Nový diesel 1.6 JTDM 16v

[Radim]

Autor Martin Vaculík, Tomáš Dusil
Zdroj Auto diesel 23.07.2008

Fiat 1,6 Multijet 16V
Demontáž a analýza motoru

KONCERN FIAT OPĚT NABÍRÁ NOVÝ DIESELOVÝ DECH. NEJDE SICE O ŽÁDNOU REVOLUCI VE STYLU PRVNÍCH MOTORŮ JTD PŘEDSTAVENÝCH V ROCE 1997, KTERÉ POPRVÉ UVEDLI VSTŘIKOVÁNÍ COMMON RAIL, AVŠAK I TAK MŮŽEME ČEKAT MNOHO NOVÉHO. OSVĚDČENOU A VELMI SPOLEHLIVOU DEVATENÁCTISTOVKU SE ŠESTNÁCTI VENTILY ZAKRÁTKO NAHRADÍ ZCELA NOVÝ DVOULITR S JEDNÍM TURBODMYCHADLEM, NAVÍC PŘIBUDE ŠPIČKOVÁ „DEVATENÁCTISTOVKA“ PŘEPLŇOVANÁ DVOJICÍ TURBODMYCHADEL. MOTOR 1,3 MULTIJET ZŮSTANE VE VÝROBĚ I NADÁLE A MEZERU MEZI NÍM A AGREGÁTEM 2,0 LITRU ZAPLNÍ 1,6 MULTIJET 16V NAHRAZUJÍCÍ „DEVATENÁCTISTOVKU“ S OSMIVENTILOVÝM ROZVODEM. I PŘES VEŠKEROU JEJÍ MODERNOST JSOU VŠAK NĚKTERÁ JEJÍ KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ TAKŘKA KLASICKÁ.

Moderní vznětový motor o objemu 1,6 litru představuje v nabídce značek velmi perspektivní kategorii. Možná je to trochu zarážející, ale Fiat dlouho tuto kubaturu opomíjel, přičemž posledním Mohykánem, jenž byl poháněn obdobně velkým agregátem bylo latinsko-americké Palio Weekend. V jeho případě však šlo o klasický komůrkový turbodiesel, ve svých principech pamatující osmdesátá léta.
Nová „šestnáctistovka“ se tak přímo nabízí nejen pro pohon vozů kompaktní třídy, v nichž ostatně pod kapotou brava slaví premiéru, ale může stejně dobře posloužit jako nadstandardně výkonný pohon třeba pohledného Grande Punta.
A konečně díky solidnímu výkonu i točivému momentu by měla dokázat solidně rozhýbat i tělnatou cromu, v níž ovšem bude pouhou základní motorizací.

Klasika kontra novinky

Nová „jedna-šestka“ překvapí řadou progresívních technických novinek, ale také některými možná až příliš konzervativními konstrukčními celky. Její základní koncepce je velmi podobná aktuální 1,9 Multijet 16V. Třeba blok motoru je litinový, a to i přesto, že konkurence už nabízí nějaký čas hliníkový s vloženou monovložkou. Výhodou litinového monobloku je pevnost a odolnost, nevýhodou velká hmotnost, jakož i pomalé ohřívání na provozní teplotu. Hlava válců je samozřejmě hliníková a její zajímavostí je takzvaná tunelová konstrukce.
Ta bývala dříve velmi oblíbená u italských motorářů a najdete ji na mnoha zážehových motorech hlavně od Alfy Romeo. Její vtip spočívá v tom, že dvojice třikrát uložených vačkových hřídelů se do hlavy vkládá nikoliv shora, jak je jinde běžné, nýbrž z boku. Tunely vačkových hřídelů tak současně tvoří horní víko motoru. Běžné ventilové víko, které je jinde plechovým výliskem, tady nenajdete. Trochu překvapivě jsou vačkové vačkohřídele poháněné ozubeným řemenem, což není zrovna „trendsetterským“ počinem. Kromě toho, že rozvody vyžadují pravidelnou výměnu po ujetí 140 000 km, jsou také obecně poměrně choulostivé.

Filtr jinak

Jiným anachronismem je provedení ojnic. Víko oka ojnic není od zbytku oddělené dnes hojně používaným trháním, nýbrž běžným způsobem s rovnou dosedací plochou. To údajně umožňuje v případě potřeby provést generální opravy ojnic, potažmo jejich ložiskových pánví. Nevýhodou je nižší odolnost proti stranovému silovému namáhání.
Při pohledu na motor vás však zarazí jistá nesouvislost. Jeho turbodmychadlo je totiž umístěno v dosti neobvyklé výši, téměř na úrovni víka ventilů. Důvodem této, na pohled nelogické, odlišnosti od původních multijetů je umístění válce s filtrem pevných částic. Ten se tak nachází přímo pod turbodmychadlem, což má ale jednu výraznou výhodu. Velmi se tím usnadňuje jeho regenerace prováděná zášlehem plamene. Ten by musel, v případě umístění filtru ve středovém tunelu podlahy, urazit mnohem větší vzdálenost, přičemž by byl na této cestě ochlazován, čímž by klesala šance na rychlé a efektivní vyčištění filtru. Toto řešení ocení hlavně ti, kteří jezdí velmi často na krátké vzdálenosti, což jak známo jsou pro regeneraci DPF ty nejnepříznivější podmínky.

S „krátkým“ zdvihem

Pozoruhodné jsou na novém motoru i jeho základní rozměry.
Zdvih pístů je „pouhých“ 80,5 mm, průměr válců činí 79,5 mm.
To znamená, že motor je takřka čtvercový. To s sebou přináší některé výhody: krátký zdvih znamená nižší střední pístovou rychlost, což má příznivý vliv na tření, a tudíž i opotřebení. Ruku v ruce s tím jde spotřeba oleje, která bývá u některých dlouhozdvihových motorů po větším počtu najetých kilometrů obecně problémem. Díky kratšímu zdvihu se také zmenšil klikový hřídel, jenž tak ve srovnání s motorem 1,9 JTD 16V uspořil cenných 4,5 kg.
Poměrně malý statický kompresní poměr 16,5:1 zase vytváří dobré předpoklady pro minimum vibrací a vysokou kulturu chodu. Na tom se podílí rovněž dvouhmotový setrvačník, jehož přítomnost nemusí být u takto velkých motorů vždy samozřejmostí.

Dvě (tři) verze

Motor 1,6 Multijet 16V přichází ve dvou výkonových verzích. Slabší disponujíce 77 kW výkonu při 4000 otáčkách a musí si vystačit s pevnou geometrií turbodmychadla, u něhož je tak plnicí tlak řízen klasickým obtokem (bypass). Slabší verze je navíc vyráběna ve dvou provedeních - jednodušší plní normu Euro4 a vystačí si s běžným dieselovým katalyzátorem a lambda sondou, naproti tomu vyspělejší a plnicí připravovanou Euro5 má navíc filtr pevných částic.
Výkonnější verze motoru nabízí skvělých 88 kW výkonu při 4000 otáčkách. Za svůj vysoký výkon vděčí hlavně turbodmychadlu s proměnnou geometrií rozváděcích lopatek (VNT) se snímačem polohy. Jeho regulace je vyvozována podtlakem podle pokynů elektromagnetického taktovacího ventilu ovládaného řídící jednotkou motoru. Dodávána bude pouze ve verzi plnící normu Euro5, tudíž vždy s katalyzátorem, lambda sondou a filtrem pevných částic DPF.

TECHNICKÉ ÚDAJE

Konstrukce: R4, DOHC, 16V Vstřikovací zařízení: Common Rail, solenoid, Bosch CP1H Vstřikovací tlak (bar): 1600 Zdvihový objem válců (cm3): 1598 Vrtání x zdvih (mm): 79,5x80,5 Kompresní poměr: 16,5:1 Nejvyšší výkon (kW/min-1): 77/4000 Nejvyšší točivý moment (N.m/min-1): 290/1500 Kódové označení: 198A3000

BLOK MOTORU

Monoblok válců Je vyroben z litiny 190 se zvýšenou pevností. Válce vytvořené přímo v bloku motoru jsou zařazeny do tří rozměrových tříd, plus jedna nadnormální. Motor 1,6 litru má blok zcela specifi cký, přičemž jeho hmotnost je vcelku příznivých 36,4 kg. To je o cenných 7,1 kg méně, než váží obdobný u motoru 1,9 JTD. Na výšku měří blok 218,5 mm (o 18 mm méně, než u 1,9 JTD). Povšimněte si spalovacího prostoru OMEGA na dně pístů, jenž velmi zlepšuje účinnost spalování. Vpravo je na bloku zavěšený výměník voda-olej pro chlazení motorového oleje.

Kliková skříň a hřídel Překlady klikové hřídele jsou přišroubovány přímo do bloku, tudíž ten není dělený v rovině klikové hřídele. Motor proto nemá dnes dosti rozšířenou konstrukci s rámem klikové skříně (takzvaný Bed Plate), který obvykle nese spodní ložiskové pánve. Kliková hřídel je pětkrát uložena. Je vyrobena z tvárné litiny typu B a o její vyvážení se stará celkem osm protizávaží. Čepy klikové hřídele jsou povrchově vytvrzeny indukčním kalením. Kliková hřídel je o čtvrt kilogramu lehčí, než obdobná u “devatenáctistovky“ a obsahuje čísla válců, určujících pořadí při montáži.

Spodní víko motoru Je tvořeno klasickou vanou. Na rozdíl od konkurence je vyrobena z hliníkové slitiny, tudíž nemůže proreznout. Ve vaně je kryt vložený mezi klikovou hřídel a hladinu oleje. Jeho úkolem je zabránit čeření hladiny. Servisní interval je 35 000 km a ve vaně je na detailním obrázku dobře viditelný snímač výšky hladiny oleje pracující na teplotním principu. Vedle je vidět sací koš s filtračním sítkem.

HLAVA VÁLCŮ A VENTILOVÝ MECHANISMUS

Hlava válců Je vyrobena jako monolitický odlitek z hliníkové slitiny a je dvoudílná. Spodní část obsahuje ventilový mechanismus, horní nese vačkové hřídele. Čtyři ventily pro každý válec jsou ovládány dvojicí vačkových hřídelí. Hlava „chodí“ vždy nastrojená i s ventily, neboť by byl problém se zabrušováním jejich sedel. Těsnění mezi blokem a hlavou válců je kovové, několikavrstvé a existuje ve třech různých tloušťkách. K bloku motoru je hlava připevněna celkem deseti šrouby.

Vačkové hřídele Jsou v hlavě třikrát uloženy, tvořeny odlitky a nejsou duté. Jejich vačky jsou povrchově vytvrzeny indukčním kalením. To zvyšuje trvanlivost povrchu a odolnost proti opotřebení. Vačková hřídel výfuku pohání přímo vývěvu posilovače brzd, jíž vidíte v detailu.

Ovládání ventilů Je zajištěno přes vahadla opatřená rolničkami pro snížení tření. Z jedné strany se vahadlo opírá o ventil, z druhé o váleček hydraulicky vymezující ventilovou vůli. Malou zajímavostí je fakt, že jak zdvihátka, tak vahadla jsou identická s použitými v motoru 2,4 JTD 20V.

Tunelová vačková skříň Velmi zajímavá je tunelová konstrukce rámu vačkové skříně. Díky tomu chybí klasické ventilové víko, jímž jsou tady vlastně tunely vačkových hřídelí. Jejich montáž tak probíhá výhradně z boku.

PÍSTY A OJNICE

Písty Jsou vyrobeny ze slitiny hliníku a křemíku a opatřeny autotermickými vložkami. Písty jsou chlazeny zespodu ostřikem oleje, který cirkuluje v kanálu po obvodu pístu. Píst má na sobě šipku, která musí při montáži směřovat směrem k rozvodům. Boky pístu jsou potaženy teflonovou vrstvou zabraňujcí vzniku karbonových úsad.

Ojnice Jsou vyrobeny z oceli. Hlava ojnice není trhaná, nýbrž dělená klasickým rozříznutím. Hmotnost ojnice je pouhých 550 gramů. ROZVODY, POHON VYSOKOTLAKÉHO ČERPADLA A TLUMIČ TORZNÍCH KMITŮ

Pohon sacího vačkového hřídele Je realizován od výfukového prostřednictvím ozubených kol s přímými zuby. Toto řešení výrazně snižuje prostorové nároky hlavy válců, zejména na šířku.

Pohon vačkových hřídelů a vysokotlakého čerpadla Je zajištěn obvyklým ozubeným řemenem. Ten pohání přímo od klikové hřídele rozvodové kolo na vačkovém hřídeli výfuku, jakož i vysokotlaké palivové čerpadlo a svou plochou stranou rovněž čerpadlo chladicí kapaliny. Výměna rozvodů je stanovena po každé čtvrté prohlídce, čili po ujetí 140 000 km. V detailu je vidět rozvodové kolo vačkové hřídele a napínák řemene. Ten jej napíná dosti neobvykle - ze strany zubů.

SÁNÍ MOTORU

Sací potrubí Je vyrobeno z plastu. Výfukové plyny od EGR do něj vstupují přírubou zcela vpravo (není vidět). Menším otvorem úplně vlevo proudí skrz sací potrubí chladicí kapalina k vodní pumpě. Druhý vstup chladicí kapaliny do sacího potrubí ukazuje detailní obrázek (nátrubek uprostřed tělesa). Povšimněte si snímače tlaku sání (modrý zcela vpravo).

Těleso škrticí klapky Obsahuje elektromotoricky ovládanou škrticí klapku od firmy Magneti Marelli. Klapka má celkem tři úkoly: předně se zavírá vždy při vypínání motoru, čímž se eliminuje typický záchvěv dobře známý ze starších vznětových motorů; dále škrcením průtoku vzduchu vzniká v sacím potrubí podtlak, jehož zásluhou mohou recirkulované výfukové plyny vstupovat snáze do sání (doslova jsou vcucávány); a do třetice se klapka přivírá při regeneraci filtru pevných částic.

TURBODMYCHADLO

Je nezvykle umístěno poměrně vysoko - na úrovni hlavy válců. Naše analýza ukazuje méně výkonnou verzi motoru, tedy s turbodmychadlem Honeywell GT 1446Z s pevnou geometrií (FGT). Plnicí tlak je regulován běžným “waste gate“ řízeným řídicí jednotkou motoru prostřednictvím modulačního elektroventilu podtlaku. Samotné otevírání obtokového kanálu ovládá pneumatický člen dobře viditelný v detailu. Dlouhé trubky přivádějí k ložiskům turbodmychadla pod vysokým tlakem životně důležitý motorový olej.

PALIVOVÁ SOUSTAVA

Vstřikovače a vysokotlaké potrubí Dodávku a správné rozprášení nafty do spalovacího prostoru zajišťují solenoidem ovládané vstřikovače Common Railu od firmy Bosch. Zajímavostí je v detailu viditelná vysokotlaká trubka opatřená gumovou objímkou - účinně tlumí akustiku vzniklou vibracemi trubky při zavírání a otevírání vstřikovače.

Vysokotlaké čerpadlo Je tady Bosch CP1H. Říká se mu také Radialjet, neboť čerpací efekt je uskutečňován třemi pístky, jež spolu vzájemně svírají úhel 120 stupňů. Podávací čerpadlo je tady, na rozdíl od CP3, realizováno opět elektrickým modulem v nádrži jako u původního typu CP1.

RECIRKULACE VÝFUKOVÝCH PLYNŮ EGR

Používá se kvůli omezení emisí oxidů dusíku (NOx). Díky zpětnému přívodu výfukových plynů do sání se snižuje teplota spalování, což má výše zmíněný účinek. Původní dvoupolohový ventil otevřeno/zavřeno je tady nahrazen modulačním ventilem plynů, dále je použit ještě výměník tepla - kvůli dalšímu snížení teploty recirkulovaných plynů. Jeho použití bylo nutné také z důvodu, že recirkulované plyny o vyšší teplotě, než má nasávaný vzduch, by snižovaly objemovou účinnost. Nový modul EGR instalovaný na motoru 1,6 Multijet 16V plnicího normu Euro5 kromě nového typu modulačního ventilu umožňuje prostřednictvím obtoku volbu, zda ochlazovat, nebo neochlazovat recirkulované výfukové plyny. Tato funkce je kompletně řízena řídicí jednotkou motoru a umožňuje optimalizovat funkci EGR z hlediska omezení emisí oxidů dusíku, aniž by došlo ke zvýšení emisí uhlovodíků (HC) a oxidů uhelnatého (CO). Vedení spalin z EGR do sání Je realizováno touto trubkou. Ta vede spaliny záměrně proti směru proudění vzduchu, čímž dochází k dokonalému promíchání. Do sání trubka ústí nepřírubovou stranou.

Výfukové svody Mají pátý kanál, z něhož vedou spaliny do EGR ventilu, a to skrz hlavu válců ve směru prstu viditelného na obrázku v detailu. Upevněny jsou s pomocí šroubů s distančními podložkami (válečky) s “O“ kroužkem. Díky tomu tak i po demontáži matek zůstávají na motoru. Důvod jejich použití je proto čistě montážní. Těsnění pod svody je ocelové, dvoulisté.

Chladič EGR Umožňuje chlazení výfukových plynů. Ty jím mohou procházet, ale i nemusí - v závislosti na poloze obtokového ventilu EGR. Oběma kanály proudí do výměníku chladicí kapalina. Výfukové plyny vstupují a vystupují překvapivě pouze tenkými trubičkami.

EGR ventil Je tady nové konstrukce, což přináší řadu výhod. Například přítomnost snímače polohy ventilu umožňuje lepší kontrolu a diagnostiku jeho funkce. Samotný ventil působí větší ovládací silou, což znamená nižší pravděpodobnost jeho zablokování. Do třetice velmi jednoduché sedlo zvyšuje také těsnost, tím i spolehlivost. Samozřejmostí je jeho elektromotorické ovládání a plynulá regulace množství přepouštěných výfukových zpět do sání.

Obtok EGR Určuje, zda výfukové plyny budou procházet chladičem či půjdou mimo něj. Výkonným členem je tady pneumatický podtlakový aktuátor (černý) se dvěma polohami, jenž otevírá či zavírá klapku tvaru L, jíž vidíte v detailu. Červeným těsněním je obtok připojen ke chladiči. V klidové poloze procházejí výfukové plyny výměníkem. Při zapnutí obtoku klapka odvádí výfukové plyny nechlazeným kanálem přímo na výstup modulu. Vše je ovládáno řídicí jednotkou motoru prostřednictvím střednictvím elektroventilu.

CHLADICÍ SOUSTAVA

Termostat Obsahuje přepad do expanzní nádobky a je na něm umístěn obvyklý odvzdušňovací šroub. Svůj domeček sdílí spolu s chladičem EGR.

Vodní pumpa Má plastové oběžné kolo a je poháněna přímo ozubeným rozvodovým řemenem - konkrétně jeho plochou stranou, což je poměrně nezvyklé. Disponuje celkem dvěma vstupy. Ten zleva je od chladiče, zprava od zbylého příslušenství chladicí soustavy, třeba výměníku topení, výměníku voda-olej a jiných.

ELEKTRICKÁ SOUSTAVA

Žhavicí svíčky Pracují s nezvykle nízkým napětím 4,4 voltů, což znamená, že jejich činnost není ovlivněna spouštěčem motoru. Ten má v běžných případech natolik velký odběr proudu, že se už žhavičům při jeho činnosti nedostává potřebného proudu. K jejich nastartování se však i tady používá napětí 12V.

Kabelový svazek Svazek motorové elektriky napájí veškeré elektrické soustavy jednotky. Dobře je viditelné na jedné straně ovládání vstřikovačů, na straně druhé napájení svíček.