován ve víku ventilu. Vývěva je poháněna vačkovým hřídelem, který vytváří podtlak jak pro posilovač brzd, tak pro ovládání turbodmychadla a obtoku systému recirkulace výfukových plynů. Tlaková palivová nádrž je na pravém konci vybavena snímačem tlaku. Na jeho signál řídící jednotka reguluje tlak seřízením čerpadla a přetečením trysek. Výhodou tohoto řešení je absence samostatného regulátoru tlaku. Změnou je také absence sacího potrubí, přičemž plastové vedení ústí přímo do škrticí klapky a je namontováno přímo na vstupu do hlavy. Plastové pouzdro vlevo obsahuje elektronicky řízený obtokový ventil chlazení. V případě poruchy je kompletně vyměněn. Menší velikost turbodmychadla zlepšila dobu odezvy a dosáhlo vysokých otáček, přičemž jeho ložiska jsou chlazená vodou. U verze 68 kW je regulace zajištěna jednoduchým bypassem, v případě výkonnější verze je regulace zajištěna variabilní geometrií lopatek statoru. Olejový filtr je zabudován ve vodním výměníku, vyměněna je pouze papírová vložka. Těsnění hlavy má několik vrstev kompozitu a plechu. Zářezy na horním okraji označují použitý typ a tloušťku. Škrtící klapka slouží k odsávání části spalin z okruhu EGR při velmi nízkých otáčkách. Využívá také DPF během regenerace a uzavírá přívod vzduchu pro snížení vibrací, když je motor vypnutý.

Nakonec technické parametry popsaných motorů.

Silnější verze vznětového čtyřválce o objemu 1560 270 ccm poskytuje maximální točivý moment 250 Nm (dříve 1750 Nm) při 1500 242 ot./min. I při 82 otáčkách dosahuje 80 Nm. Maximální výkon 3600 kW (230 kW) je dosažen při 215 ot./min. Slabší verze dosahuje maximálního točivého momentu 1750 Nm (68 Nm) při 66 ot / min a maximálního výkonu 4000 kW (XNUMX kW) při XNUMX ot / min.

Ford a Volvo hlásí pro svá vozidla výkon 70 a 85 kW. Navzdory malým výkonnostním rozdílům jsou motory totožné, jediným rozdílem je použití DPF bez aditiv v případě Ford a Volvo.

* Jak ukázala praxe, motor je opravdu spolehlivější než jeho předchůdce. Trysky jsou lépe uchyceny a prakticky nedochází k proplachování, turbodmychadlo má také delší životnost a mnohem menší tvorbu karobu. Zůstává však olejová vana nepravidelného tvaru, která za normálních podmínek (klasická výměna) neumožňuje kvalitní výměnu oleje. Usazeniny uhlíku a další nečistoty, které se usadily na dně kazety, následně kontaminují nový olej, což nepříznivě ovlivňuje životnost motoru a jeho součástí. Motor vyžaduje častější a nákladnější údržbu, aby se prodloužila jeho životnost. Při nákupu ojetého auta by bylo dobré olejovou vanu rozebrat a důkladně vyčistit. Následně při výměně oleje se doporučuje motor propláchnout čerstvým olejem, resp. a vyjměte a vyčistěte olejovou vanu nejméně každých 100 000 km.