Не просто газовый Volkswagen Caddy
Caddy TGI отличается от своего предшественника Caddy EcoFuel прежде всего новым двигателем. Прежний, разработанный в Мексике, мотор имел рабочий объем 2 л при мощности 85 кВт. Объем нового газового двигателя уменьшили до 1,4 л. Двигатель TGI (код CPWA) турбокомпрессорный, мощностью 81 кВт (110 л.с.) при 4800-6000 об/мин, с крутящим моментом 200 Н·м при 1500-3500 об/мин, имеет степень сжатия 10,5:1. Прежний газовый двигатель обладал куда более высокой степенью сжатия — 13,5 — зато новый может работать как на газе, так и на бензине — причем, по своему выбору.
Режим работы на природном газе является для двигателя основным. Это означает, что, если выполнены все требуемые для работы на газе условия, мотор всегда запускается и работает на газе. Водитель не имеет возможности переключаться между двумя режимами работы по своему выбору.
При температуре ниже -10°С двигатель запускается на бензине. При этом к бензину добавляется природный газ. Он добавляется из газовой системы питания, у которой закрыт клапан высокого давления. Природный газ добавляется в объеме 12% от общего необходимого количества топлива. Добавление его осуществляется до тех пор, пока весь природный газ в рампе не будет выработан. После этого на газовые клапана подается максимальное напряжение в течение 45-90 сек (в зависимости от температуры окружающего воздуха). Подача тока повышает температуру клапанов примерно на 35 градусов. Разогрев клапанов предотвращает их залипание в уплотнителях седел, сделанных из эластомера. После этого активируется клапан высокого давления газовой системы, газовая рампа заполняется газом под давлением, и двигатель переходит на питание газом.
Если в течение нескольких секунд двигатель не запустится в каком-либо режиме на газе или бензине, то происходит автоматическое переключение на другой вид топлива. Например, после заправки газом мотор должен пускаться на бензине, но, если вследствие какой-либо неисправности запуск двигателя на бензине оказался неудачным, он запустится в режиме работы на газе. После того как прогреется кислородный датчик, двигатель выполнит попытку переключиться на режим работы на бензине.
Моторы на природном газе очень хорошо работают на бедной топливной смеси, но сравнительно плохо на богатой. Учитывая это, после каждой заправки природным газом блок управления адаптируется, изменяя время подачи газа в зависимости от качества природного газа. Факт заправки газом блок управления распознает с помощью датчика давления в баллонах. Если с момента последней работы мотора на газе давление в баллонах увеличилось больше, чем на 20%, блок считает, что была произведена заправка газом и двигатель запускается на бензине. После перехода на работу с обратной связью по показаниям кислородного датчика и снижения расхода топлива вследствие прогрева, двигатель переключается на газ.
Качество природного газа в баллонах отображается на многофункциональном дисплее, размещенным на приборном щитке. Отображение производится в процентах с шагом в 10 единиц между значениями 70% и 100%. Индикация 100% означает, что содержание метана в заправленном газе превышает 90%, значение 90% — содержание метана 80%. Содержание метана не измеряется непосредственно, а рассчитывается, поэтому индикация качества природного газа может отличаться от фактического содержание метана из-за примесей других газов, например, бутана или пропана.
Из-за того, что природный газ «сухой» (то есть не обладает смазочными свойствами даже по сравнению с бензином), многие механизмы двигателя оказываются в более тяжелых условиях работы. Это потребовало переработки деталей мотора. Так, внутреннюю поверхность канавки верхнего компрессионного кольца алюминиевого поршня анодируют с упрочнением, а на само поршневое кольцо наносится специальное покрытие. Эти меры призваны повысить износостойкость. Сбегающую сторону профиля кулачков распределительных валов впускных и выпускных клапанов сделали чуть более пологой. За счет этого клапаны закрываются немного медленнее, и механическая нагрузка на них уменьшается. Сами клапаны также претерпели изменение. Для повышения износостойкости они азотируются и покрываются жаростойким покрытием, а концы их стержней закаляются.
Бензин кроме этого охлаждает при работе топливные форсунки. При работе на газе такого охлаждения нет, что будет приводить к перегреву входящих непосредственно в камеру сгорания форсунок. Чтобы этого не происходило, используется тефлоновое кольцо с графитовым наполнителем, обеспечивающее высокую теплопроводность. Чтобы форсунки всегда оставались надежно закрытыми, в контуре поддерживается давление бензина 100 бар.
Поскольку эффективность работы двигателя на природном газе очень высокая, то энергия отработавших газов меньше, чем при работе на бензине. Это сказывается на работе турбонагнетателя. Чтобы уменьшить время отклика турбонагнетателя, используют агрегат с насосным колесом меньшего размера.
Новый газовый Caddy может иметь от 4 до 5 газовых баллонов (Caddy Maxi), которые размещаются в двух секциях. Они получили трехслойное лакокрасочное покрытие, обеспечивающее лучшую защиту от повреждений и коррозии, чем прежнее двухслойное. Баллоны снабжены предохранительными клапанами, срабатывающими при резком падении давления и разнице в давлении 6,5 бар. Кроме этого, они имеют термопредохранитель, предотвращающий разрыв баллонов при нагреве. Он представляет собой плавкий элемент. При температуре выше 110°С происходит плавление легкоплавкого металла, который, вытекая, позволяет клапану открыться.
Между баллонами находится топливный бак, вмещающий около 13 л топлива. Масса заправляемого газа составляет примерно 26 кг у Caddy и 37 кг у Caddy Maxi.
Циферблат указателя запаса газа находится в нижней части тахометра, располагающегося справа. У автомобилей, работающих на жидком топливе, на этом месте находится указатель температуры охлаждающей жидкости. На циферблате размещается контрольная лампа в виде заправочной колонки. Она горит зеленым цветом, когда двигатель работает на газе. Когда запас природного газа доходит до резервного, на многофункциональном дисплее отображается соответствующее текстовое сообщение, желтый значок и треугольник с восклицательным знаком, а также подается звуковой сигнал. Резервным считается достижение давления в баллонах 15,2 бара. Если газ заканчивается, то лампа гаснет, а питание двигателя автоматически переключается на бензин. В случае, когда запас бензина уменьшится до резервного запаса 5 л, контрольная лампа загорится желтым цветом. Аналогичный циферблат размещается на спидометре. Он показывает запас бензина, и также оснащен контрольной лампой резервного запаса топлива.
В газовой аппаратуре используется электронный двухступенчатый регулятор газа. Первая ступень уменьшает давление газа до 20 бар, а вторая — до 5-9 бар. Если на прежнем газовом Caddy EcoFuel с механическим регулятором давления второй ступени было постоянным 7 бар, то электронный регулятор позволяет его изменять в диапазоне 5-9 бар. Это позволяет получить некоторые преимущества. Во-первых, за счет снижения порогового давления можно проехать больше до 25 км. Если ехать спокойно. Если двигаться динамично, то давление в 9 бар позволяет увеличить подачу газа. Как уже говорилось, когда газ заканчивается, то двигатель переходит на бензин. Так вот, при динамичном характере движения двигатель перейдет на бензин уже при давлении газа в баллонах 15-17 бар, а при спокойной — 6-8 бар. Если при давлении 15 бар в баллонах водитель произведет резкое ускорение, то двигатель перейдет на бензин. Однако в дальнейшем, при спокойном движении, снова переключится на газ. Двигатель Caddy TGI агрегатируется с механической 6-ступенчатой коробкой передач 02S.