Turbosprężarka w silniku 2.4D (AAB/AJA)
Silnik 2.4D, czyli pięciocylindrowy wolnossący diesel o pojemności skokowej 2.4 litra i pośrednim wtrysku paliwa, w którym pompa wtryskowa sterowana jest całkowicie mechanicznie, jest jednym z popularnych silników występujących w Volkswagenach Transporterach T4, zwłaszcza w starszych rocznikowo egzemplarzach. Silnik ten jest protoplastą silnika 2.5TDI, chyba najpopularniejszego i według mnie najlepszego silnika w jaki były wyposażane VW T4. Silnik 2.5TDI to turbodoładowany diesel o pojemności skokowej 2.5 litra i bezpośrednim wtrysku paliwa w którym pompa wtryskowa jest już sterowana elektronicznie poprzez ECU. Silniki 2.5TDI występowały w następujących wersjach:
– 2.5TDI ACV, AUF, AXL, AYC – 102KM – wyposażony w Intercooler
– 2.5TDI AJT, AYY – 88KM – bez Intercoolera
– 2.5TDI AHY, AXG – 151KM – wyposażony w Intercooler montowany przed chłodnicą oraz turbosprężarka ze zmienną geometrią
Dodatkowo dochodzą różnice w mapach sterownika silnika (ECU) oraz pewnie inne różnice które nie są ważne z punktu widzenia tego wpisu.
Jak wspomniałem na początku, silnik 2.4D jest protoplastą silnika 2.5TDI dlatego wiele podzespołów jest w nich takich samych, a także wiele pasuje zamiennie. Dlatego bez najmniejszych problemów silnik 2.4D można doposażyć w turbosprężarkę z silnika 2.5TDI. Aby dokonać takiej operacji należy wyposażyć się we wszystkie potrzebne części z silnika 2.5TDI:
– kolektor ssący
– kolektor wydechowy z turbosprężarką i kolankiem wydechu
– przewód olejowy zasilający do turbosprężarki
– przewód olejowy powrotny z turbosprężarki
– rurka bagnetu oleju
– Intercooler z 2.5TDI ACV wraz z mocowaniami (opcjonalnie)
– węże powietrza do turbosprężarki, pomiędzy turbosprężarką a intercooler oraz pomiędzy intercoolerem a kolektorem ssącym
Dodatkowo należy zaopatrzyć się w:
– manual boost control (MBC) – zaworek do regulacji ciśnienia doładowania
– węże/kolanka/łączniki do podłączenia odmy
– zaślepkę oraz króciec zastępujący zawór EGR z silnika 2.5TDI
Wszystkie wymienione wyżej części z silnika 2.5TDI pasują beż żadnych przeróbek czy jakichkolwiek modyfikacji do silnika 2.4D. Wystarczy wymontować oryginalne części z silnika 2.4D a następnie zamontować te z silnika 2.5TDI. Wszystko pasuje plug&play.
Najlepiej jest zastosować części z silnika 2.5TDI 102KM, choć zarówno turbosprężarka jak i kolektory ssący i wydechowy są takie same jak w 2.5TDI 88KM to w wersji 102KM mamy jeszcze intercooler. Natomiast turbosprężarka z silnika 2.5TDI 151KM nie będzie mogła być zamontowana w 2.4D ponieważ jest ona wyposażona w tzw. zmienną geometrię (VGT/VNT) która do poprawnej pracy musi być wysterowana poprzez komputer silnika tj. ECU, którego w silniku 2.4D nie ma. Dla porównania, turbosprężarka z silnika 102KM czy 88KM wyposażona jest tylko w zawór upustowy spalin służący do regulacji ciśnienia doładowania.
Jak dokładnie wygląda taka przeróbka możecie dowiedzieć się w filmie który przygotowałem:
Modyfikacja pompy wtryskowej
Dołożenie turbosprężarki do silnika wolnossącego to dopiero połowa sukcesu. Turbosprężarka w jakimkolwiek silniku pozwala wtłoczyć do niego większą ilość powietrza niż byłby w stanie zaciągnąć silnik wolnossący. Jednak samo podanie większej ilości powietrza do cylindrów nie pozwoli na wygenerowanie większej mocy. Jest tak dlatego ponieważ większa ilość powietrza w komorze spalania pozwala podać większą ilość paliwa która ciągle będzie spalać się całkowicie (brak dymienia) i to dopiero większa ilość podawanego paliwa wraz z większą ilością powietrza generują większą moc.
Najprostszym zabiegiem jaki można wykonać jest zwiększenie dawki paliwa jaką podaje pompa wtryskowa poprzez wkręcenie śruby dawki. Jednak taki zabieg ma swoje ograniczenie, ponieważ zmieniając dawkę paliwa zmieniamy charakterystykę pracy pompy wtryskowej i w ten sposób wpływamy też na wolne obroty. Zwiększając dawkę paliwa w pewnym momencie dojdziemy do ograniczenia kiedy dalsze zwiększanie dawki paliwa powodować będzie niestabilne wolne obroty oraz brak możliwości ich regulacji a mocy przybędzie niewiele. Jest to spowodowane tym, że pompa wtryskowa dla silnika wolnossącego jest w pewien sposób przyblokowana. Jest tak dlatego, że silnik wolnossący potrzebuje dużo mniejszą dawkę paliwa ze względu na mniejszą ilość powietrza jaka dostarczana jest do procesu spalania. Natomiast pompy wtryskowe silników doładowanych pozbawione są tego ogranicznika a będąc bardziej precyzyjnym mają „ruchomy” ogranicznik maksymalnej dawki paliwa zależny od ciśnienia doładowania, nazywany: LDA, korektorem dawki lub ogranicznikiem dymienia.
Usuwając ogranicznik w pompie wtryskowej silnika wolnossącego pozwolimy na podanie większej ilości paliwa, jednak bez zastosowania korektora dawki (LDA) silnik będzie bardzo mocno dymił kiedy turbosprężarka nie poda powietrza do cylindrów, ale dymienie to ustąpi kiedy turbosprężarka zacznie tłoczyć powietrze do cylindrów, dlatego też korektor dawki/LDA zwany jest też ogranicznikiem dymienia.
Usunięcie ogranicznika w pompie wtryskowej silnika 2.4D (AAB/AJA) oraz zastosowanie korektora dawki/LDA jest podstawowym krokiem jaki należy wykonać jeśli chodzi o modyfikację pompy wtryskowej pod montaż turbosprężarki.
Kolejnym krokiem jaki warto rozważyć modyfikując pompę wtryskową jest zastosowanie głowicy pompy wtryskowej wraz z tłokorozdzielaczem („sekcja tłocząca”) o większej średnicy. Modyfikacja ta pozwoli na dostarczenie jeszcze większej dawki paliwa w skutek czego przyrost mocy będzie dużo większy.
Oryginalnie pompa wtryskowa silnika 2.4D wyposażona jest w głowicę z tłokorozdzielaczem o średnicy 8mm, jest to chyba jeden z mniejszych tłokorozdzielaczy jakie można spotkać w pompach wtryskowych VE firmy Bosch, który na potrzeby silnika wolnossącego zapewnia wystarczającą dawkę paliwa.
O ile zamontowanie turbosprężarki w silniku 2.4D jest bardzo proste, ponieważ wszystkie części pasują bez żadnych przeróbek, to znalezienie części potrzebnych do modyfikacji pompy wtryskowej do pracy z turbosprężarką już takie proste nie jest.
Aby zamontować LDA w pompie wtryskowej należy znaleźć pompę wtryskową (dawce) której pokrywa wyposażona jest w LDA oraz posiada dźwignię gazu umieszczoną po tej samej stronie co w pompie wtryskowej silnika 2.4D. Pompa wtryskowa w silniku 2.4D umieszczona jest po stronie skrzyni biegów i napędzana jest osobnym paskiem zębatym, a w większości silników pompa wtryskowa umieszczona jest po stronie napędu rozrządu i napędzana paskiem rozrządu przez co dźwignia gazu w większości dostępnych pomp na rynku znajduje się po przeciwnej stronie niż potrzebujemy.
Kolejnymi częściami jakie potrzebujemy do modyfikacji pompy wtryskowej jest głowica z tłokorozdzielaczem, choć jest modyfikacja opcjonalna to według mnie bardzo dużo daje. Aby zastosować głowicę z tłokorozdzielaczem o większej średnicy znów musimy poszukać pompy wtryskowej dawcy. Jednak nie jest łatwo znaleźć taką głowicę ponieważ silnik 2.4D jest silnikiem 5cio cylindrowym a 5cio cylindrowych silników diesla zasilanych pompą wtryskową Bosch typu VE jest bardzo niewiele a na dodatek wiele z nich zostało już zezłomowanych więc wybór jest bardzo mocno ograniczony.
Dodatkowe wyposażenie
Silnik 2.4D jak każdy silnik po doposażeniu w turbosprężarkę będzie bardziej wysilony niż w wersji wolnossącej. Dlatego warto pomyśleć o wydajniejszym chłodzeniu zarówno samego silnika jak również oleju. Warto również monitorować warunki pracy silnika stosując dodatkowe czujniki jak m.in:
– czujnik temperatury oleju – niektóre VW T4 były oryginalnie wyposażone w czujnik temperatury oleju i w każdym T4 jest na niego miejsce w podstawie filtra oleju – https://t4-wiki.de/wiki/Geber_G8_(%C3%96ltemperatur)
– czujnik temperatury spalin – EGT – w zaślepce rurki EGR
– czujnik/wskaźnik ciśnienia doładowania
– czujnik temperatury w kolektorze ssącym
W moim własnym VW T4 przeprowadzając dołożenie turbosprężarki oraz robiąc modyfikacje pompy wtryskowej zamontowałem również wyżej wymienione czujniki. Jednak aby nie montować kilku osobnych wskaźników na desce rozdzielczej, postanowiłem skorzystać z oferty firmy Reveltronics i zastosować ich produkt w postaci uniwersalnego komputera pokładowego (UKP) – https://www.reveltronics.com/pl/produkty/uniwersalny-komputer-pokladowy-ukp
Wszystkie czujniki podłączyłem do komputera pokładowego, dodałem jeszcze czujniki temperatury wewnątrz i na zewnątrz samochodu, a następnie mam możliwość wyświetlania wszystkich intersujących mnie parametrów na wyświetlaczu dołączonym do komputera pokładowego lub na telefonie po podłączeniu go do komputera pokładowego.
Kolejną modyfikacją/usprawnieniem jakie warto rozważyć po zamontowaniu turbosprężarki w silniku 2.4D jest wydajniejsza chłodnica oleju. Ze względu na spalanie większej dawki paliwowo-powietrznej wygenerowanej zostaje więcej energii w postaci pracy użytecznej i energii cieplnej. Dlatego też na silniku będziemy obserwować nieco wyższe wskazania temperatury płynu chłodniczego oraz oleju, zwłaszcza przy jeździe pod obciążeniem, na autostradzie czy jeździe pod górkę. Aby wspomóc chłodzenie oleju można rozważyć zamontowanie zewnętrznej chłodnicy oleju (olej-powietrze), drugą opcją jest zamontowanie w miejsce oryginalnej chłodniczki oleju (nad filtrem oleju, chłodnica olej-płyn chłodzący) większej chłodniczki z silnika VW 1.9TDI.
Aby móc zastosować większą/wydajniejszą chłodniczkę oleju z silnika VW 1.9TDI należy zastosować dłuższą tulejkę mocującą w podstawie filtra oleju. Takiej, dłuższej tulejki oleju niestety nie da się przełożyć z innego silnika i trzeba wykonać ją na wymiar. Po zamontowaniu takiej większej/wydajniejszej chłodniczki i zamontowaniu filtra oleju, filtr oleju może nieco zawadzać o podporę półosi prawej, dlatego należy ją nieco podszlifować w miejscu kontaktu z filtrem oleju. Po takim zabiegu powinniśmy uzyskać luz rzędu 5-10mm co będzie wystarczające.
Jak wspomniałem wcześniej, więcej mieszkanki paliwowo-powietrznej to więcej generowanego ciepła, dlatego jeśli Twój VW T4 wyposażony jest w żaluzje na wentylatorach chłodnicy to należy usunąć/wymontować termostat który nimi steruje a następnie przestawić żaluzje w pozycję całkowicie otwartą. Jeszcze inną opcją jest zamontowani wentylatorów przeznaczonych na cieplejsze kraje, które pozbawione są żaluzji, mają większą średnicę (350mm zamiast 280mm) oraz większą moc (450W zamiast 350W).
Silnik 2.4TD AAB/AJA Huber lub ABT
Zanim do sprzedaży trafiły VW T4 z silnikami 2.5TDI, czyli przed 1996 rokiem na rynku już istniały przeróbki silników 2.4D na silnik turbodoładowany. Wiadomo mi, że dwie firmy oferowały zestawy dzięki którym można było doposażyć silnik 2.4D w turbosprężarkę. Tego typu zestawy oferowały firmy Huber oraz ABT. Z tego co mi wiadomo to można było zakupić taki zestaw do samodzielnego montażu lub zakupić go z montażem a nawet słyszałem o przypadku gdzie taki zestaw zakupiono w salonie VW podczas zakupu samochodu. Niestety nie jestem w stanie określić w którym roku takie zestawy modyfikujące silnik 2.4D pojawiły się w sprzedaży ale z całą pewnością było to przed pojawieniem się silników 2.5TDI w VW T4.
Skoro nie było jeszcze silników 2.5TDI w VW T4, a to oznacza, że nie było dawcy części do uturbienia silnika 2.4D, to jak to możliwe, że takie zestawy istniały? Silnik 2.5TDI w VW T4 nie był pierwszym 5cio cylindrowym silnikiem diesla o pojemności 2.5L z bezpośrednim wtryskiem i turbodoładowaniem. Trochę wcześniej takie silniki pojawiły się w Audi 100 A6 C4 a także występowały w Volvo 850. To właśnie z tych silników firma Huber i firma ABT pozyskały potrzebne części do swoich zestawów, jednak część z potrzebnych komponentów została wyprodukowana specjalnie na potrzeby tych zestawów. Z tego co mi wiadomo to była to turbosprężarka, przewody olejowe do turbosprężarki, kolanko wydechu, intercooler oraz przewody powietrza/dolotu.
