общий анализ, плюсы и минусы мотора
Сокращенное название дизельного двигателя TDI расшифровывается как Turbocharged Direct Injection. Творение инженеров-конструкторов компании Volkswagen на автомобильном концерне.
Разработка данного двигателя началась в далекие 70-е годы. На наименование TDI концерн имеет исключительные права, поскольку название защищено патентом, поэтому всегда можно без ошибок определить происхождение таких двигателей.
На весь дочерний ряд автомобилей немецкого происхождения устанавливают такие силовые агрегаты, независимо от типа транспортного средства, в которые входят микроавтобусы, грузовики, легковые автомобили и джипы.
Двигателями TDI вправе распоряжаться и некоторые другие компании, с которыми у Volkswagen подписан договор на сотрудничество. Для понимания необходимо охарактеризовать данный силовой агрегат.
Общий анализ двигателей TDI
Основными характеризующими достоинствами таких двигателей, на которые нужно обратить внимание являются:
– экологичность;
– экономичность;
– компактность;
– мощность.
Все эти положительные характеристики появились не сразу. Даже после пришествия на рынок Audi 80 с двигателем TDI преобладание таких характеристик двигателя не наблюдалось. Только после кропотливой работы и различного вида доработок в 1989 году производители выпустили мощный турбодизель, который совершенно не уступал бензиновым двигателям.
Эксперты подтверждают, что двигатели TDI являются лучшими в современное время. Их результативность определена из пропорции исходной мощности и крутящего момента на 1 объема цилиндра и израсходованного топлива.
Функции турбины с изменяемой геометрией
Наряду с системой прямого впрыска главным неоспоримым достоинством мотора составляет турбонаддув изменяемой геометрии, это делает такие двигатели конкурентоспособными не только среди дизельных, но и бензиновых моторов.
В данном турбонагнетателе распределение и показатели отработанного газового потока подчиняются регулировке. За счет этого можно добиться нужной скорости вращения турбины, что позитивно воздействует на производительность.
Простая турбина такой возможности лишена.
Если рассматривать турбину VNT, то в ее конструкции предусмотрены направляющие лопатки, система управления и вакуумный привод. При движении вокруг своей оси лопатки находятся в положении нужного угла, и за счет этого изменяется сечение канала. На основании этого появляется возможность корректировки скорости и вектора выхлопов.
Управляющий механизм всегда держит под контролем поворот лопаток. Он оснащен кольцом и рычагом, который воспринимает влияние вакуумного привода, регулируемого независимой тягой.
Клапан является управлением привода, он входит в ЭБУ двигателя и несет ответственность за перемену давления наддува при помощи сигналов, которые приходят от температурного сенсора и сенсора давления наддува.
Дозатор энергии отработанного потока представляет собой своего рода турбину на TDI двигателе. Дозатор обеспечивает необходимое давление воздуха при любых условиях работы двигателя.
Технические различия TDI
Заслуживающий уважения КПД и экономичный расход топлива показывает на AUDI v12.
За счет повышенного давления на впрыске, которое достигает 2050 бар, наблюдается высокая эффективность установки. Если сравнивать с другими моделями, то их показатели не превышают 1350 бар.
Всем известно, что за поддержку общего давления в магистрали отвечает ТНВД. По сигналу электронного блока управления пьезоэлектрические форсунки производят дозированный впрыск при затратах по времени менее чем 0,2 мс.
Аккумуляторная система подачи Common rail осуществила путь повышения эффективности дизелей. Благодаря которой механизм впрыскивания становится независимым от угла поворота коленвала и рабочего режима мотора.
Под повышенным давлением при работе с незначительными нагрузками создаются предпосылки для впрыскивания топлива в цилиндр. По сравнению с простой системой подачи топлива, система Common rail превосходит ее по ремонтопригодности. Ее наличие требует от качества горючего повышенных требований, в чем простая система проигрывает.
По числу нетипичных особенностей моторов TDI можно скорректировать несколько моментов:
Комплексный контроль устройства топливного впрыска зародился благодаря связыванию инжектора с насосом.
За счет этого при модифицировании рабочего режима повысился крутящий момент.
Высокие ударные нагрузки отсутствуют при сгорании топлива, это связано с низким уровнем шума двигателя.
В выхлопах концентрация оксида азота невысокая. В связи с этим показатель токсичности является приемлемым, что не скажешь о других типах двигателей. В среде себе подобных данный агрегат по праву считается наиболее экологичным.
Неисправности TDI двигателей
Показатель надежности двигателей TDI достаточно высок, как говорят данные специализированных ресурсов. При правильном качественно организованном обслуживании его можно эксплуатировать миллионы километров.
Степень надежности современных компрессоров также возросла и порой достигает не менее ресурса самого двигателя. 150-200 тыс. км пробега- это средний ресурс большинства турбин.
Такой ресурс достигается за счет высокой температуры отработанных газов, которая может достигать 1000 градусов, а также большой частотой вращения, которая приближается к двумстам тысячам оборотов в минуту.
От исправности системы питания и от качества топлива напрямую зависит ресурс форсунок, что является недостатком.
Наиболее значимые меры, которые продлят жизнь слабым звеньям TDI:
– своевременная смена масла;
– периодическая смена воздушного фильтра;
– систематическая диагностика давления наддува.
Двигатели Turbocharged Direct Injection достаточно сложны при самостоятельном обслуживании, поэтому рекомендуется всегда обращаться в специализированные автосервисы.
Подведение итогов
Дизельному двигателю получилось подняться на совершенно новую ступень, благодаря разработкам и решениям инженеров. Рекорд поставлен по экономичности двигателей TDI. На 1-ом полном топливном баке модель Audi 100 TDI совершила пробег в размере 4814.4 километра
Средний расход топлива составлял 1.7 л на 100 км, а средняя скорость движения составила 60 км/ч. Моторы TDI, одерживают лидерство по сравнению с бензиновыми не только в городе, но и на гоночных соревнованиях.
Регулярно одерживающая победы дизельная Audi R10 TDI даже на самых сложных трассах.
При безошибочном подборе и своевременной замене моторного масла, при грамотной эксплуатации и конечно используя специализированный сервис, мотор TDI проживет долгую беззаботную жизнь. При соблюдении простейших мер и условий данные моторы сохранят свою работоспособность многие тысячи километров.
Поделитесь информацией с друзьями:
Двигатель TDI: история великолепного мотора Volkswagen
Легковые дизельные автомобили стали популярны относительно недавно, всего каких-то 20 лет назад. Не в последнюю очередь благодаря великолепному двигателю TDI от компании Volkswagen.
Три заветные буквы
2,5-литровый TDI под капотом Audi 100 1989 годаОсенью 1989 года произошла тихая революция. На автосалоне во Франкфурте, Audi представила новый двигатель с аббревиатурой TDI (Turbo Direct Injection).
Как нетрудно понять из названия этот мотор оснащался турбокомпрессором и непосредственным впрыском топлива. Между тем, дизельный двигатель с непосредственным впрыском появился на Fiat Croma еще в 1986 году. Но систему впрыска и турбокомпрессор, впервые применили инженеры Фольксваген, и это дало ряд существенных преимуществ.
Прежде всего за счет впрыска топлива непосредственно в цилиндр, достигалось лучшее смесеобразование, а следовательно высокая эффективность работы мотора. При прочих равных условиях, моторы с Direct Injection показывали более высокую мощность и экономичность. А дополнительное применение турбонаддува и вовсе не оставляло шансов устаревшим атмосферным дизелям.
Конечно у таких двигателей существовали и недостатки в виде высокого требования к качеству топлива, дороговизны обслуживания и запасных частей. Тем не менее, достоинства превышали недостатки.
Двигатель TDI для Audi и Volkswagen
Двигатель 2,5 TDI и его внешняя скоростная характеристикаПервым автомобилем в котором был установлен двигатель TDI стала Audi 100.
Этот мотор мощностью в 120 л.с. получил обозначение 2,5 TDI и имел впечатляющий крутящий момент в 265 Нм. Этих характеристик было достаточно, чтобы полностью опровергнуть стереотип о медлительном, «тракторном» моторе.
Audi 100 TDI представляла собой скоростной седан с максимальной скорость в 200 км/ч. Но, что еще более важно, расход автомобиля не превышал 5,7 литров на 100 км.
Спустя три года, Ауди решила развить успех представив новый двигатель TDI на этот раз объемом в 1,9 литра. Новый мотор мощность в 90 л.с. прописался под капотом Audi 80. С ним автомобиль разгонялся до 100 км/ч за 14 секунд, а максимальная скорость достигала 175 км/ч. Да сейчас такие цифры никого не впечатлят, но для начала 90-х для дизельной легковушки это было очень и очень неплохо.
В 1995 году, двигатель 1,9 TDI получил турбину с изменяемой геометрией лопаток, отчего мощность повысилась до 110 л.с. Кроме Audi, этот мотор можно было встретить на различных моделях Volkswagen, Seat и Skoda.
Со временем выяснилось, что моторы TDI помимо хороших характеристик отличаются неплохим ресурсом и при этом не так уж дороги в обслуживании.
Конечно у них были слабые места в виде клапана EGR или турбокомпрессора. Тем не менее, при грамотном обслуживании мотор спокойно выхаживал 400 — 500 тыс. км, а то и больше.
В 1997-м компания представляет Audi A6 с первым V-образным TDI. А еще спустя два на Audi A8 появилась дизельный V8 3,3 TDI. К сожалению эти двигатели страдали от детских болезней и особой популярностью не пользовались.
Новое поколение
Volkswagen LupoВ 2000 году инженеры Фольксваген серьезно модернизировали 1,9 TDI установив насос-форсунки вместо ТНВД и увеличив таким образом давление впрыска до 2000 бар. Максимальная мощность мотора повысилась до 130 л.с. При этом двигатели нового поколения потребляли даже меньше топлива, чем предшественники и не сильно уступали в надежности.
Тем временем в линейке появились малолитражные двигатели объемом 1,4 и 1,2 литра. Причем последний поспособствовал тому что Volkswagen Lupo, стал одним из самых экономичных автомобилей в мире. В смешанном цикле его расход не превышал 3 литров на 100 км!
Двигатель TDI и коммерческий успех
Мотор 1,9 TDI в различных вариациях стоял на конвейере почти 19 лет.
А общее число выпущенных автомобилей с шильдиком TDI к 2010 году достигло 5 миллионов.
Но относительно недавно тучи над легковыми дизельными автомобилями сгустились. В 2015 году, разразился грандиозный скандал, серьезно ударивший по репутации компании Volkswagen. Тем не менее, автомобили с дизельными двигателями модельный ряд не покинули и вряд ли это сделают в ближайшее время.
тди | Дизельные двигатели VW
Турбокомпрессор
Для повышения выходной мощности и крутящего момента мы оснащаем наши двигатели TDI турбонагнетателями ОГ с изменяемой геометрией турбины. Они сжимают воздух, необходимый для сжигания топлива, позволяя двигателю всасывать больше воздуха, при этом его рабочий объем и обороты остаются прежними.
Турбокомпрессор приводится в действие за счет энергии выхлопных газов. У него две турбины. Турбинное колесо в выхлопном потоке приводит в движение второе во впускном потоке, которое сжимает всасываемый воздух. Перед подачей в камеру сгорания он охлаждается охладителем наддувочного воздуха (интеркулером).
Поскольку холодный воздух плотнее горячего, в цилиндр может подаваться больше кислорода для сжигания топлива, что повышает мощность и эффективность.
Преодоление турбоямы
Основным недостатком турбокомпрессора является то, что для его работы требуется определенное давление газа, доступное только при достаточно высоких оборотах двигателя. Чтобы избежать «турбо-задержки» — задержки в доступной мощности — и быть очень эффективным на более низких оборотах двигателя, турбонагнетатель должен иметь возможность контролировать давление выхлопных газов.
Турбокомпрессор с изменяемой геометрией турбины (VTG) делает это с помощью системы механических направляющих лопаток. Он изменяет поперечное сечение впускного отверстия потока выхлопных газов со стороны трансмиссии. Если давление газа падает при более низких оборотах двигателя, система управления регулирует направляющие лопатки, чтобы сузить поперечное сечение. Это ускоряет поток выхлопных газов и увеличивает давление.
А поскольку давление выхлопных газов увеличивается с увеличением оборотов двигателя, система управления увеличивает поперечное сечение впускного отверстия, изменяя положение направляющих лопаток.
Как работает впрыск
Давление, при котором дизельное топливо впрыскивается в цилиндр, является ключевым фактором прямого впрыска дизельного топлива. Топливо должно быстро смешиваться со сжатым воздухом в цилиндре. Чем выше давление, тем мельче распыляется дизельное топливо для более интенсивного перемешивания частиц топлива и воздуха. Это, в свою очередь, приводит к лучшему и более эффективному сжиганию топлива. Энергия топлива используется более эффективно, а выбросы сокращаются.
Мы используем различные ступени впрыска в течение одного рабочего хода, что называется многократным впрыском. В зависимости от конструкции двигателя, оборотов и нагрузки в современных дизельных двигателях используется предварительный или двойной предварительный впрыск, основной впрыск и дополнительный впрыск.
Пилотный впрыск обеспечивает плавное сгорание, гарантируя, что чрезвычайно высокое давление, необходимое для сгорания, достигается более постепенно. Это значительно снижает шум сгорания и сокращает выбросы. Дополнительный впрыск способствует дальнейшему процессу сгорания, обеспечивая еще более низкие выбросы выхлопных газов.
Common rail — дизельное топливо третьего поколения с непосредственным впрыском топлива
Система Common Rail сохраняет давление впрыска в топливном резервуаре высокого давления, называемом «Common Rail», поскольку он питает все форсунки. В этой системе процессы создания давления и впрыска топлива разделены.
Линии соединяют все цилиндровые форсунки с общей топливной рампой параллельно, обеспечивая непрерывную подачу постоянного давления.
Преимущество системы Common Rail заключается в том, что топливо может подаваться под более высоким давлением, что обеспечивает лучшее смешивание с воздухом для более эффективного и чистого сгорания.
Это обеспечивает более высокую производительность в сочетании с улучшенным расходом топлива.
Все более высокое давление впрыска, которое делает дизельные двигатели чище и эффективнее, предъявляет высокие требования к системе Common Rail. В наших дизельных двигателях последнего поколения давление впрыска достигает 1800 бар. По этой причине мы сами изготавливаем рельсы и являемся первым автопроизводителем, который сделал это.
Сажевый фильтр
Наши современные дизельные двигатели намного чище старых двигателей. Одним из важных факторов являются их дизельные сажевые фильтры (DPF), которые очень эффективно сокращают выбросы, улавливая даже самые мелкие частицы сажи, образующиеся при сжигании дизельного топлива двигателем.
В результате окружающая среда становится чище, поскольку в атмосферу попадает меньше загрязняющих веществ. Фильтры последнего поколения работают без добавок. Это делает их необслуживаемыми в течение длительного времени: первоначальный осмотр обычно проводится только после 90 000 миль пробега.
Их срок службы зависит от таких факторов, как качество топлива, стиль вождения, использование и расход масла. В фильтре используется каталитическое покрытие, содержащее драгоценные металлы. Пассивная регенерация преобразует твердые частицы, содержащиеся в каталитическом нейтрализаторе, в CO2. Этот процесс происходит при температуре от 350 до 500°C и может протекать непрерывно, особенно если вы ездите на автомобиле в основном на длинные дистанции.
Фильтры последнего поколения работают без добавок. Это делает их необслуживаемыми в течение исключительно долгого времени: первоначальный осмотр обычно проводится только после 150 000 км пробега. Срок службы фильтра зависит от таких факторов, как качество топлива, стиль вождения, использование и расход масла.
Специалист по TDI | Portland, OR
Одной из особенностей, которая действительно отличает Volkswagen или Audi от других автомобилей, является двигатель с турбонаддувом и непосредственным впрыском (TDI). Традиционно дизельные двигатели всегда были больше и менее эффективны по сравнению с традиционными бензиновыми двигателями, но это изменилось с появлением двигателя TDI.
Turbo Direct Injection превращает дизельный двигатель в экономичную и мощную машину, позволяющую наслаждаться быстрой ездой без чрезмерного расхода топлива.
Непосредственный впрыск с турбонаддувом — это технология, сочетающая методы прямого впрыска топлива в цилиндр с турбонагнетателем. Volkswagen был пионером в области TDI, и сегодня имя TDI больше всего ассоциируется с двигателями Volkswagen и Audi. Из-за этого они извлекли выгоду из более высокой мощности и лучшей экономии топлива.
Как работает двигатель с турбонаддувом и непосредственным впрыском?
Общее понимание того, как работают двигатели с турбонаддувом и непосредственным впрыском, будет полезно, особенно при поиске подходящей автомастерской для ремонта TDI.
Обычно в дизельных двигателях используется непрямой впрыск дизельного топлива в камеру сгорания цилиндра автомобиля. TDI использует непосредственный впрыск, что означает, что топливо распыляется прямо в цилиндр для улучшения сгорания и работы автомобиля.
Во-вторых, сочетание турбонагнетателя и промежуточного охладителя повышает мощность двигателя. Вместо того, чтобы позволить воздуху поступать в камеру естественным образом, турбокомпрессор будет нагнетать воздух в цилиндр, чтобы максимизировать сгорание дизельного топлива внутри цилиндра. Охладитель охлаждает воздух и делает его более плотным, а это значит, что в сжатый воздух для сгорания можно впрыскивать больше топлива.
Поскольку в дизельных двигателях для сгорания используется сжатие топливно-воздушной смеси в сочетании со свечами накаливания, комбинация турбонагнетателя и промежуточного охладителя помогает вашему автомобилю получать больше мощности даже от небольшого двигателя.
Двигатели TDI обеспечивают высокую производительность
Многие инженеры считали, что дизельные двигатели жертвуют передаточным числом оборотов ради крутящего момента, и поэтому не считали их подходящими для такого рода применений. Уникальные новые идеи, предложенные Volkswagen и Audi, означали, что автомобилям с двигателями TDI не нужно жертвовать скоростью ради тягового усилия.
Audi произвела фурор в инженерном мире, когда их дизельный R10 с турбонаддувом выиграл «24 часа Ле-Мана» в 2006, 2007 и 2008 годах. Это был первый раз, когда автомобиль с дизельным двигателем выиграл главную гонку на выносливость в мире. Audi уже шокировала поклонников гонок, когда R10 выиграла в Себринге, штат Флорида, в марте 2006 года. Стало ясно, что двигатели TDI обеспечивают водителю высокую производительность.
Опытные технические специалисты TDI
Однако подобные инновационные решения имеют свою цену. Детали TDI, как правило, механически сложны, и для их работы требуются специалисты. В то время как непосредственный впрыск с турбонаддувом является чрезвычайно стабильной технологией, которая требует минимального обслуживания, все автомобили в конечном итоге нуждаются в некоторой доработке. Типичным механикам не хватает знаний и опыта работы с технологией TDI, но компания Hillside Imports из Портленда, штат Орегон, специализируется на двигателях такого типа.