Сказ о том, как я W12 разбирал. Ценителям AUDI посвящается

Привет Смотравчанам. Тут многие обсуждают сложившеюся ситуацию, что народу стало больше, интересны постов меньше, а интересных постов на автомобильную тему ещё меньше. Как инженер - двигателист решил побаловать Вас одним, на мой взгляд очень интересным бложиком, чтобы вы представляли какое "сердце" бьется под капотом этого агрегата.

Очень много картинок(!) =)

Ну начнем пожалуй...
А начать стоит с того, что у официального дилера AUDI, вы можете заказать модель A8 с Шестилитровым W12 [AZC].
Именно А8 стала первой моделью, на которой был установлен двигатель данного типа.

Конструкция двигателя базируется на двигателях семейства VR. То есть W = VR + VR. Особенностью двигателя VR является то, что цилиндры расположены по 3 штуки в ряду, а угол развала между цилиндрами одного ряда составляет 15 градусов.


Разработка поколение W-образных двигателей проводилась с целью, снизить до минимума габариты при заданном количестве цилиндров. Двигатель с малым углом развала между цилиндрами обладают преимуществами как рядных (R), так и V-образных двигателей. Довольно высокая уравновешенность и плавность хода первых, сочетается с компактностью вторых.
Для примера, длина нашего W12 составляет 513 мм, ширина 710 мм


Поперечный разрез

Слева расположен один ряд VR, справа второй

Угол развала между рядами цилиндров 72 градуса. Максимальная мощность развиваемая двигателем 309кВт или 420 л.с. при 6000 об/мин. Максимальный крутящий момент 550 Нм достигается на оборотах 3500 - 4750 об/мин. Примечательно, что 90% крутящего момента достигается уже при 1800 об/мин! А это надо сказать впечатляющий показатель.

Не менее поражающий показатель - частота вращения холостого хода = 560 об/мин. Воистину двигатель работает, как Швейцарские часы. В следующий раз когда заведете двигатель на своей машине, посмотрите какой у вас холостой ход)

Наш двигатель питается исключительно неэтилированным бензином с октановым числом 98, также возможно заливать 95ый, но тогда не ждите от двигателя полной мощности. Также для правильной работы и смазки всех трущихся деталей ему необходимо 10.5 литров моторного масла 0w-30.

Мощность и крутящий момент


Среди конструктивных параметров выделяют:

- Блок и головка цилиндров сделаны из алюминиевого сплава;
- Система смазки с сухим картером;
- На каждый ряд цилиндров 2 распредвала, 4 клапана на цилиндр;
- Очистка отработавших газов в 4 дополнительных и двух основных нейтрализаторах;
- Регулирование смеси и контроль за составом отработавших газов производится с помощью восьми(!) датчиков кислорода.

Двигатель в сборе


Как я уже сказал выше. Блок цилиндров отливается из высококремниевого алюминиевого сплава - силумина. При застывании силумина образуются кристаллы из чистого кремния и из сплава кремния с алюминием. Дальнейшая обработка - хонингование рабочих поверхностей, обеспечивает обнажение кристаллов кремния. Благодаря этой технологии удается получить износостойкую поверхность и отказаться от применения гильз!

Среди преимуществ монолитного алюминиевого блока мы можем назвать:

- Хорошие условия отвода тепла от поверхностей цилиндров;
- Отсутствие проблем, которые возникают при термическом расширении разнородных материалов (например, при при чугунных гильзах в алюминиевом блоке);
- Равенство коэффициентов теплового расширения материала блока и поршней позволяет снизить зазор между ними и уменьшить шум двигателя при различных тепловых состояниях;
- И несомненно облегчение двигателя.



Блок цилиндров и алюминиевая рампа опор коленчатого вала образуют верхнюю часть картера двигателя. Масляный поддон состоит из двух частей, изготовляемых из алюминиевых сплавов.

Кривошипно-шатунный механизм


7-опорный коленчатый вал изготовляют ковкой из улучшаемой стали. Чтобы обеспечить равномерное чередование рабочих циклов через 60° (у 12-цилиндровых двигателей) при W-образном расположении цилиндров, необходимо прибегнуть к особым решениям при конструировании коленчатого вала.

В данном случае было решено, расположить шатуны на шатунных шейках попарно, как это обычно делают у V-образных двигателей. Однако, имея ввиду развал рядов цилиндров под углом 72°, пришлось шатунные шейки раздвоить, сместив их половинки на угол 12°. Такие шатунные шейки называют раздвоенными (split-pin).



Поршневая и шатунная группы



Поршни отливаются из эвтектического сплава алюминия с кремнием. Все поршни одного ряда цилиндров одинаковые.
Плоская поверхность общей для всех цилиндров одного ряда головки цилиндров ограничивает объем камеры сгорания несимметричной формы.

Чтобы придать камере сгорания симметричную форму, применяют поршни с наклонным днищем. Наклон днища поршня предопределяет его положение в цилиндре. Чтобы избежать встречу поршня с противовесами коленчатого вала, его юбка укорочена и вырезана с двух сторон.

Так как поршни скользят по зеркалу алюминиевых цилиндров, на их рабочие поверхности гальваническим путем наносится железистое покрытие (Ferrostan).

Чтобы предотвратить перегрев поршней при работе двигателя с высокой удельной мощностью, предусмотрено их охлаждение моторным маслом, впрыскиваемым на их днища через специальные форсунки (см. раздел о системе
смазки).

Чтобы снизить массы, совершающие возвратно-поступательное движение, применяют шатуны с трапецевидной верхней головкой. Чтобы сократить длину блока цилиндров и коленчатого вала, ширина нижней головки шатуна уменьшена до экстремально низкой величины, равной 13 мм.

Ввиду получившейся при этом очень небольшой площади стыка крышки и тела шатуна поверхности стыка шлифуются и стягиваются болтами с утоненными стержнями и центрирующими поясками.

Пазы на крышке шатуна облегчают отвод масла из шатунного подшипника. Чтобы противостоять высоким удельным
нагрузкам на шатунный подшипник, в тело шатуна устанавливают специальный вкладыш с напыляемым в электростатическом поле покрытием (sputter), а в его крышку – обычный трехслойный вкладыш.

Подвеска двигателя

Да да, подвеска есть не только у автомобиля, а еще и у самого двигателя


Достижению наивысшего уровня комфорта способствуют две гидравлические опоры с электрическим управлением.
Электромагнитные клапаны этих опор получают питание от блоков управления двигателем, которые включают их в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и скорости автомобиля.

Электромагнитный клапан правой опоры N145 связан с блоком управления 1 (J623), а электромагнитный клапан левой опоры N144 – с блоком управления 2 (J624). Если автомобиль неподвижен, клапаны включаются при превышении частоты вращения коленчатого вала 1100 об/мин. При движении автомобиля со скоростями выше 7 км/ч их включение производится уже при частотах вращения до 850 об/мин.

Система смазки



Особенностью двигателя является система смазки с сухим картером. Это одна из разновидностей циркуляционной
смазки под давлением, которая преимущественно применяется на внедорожных и спортивных автомобилях.
В противоположность обычной системе (с мокрым картером) насос подает масло в двигатель, забирая его из отдельного
масляного бака.

K преимуществам системы смазки с сухим картером относятся:

– Aбсолютно надежная подача масла при экстремальных условиях движения автомобиля, например, при больших продольных и поперечных ускорениях и соответствующих им наклонах кузова.
– Минимальное содержание воздуха в масле.
– Пониженная температура масла.
– Относительная нечувствительность к превышению или недостатку масла в системе.
– Малая высота двигателя благодаря небольшому объему масляного поддона.

Трехсекционный масляный насос



Систему смазки с сухим картером обслуживает трехсекционный насос: две его секции служат для откачки масла из картера, а третья – для подачи его к деталям двигателя под давлением.

Масло стекает из механизмов двигателя в плоский поддон картера, из которого оно отсасывается откачивающими секциями и возвращается в масляный бак. Нагнетательная секция забирает успокоившееся и освобожденное от пены масло из бака и подает его в магистраль системы смазки.

Система охлаждения



Ввиду компактной конструкции двигателя W12 и стесненных условий его размещения на автомобиле Audi A8 системе охлаждения уделялось особое внимание.

Все элементы системы Вы можете увидеть на рисунке, а я расскажу про принцип работы.
Насос подает охлаждающую жидкость в рубашки цилиндров через два отдельных канала, выходящих из его улитки. На входе в рубашку цилиндров поток жидкости набегает на ребро, который разделяет его на два потока, проходящих вдоль двигателя и омывающих ряды цилиндров со стороны впуска и выпуска.

Равномерное охлаждение всех цилиндров обеспечивается направляющими ребрами. С задней стороны блока цилиндров производится отбор жидкости для охлаждения генератора (от первого ряда цилиндров) и для подвода ее в охладитель масла (от второго ряда цилиндров).



Большая часть охлаждающей жидкости поступает через калиброванные отверстия в головки цилиндров со стороны выпуска и проходит поперек них в направлении впуска.

Eще одна часть жидкости поступает в головки цилиндров со стороны впуска. В развале между рядами цилиндров расположен сборник охлаждающей жидкости, в который она поступает из головок цилиндров. Далее охлаждающая жидкость поступает в радиатор, входящий в большой контур охлаждения, или направляется непосредственно к корпусу термостата, включенного в малый контур охлаждения.

В малый контур охлаждения помимо двух радиаторов отопителя включены генератор и охладитель масла. Возврат охлаждающей жидкости к насосу производится через общий для обоих контуров трубопровод.

Вот такая вот информация. Пост был написан с помощью специализированной брошюры и своих знаний. Картинки принадлежат компании Audi.
Собственно фотографий распиленного двигателя у меня к сожалению нет. Он сейчас в теплом отапливаемом помещении) Является учебным пособием кафедры Теплотехники и АвтоТракторных Двигателей, МАДГТУ (МАДИ).

Спасибо всем кто уделил внимание! Берегите свои машинки) Душа у них есть, я проверял))