Принцип работы tdi. Двигатели TDI - что это такое? Особенности, характеристика. Как работает наддув двигателя TDI

Использовались лишь на коммерческом транспорте. Такие моторы на легковушках - настоящая диковинка для российских автолюбителей. Ранее зарубежные производители (в том числе и VAG) официально и не поставляли такие моторы на отечественный рынок. Но сейчас стали появляться легковушки и кроссоверы от «Фольксвагена» с двигателем TDI. Что это такое? Рассмотрим в нашей статье.

Характеристика

Сперва отметим, что моторы с такой аббревиатурой встречаются не только на «Фольксвагенах».

Эти агрегаты есть и у «Ауди». Двигатели TDI - это моторы с турбированным дизельным впрыском (отсюда и аббревиатура). Также эти агрегаты отличаются непосредственной подачей топлива «Коммон Рейл».

Особенности

Главная особенность - это турбина, которой оснащается двигатель TDI. механизм, который обеспечивает принудительную подачу воздуха, увеличивая тем самым крутящий момент и мощность мотора. Но в отличие от других двигателей, 2.0 TDI имеет особую конструкцию турбины - с изменяемой геометрией. Чем она отличается от обычных компрессоров? Такая конструкция позволяет регулировать величину и направление потока отработавших газов. Это дает существенный прирост в мощности и высокую топливную экономичность. Так, с двух литров объема можно получить до 170 лошадиных сил мощности. А благодаря системе непосредственного впрыска расход топлива составляет порядка 5,5 литра в смешанном цикле.

Некоторые двигатели TDI в «Фольксвагене» оснащаются турбиной типа VNT.

Данная аббревиатура означает, что это компрессор с переменным соплом. Поставщиком таких турбин для «Фольксвагена» является «Гаррет». Конструкция данного узла предполагает наличие:

• Вакуумного привода.
• Механизма управления.
• Направляющих лопаток.

Последние созданы для изменения скорости потока отработавших газов. Это происходит за счет корректировки величины сечения канала. Так, лопатки могут проворачиваться вокруг своей оси на определенный угол. Это действие производится при помощи механизма управления. Он состоит из рычага и кольца. Срабатывание механизма обеспечивает вакуумный привод. Именно он воздействует на рычаг через специальную тягу. Вакуумный привод оснащен клапаном ограничения давления наддува. Он подключен к электронной системе управления двигателем. Механизм срабатывает от величины давления наддува и температуры воздуха на впуске.

TDI и «Ауди-ТТ»

ТТ - это одно из самых популярных купе от «Ауди». Ранее машина укомплектовывалась только бензиновыми силовыми установками. Дизельные агрегаты ранее считались «овощными» и обладали малой тягой. К тому же такому спортивному купе просто необходим был высокооборотистый мотор. Но после применения на «Ауди-ТТ» двигателя TDI все стереотипы развеялись.

Этот дизельный мотор обладал просто неимоверными характеристиками. При двух литрах рабочего объема он развивал 170 лошадиных сил мощности и целых 350 Нм крутящего момента. Это дало значительный прирост в динамике. До сотни машина разгонялась за 7 с половиной секунд. А максимальная скорость составляла 226 километров в час. И теперь самый главный момент - расход топлива. А потреблял данный агрегат на сотню всего 5,3 литра в смешанном режиме. Вы не поверите, но это и есть настоящие паспортные данные от завода-производителя.

Экологически чистый

Моторы линейки TDI держат лидирующие позиции на рынке уже 20 лет. На одном из них была реализована технология Clean Diesel. Она обеспечивает глубокую очистку выхлопных газов путем преобразования оксидов азота в водяной пар. Система уже реализована на практике и успешно используется в США с 2014 года. Мотор 3.0 TDI соответствует всем нормативам содержания вредных веществ в выхлопе. Выброс СО на один километр составляет всего 130 грамм.

В чем преимущества двигателя TDI?

Что это такое, мы уже выяснили. Теперь рассмотрим основные плюсы данных турбированных установок. Вообще, после вступления «Ауди» в концерн VAG, последний занял лидирующие позиции в списке производителей дизельных двигателей. Благодаря инновационным инженерным решениям, их двигатели отличаются:

• Высокой топливной экономичностью.
• Низким уровнем шума (практически не слышен на холостых).
• Высокими показателями динамики и крутящего момента.

Также данные силовые установки отвечают современным требованиям экологичности (стандарт выхлопов «Евро-6»). Существенный прирост мощности был достигнут благодаря особенной конструкции турбины. В отличие от других двигателей, от VAG способны работать под давлением 2 тысячи бар.

Современные аналоги выдают лишь 1300 Бар. Также в двигателях TDI инжектор объединен с насосом. Это позволяет обеспечить максимальный контроль над впрыском топлива.

Заключение

Итак, мы выяснили, какими особенностями обладает TDI-двигатель, что это такое и в чем его преимущества. На данный момент моторы TDI являются одними из самых мощных, бесшумных и безвредных для окружающей среды. Неудивительно, что они занимают лидирующие позиции на мировом рынке.

Двигатель TDI — это повышенная мощность при низком объеме вредных выбросов. Под аббревиатурой TDI (Turbo Diesel Injection) понимается дизельный силовой агрегат, который обладает повышенным крутящим моментом, незначительными топливными затратами и высокой мощностью. Какими же еще положительными сторонами и спецификой отличается подобный мотор?

Единственная модель Volkswagen, которая комплектуется TDI — Toaureg. Этот тип двигателя не самый популярный на автомобилях Volkswagen, в отличии от TSI. На , Passat СС, устанавливают сейчас (2016 года) только двигатели типа TSI. На Golf и кроме TSI устанавливают также MPI-двигатели.

Каждый современный мотор с турбонагнетателем, а также прямым впрыском в транспортных средствах «Volkswagen» помечают как TDI. Важной отличительной чертой для каждого такого мотора считается то, что топливный впрыск, который производится под повышенным давлением вместе с изменяющейся турбинной геометрией, дозволяет осуществлять сжигание предельно эффективно.

Во время применения технологии прямого топливного впрыска удается достичь уровня КПД максимум 45 процентов. В результате происходит преобразование значительной доли возможной топливной энергии в кинетическую, то есть в моторную мощность. Хотя для этого нужно, чтобы почти полностью и эффективно сгорало топливо. Достигается это с помощью особенной конфигурации камеры сгорания.

Главные положительные стороны TDI

Двигательное устройство TDI отличает экономное расходование. Важнейшими его положительными сторонами считаются:

• незначительное топливное потребление;
• небольшой объем выбросов вредоносных веществ;
• надобность лишь изредка проводить автосервисные работы и техобслуживание.

Непосредственно во время низких оборотов получается в значительной мере увеличить мощность до предельной вращательной частоты. Происходит улучшение показателей разгона, а заодно качества рабочей динамики. Повышенный крутящий момент заодно обеспечивает предельное удобство от вождения автомобиля, который оснащен двигательным устройством TDI.

Прямой либо предварительный топливный впрыск?

Двигатели с прямым топливным впрыском осуществляют довольно жесткое топливное сжигание. В итоге при охлажденном запуске, как правило, появляется отличительный гул. Во избежание этого дизельное топливо впрыскивается предварительно.

Перед главным циклом непосредственно в камеру сгорания происходит топливная подача в малом объеме. Давление в камере повышается не немедленно, а понемногу, поэтому сгорание становится «мягким».

Уменьшение вредоносных выбросов

После того, как топливо предварительно впрыскано, происходит постинжекционный процесс, приводящий к уменьшению выброса вредоносных веществ. Минимизируются азотные оксиды в выхлопе за счет того, что в камеру сгорания попадает немного топлива исходя от оборотов. Когда смешиваются воздух, который поглощается, а заодно выхлопные газы, в камере уменьшается температурный режим, поэтому происходит сокращение объема азотных оксидов.

Двигательный турбонагнетатель

В моторах TDI используется турбонагнетатель с изменяющейся геометрией, что дозволяет осуществлять сжимание воздуха, который поглощается. За счет этого увеличивается объем поглощаемого воздуха в камере. В итоге мощность мотора повышается при прежней объемности и на таких же оборотах.

Две турбины формируют устройство турбонагнетателя. Находящаяся в выпускном тракте турбина, начинает вращаться от исходящей массы выхлопных газов. Она начинает двигать компрессорное колесо, которое осуществляет сжатие воздуха непосредственно на впуске. Воздух, нагреваемый во время сжатия, подвергается охлаждению и затем поступает в камеру. Так как при снижении температурного режима объем воздуха также уменьшается, то и в камере его оказывается больше.

Изменение турбинной геометрии

Система VTG сегодня довольно успешно употребляется в моторах TDI. Во время малых оборотов и незначительном газовом объеме блок контроля меняет местоположение механических устремляющих лопастей, при которых происходит сужение диаметра. Это способствует ускорению газового потока и усилению давления. При повышении оборотов мотора происходит усиление выхлопного давления, поэтому блок контроля наоборот повышает трубопроводный диаметр. Подобные нагнетатели способствуют приданию дополнительной мощности мотору, уменьшая объем выбросов и увеличивая приемистость.

Двигатель TDI - это повышенная мощность при низком объеме вредных выбросов. Под аббревиатурой TDI (Turbo Diesel Injection) понимается дизельный силовой агрегат, который обладает повышенным крутящим моментом, незначительными топливными затратами и высокой мощностью. Какими же еще положительными сторонами и спецификой отличается подобный мотор?

Единственная модель Volkswagen, которая комплектуется TDI - полноприводный внедорожник Toaureg. Этот тип двигателя не самый популярный на автомобилях Volkswagen, в отличии от TSI. На Passat В8, Passat СС, Tiguan устанавливают сейчас (2016 года) только двигатели типа TSI. На Golf и Jetta кроме TSI устанавливают также MPI-двигатели.

Каждый современный мотор с турбонагнетателем, а также прямым впрыском в транспортных средствах «Volkswagen» помечают как TDI. Важной отличительной чертой для каждого такого мотора считается то, что топливный впрыск, который производится под повышенным давлением вместе с изменяющейся турбинной геометрией, дозволяет осуществлять сжигание предельно эффективно.

Во время применения технологии прямого топливного впрыска удается достичь уровня КПД максимум 45 процентов. В результате происходит преобразование значительной доли возможной топливной энергии в кинетическую, то есть в моторную мощность. Хотя для этого нужно, чтобы почти полностью и эффективно сгорало топливо. Достигается это с помощью особенной конфигурации камеры сгорания.

Renault Scenic 1,5 Dci K9K 101 л/с ›
Бортжурнал ›
Расшифровка информационных надписей бортового компьютера

INSERER LA CARTE Вставте карту
NIVERU HUILE CORRECT Уровень масла в норме
ECLAIRAGE AUTO OES FEUX OFF Функция автоматического включения приборов освещения отключена
ASR DECONNECTE Противопробуксовочная система отключена
CAPTEUR PNEU HORS SERVICE Датчик давления воздуха в шине не работает
PRESSION PNEUS A REAJUSTER Следует довести до нормы давления воздуха в шинах
FILTRE GAZOLE A CONTROLER Проверьте топливный фильтр
BOITE VITESSES A CONTROLER Проверьте коробку передач
CARTE NON DETECTEE Карта не распознана
PILE CARTE A CHANGER Следует заменить элемент питания карты
INJECTION DEFAILLANTE Неисправность системы впрыска топлива
CREVAISON CHANGER ROUE прокол замените колесо
SURCHAUFFE OU MOTEUR Перегрев двигателя
DIRECTION OEFAILLANTE Неисправность рулевого управления
DEFAILLANCE ELECTRONIOUE Неисправность электронных систем автомобиля
FREINAGE OEFAILLANT Неисправность тормозной системы
DEFAUT CHARGE BATTERIE Неисправность цепи заряда батареи
PRESSION HUILE DEFAILLANTE Низкое давление масла
FREIN PARKING DEFAILLANT Неисправность стояночного тормоза

ESSENGE параметры поездки
MOYENNE средний расход топлива
INSTANTANEE текуший расход топлива
AUTONOMIE расчетный запас хода на оставшемся в баке топливе
DISTANCE пройденый путь
MOYENNE средняя скорость
VIOANGE OANS 750…км пробег до предстоящей очередной замены масла
REGULATEUR заданная скорость для системы поддержания ограничения скорости
LIMITEUR заданная скорость для системы поддержания ограничения скорости
PAS DE MESSAGE MEMORISE бортовой журнал

VITESSE TROP ELEVEE Превышение запрограммированной максимальной скорости
PILE TELECOMMANDE USEE Вышел из строя элемент питания пульта ДУ
PORTE AVANT GAUCHE OUVERTE Открыта или плохо закрыта передняя левыя дверь
PORTE AVANT DROITE OUVERTE Открыта или плохо закрыта передняя правая дверь
PORTE ARRIERE GAUCHE OUVERTE Открыта или плохо закрыта задняя левыя дверь
PORTE ARRIERE DROITE OUVERTE Открыта или плохо закрыта задняя правая дверь
COFFRE OUVERT Открыта или плохо закрыта дверца багажного отделения
ROUE(S) DEGONFLEE(S) Спущена(ы) шина (ы)
NIV.LIQUIDE DE FREINS INSUFFISANT Низкий уровень тормозной жидкости
DEFAUT GRAVE SUSPENSION Серьезные неисправности в подвеске
TEMP. HUILE MOTEUR TROP ELEVEE Повышена температура масла в двигателе
TEMP. EAU MOTEUR TROP ELEVEE Повышена температура охлаждающей жидкости
RISQUE COLMATAGE FILTRE A PARTICULE Засорение защитного фильтра системы выхлопа
NIVEAU MINI ADDITIF GASOIL Минимальный уровень присадок дизтоплива
ROUE(S) CREVEE(S) Прокол колеса (колес)
COMPLETER NIVEAU EAU MOTEUR Доведите до нормы уровень охлаждающей жидкости
PRESSION HUILE MOTEUR INSUFFISANTE Низкое давление масла в системе смазки двигателя
COMPLETER NIVEAU HUILE MOTEUR Доведите до нормы уровень масла в двигателе
ANOMALIE ANTIPOLLUTION Повышено содержание вредных веществ в системе отработавших газов
PLAQUETTE DE FREINS USEES Изношены передние тормозные колодки
ANOMALIE BOITE AUTOMATIQUE Неполадки в работе АКПП
ANOMALIE ABS Неполадки в работе системы АБС
ANOMALIE FREINAGE Неполадки в работе тормозной системы
ANOMALIE AIRBAG Неполадки в работе подушек безопасности
PRESENCE EAU DANS FILTRE GASOIL Наличие воды в топливном фильтре дизельного двигателя
ANOMALIE CHARGE BATTERIEНеполадки в системе зарядки аккумуляторной батареи
DUBLIE FREIN A MAIN Автомобиль не снят со стояночного тормоза
DUBLIE CEINTURE DE SECURITE Не пристегнуты ремни безопасности
AIRBAG PASSAGER NEUTRALISE Отключена подушка безопасности переднего пассажира
COMPLETER LIQUIDE LAVE GLACE Доведите до нормы уровень жидкости в стеклоомывателе
VITESSE TROP ELEVEE Превышена запрограмированная максимальная скорость¸
DUBLI CLEF Забыт ключ в замке зажигания
DUBLI FEUX DE POSITION Не выключены габаритные огни
METTRE LEVIER BOITE AUTO POSITION Р Установите селектор АКПП в положение Р
NIVEAU CARBURANT FAIBLE Низкий уровень топлива
X CAPTEUR(S) PRESSION PNEU MANQUANT(S) Датчики давления шин не обнаруживают колесо(а)
SECURITE ENFANT ACTIVEE Включена система безопасности для перевозки детей
ECLAIRAGE AUTOMATIQUE ACTIVE Включена автоматическая система включения фар
ESSUYAGE AUTOMATIQUE ACTIVE Включена автоматическая система активации стеклоочистителей
ANOMALIE ANTIVOL ELECTRONIQUE Неполадки в работе системы электронного иммобилайзера
MODE ECONOMIE ACTIF Включен экономичный режим
RISQUE DE VERGLAS Опасность появления гололеда на дороге
DEFAUT CATALISEUR Неполадки в работе каталитического нейтрализатора отработавших газов
ESP/ASR HORS SERVICE Вышла из строя система ESP/ASR курсовой устойчивости/противозаносная система
ESP/ASR DESACTIVE отключена система ESP/ASR

Как расшифровываются: Cdi, Hdi, DCi, JTD, CRdi, D, TD, Tdi, Sdi?

Common rail с английского переводится дословно как общая магистраль

Diesel Injection — впрыск дизеля

Cdi- Common Diesel Injection -двигатель, произведенный концерном Мерседес, дизельный, с особой системой впрыска топлива неспосредственно в камеру сгорания, считается лучшим на текущий момент

принципы работы этого двигателя

Hdi- это дизельные двигатели Пежо, тем же впрыском прямо в камеру сгорания

немного про него, используется это обозначение, т.к. TDI-это запантентованная торговая марка (концерн АУди+шкода+сеат)

DCi — дизельный двигатель производства РЕНО, про него немного

JTD — это дизельный двигатель, разработанный в концерне ФИАТ, про него на английиском)

CRdi — прямой впрыск дизеля, это дизель КИА, разработан в Германии исслед центром Hyundai|KIA, производится в Словакии, Также был первым двигателем у Мерседеса, потом использовался у Хундая. подробности

D — использует компания БМВ для обозначения дизельных двигателей

Tdi- Дизельный двигатель,Турбированный

SDI — Атмосферный дизель (на VW)

>Какой двигатель лучше TDI или CDI

Характеристики дизельных двигателей TDI и CDI

На сегодняшний момент известна масса видов дизельных двигателей. Однако если вы намерены сделать выбор между такими агрегатами, как TDI и CDI, заранее следует сравнить их характеристики, чтобы принять правильное решение и получить в итоге именно то, что нужно.
Двигатель TDI (Turbocharged Direct Injection) был разработан немецкой компанией Volkswagen. Его основной отличительной чертой, помимо непосредственного впрыска, является наличие турбонагнетателя с изменяемой геометрией турбин. Система в целом гарантирует оптимизированное наполнение цилиндров, высокоэффективное сжигание топлива, экономичность и экологическую безопасность. Турбонаддув TDI-мотора координирует энергию потока отработавших газов и тем самым обеспечивает необходимое давление воздуха в обширном диапазоне частоты вращения двигателя.

Такие моторы считаются в достаточной мере надежными и непритязательными в использовании. При этом они обладают одной неприятной особенностью. Дело в том, что турбина TDI при высокой температуре эксплуатации (а она у потока отработавших газов составляет до 1000°C) и внушительной частоте вращения (примерно 200 тыс. оборотов в минуту) имеет небольшой ресурс, всего около 150 тыс. км пробега автомобиля. А вот сам двигатель может выдержать и до 1 млн. км.
«Дизель» CDI (Common Rail Diesel Injection) – результат работы концерна Mercedes-Benz. В нем впервые была применена инновационная система впрыска Common Rail. Она позволила значительно уменьшить расход топлива, а мощность была увеличена практически на 40 %. Стоит отметить, что CDI-моторы требуют значительных затрат в сервисном обслуживании, однако при достигнутом низком уровне износа деталей ремонт необходим гораздо реже. Казалось бы, система совершенна, но этот двигатель может быть чувствителен к некачественному топливу.
Впрочем, современные дизельные двигатели на самом деле мало чем отличаются, за исключением некоторых незначительных моментов. Так что однозначно ответить на вопрос, какой же в действительности двигатель лучше, нельзя. Необходимо руководствоваться собственными потребностями, вкусами и предпочтениями. Но сам по себе выбор дизельного двигателя – это уже однозначно правильное решение.

Моторы семейства TDI являются линейкой дизельных силовых агрегатов, которые производит немецкий автогигант Volkswagen. Дизельные двигатели, обозначенные аббревиатурой TDI (от англ. Turbocharged Direct Injection) представляют собой установки с турбокомпрессором и оборудованы системой непосредственного впрыска топлива. Указанные ДВС можно встретить на различных дизельных моделях автомобилей, производители которых входят в состав концерна WAG (Audi, Volkswagen, Skoda и т.д.)

История создания мотора TDI

Дизельный двигатель всегда привлекал различные компании своим нераскрытым до конца потенциалом. Основной задачей, которая ставилась перед инженерами, являлось превращение шумного, тихоходного и малооборотистого агрегата в такой мотор, который можно было бы с легкостью устанавливать в легковые авто. Результатом стало создание мощного, экономичного и экологичного дизеля, который по своим эксплуатационным характеристикам был максимально приближен к бензиновому силовому агрегату.

Первопроходцем в этом направлении стала компания Audi, которая в далеком 1980-м установила 1.6-литровый дизельный 54-сильный атмосферник под капот своей популярной модели Audi 80. Дальнейшее совершенствование и развитие технологий привело к тому, что уже в 1989 Audi первыми в мире наладили и запустили в массовое производство компактный, тяговитый и мощный турбодизельный двигатель, который получил широко известное сегодня обозначение TDI.

Первый TDI представлял собой дизельный двигатель с 5 цилиндрами, имел рабочий объем 2.5 литра, оснащался турбонаддувом с интеркулером (система промежуточного охлаждения нагнетаемого воздуха). Максимальная мощность этого мотора составляла 120 л.с. Показатель крутящего момента находился на отметке 256 Нм и достигался при выходе на 2250 об/ мин.

С момента появления на рынке данный силовой агрегат стал достаточно востребованным, так как представлял собой достойную альтернативу не только дизелям других производителей, но и вполне был способен составить конкуренцию моторам на бензине. TDI от Ауди обеспечивал прекрасную динамику, при этом расход топлива был существенно ниже по сравнению с другими аналогами.

Особенности и преимущества двигателя TDI

После вхождения Audi в состав WAG, концерн Volkswagen занял первые позиции в списке производителей дизельных двигателей. Инновационные инженерные решения и наработанные технологии производства обеспечили моторам TDI:

• низкий уровень шума при работе;
• высокий показатель крутящего момента;
• небольшой расход топлива;
• снижение токсичности отработавших газов;

Сегодня дизельный двигатель TDI сравнительно с аналогами имеет ряд преимуществ, среди которых отдельно выделяют топливную экономичность и КПД. Одним из основных плюсов заслуженно считается более высокое давление впрыска сравнительно с производительностью других систем. Давление впрыска в моторах TDI находится на отметке 2050 бар, тогда как аналоги выдают всего 1350 бар.

В TDI инжектор объединен с насосом, что позволяет реализовать максимальный контроль над всеми процессами топливного впрыска. Такое решение обеспечивает двигателю TDI высокий крутящий момент, а также эластичную работу данного дизеля на разных режимах. Благодаря данной системе топливоподачи сам процесс сгорания дизтоплива в моторах ТДИ более равномерный и происходит «деликатно», то есть с минимальными ударными нагрузками. По этой причине существенно снизился уровень шума во время работы дизеля, а также упало содержание оксида азота в отработавших газах. Другими словами, дизельный TDI двигатель является мощным, тихим, наименее вредным для окружающей среды и самым экономичным мотором среди доступных на рынке дизельных силовых агрегатов.

Топливный впрыск в моторах TDI

На ранних этапах развития дизельных ДВС давление в системе, которая предполагает наличие ТНВД в связке с простыми механическими форсунками, составляло всего 20-40 Бар. Современный дизель имеет давление на минимальной отметке в 1600 Бар и выше. Тенденция к увеличению давления впрыска топлива связана с тем, что дизельные двигатели отличаются очень коротким временем, которое отводится на процесс смесеобразования.

Если коленвал вращается на 2000 об/мин, тогда на смешивание порции дизтоплива с воздухом выделяется всего 3-4 миллисекунды. Увеличение частоты вращения коленчатого вала еще более сокращает этот временной отрезок. Также приготовление однородной топливно-воздушной смеси становится возможным только благодаря увеличению давления впрыска. В случае с низким давлением топливная смесь будет некачественной, процесс сгорания отличается низкой эффективностью. Результатом становится повышение токсичности выхлопа дизеля и низкий КПД.

Ранее за топливный впрыск на дизеле отвечал ТНВД, который работает в паре с механическими форсунками, сегодня на дизельные моторы ставятся системы Common Rail. Так как процесс горения в дизеле является взрывом от контакта порции солярки с разогретым на такте сжатия воздухом, то время впрыска очень ограничено.

ТНВД в современном дизеле попросту создает давление в общей магистрали, а пьезоинжекторы (пьезоэлектрические форсунки) TDI способны впрыскивать четко определенное количество дизтоплива в цилиндры дизельного двигателя за очень короткий промежуток времени (менее чем за 0,2 миллисекунды) по команде ЭБУ.

Также в отдельных конструкциях систем питания дизельных ДВС можно встретить так называемые насос-форсунки. Это означает, что каждая инжекторная форсунка оборудована собственным насосом высокого давления. Получается, развитие дизельных технологий сегодня сводится к увеличению давления впрыска и максимальной эффективности работы системы турбонаддува. Так удается решить главные задачи: увеличить мощность и снизить уровень токсичности отработавших газов.

Турбонаддув TDI: турбина с изменяемой геометрией

От эффективности работы турбоанддува TDI в значительной мере зависит не только динамика, но и экономичность наряду с экологичностью. Правильное наддува воздуха должно быть реализовано в максимально широком диапазоне. По этой причине на моторы TDI ставится турбокомпрессор с изменяемой геометрией турбины.

Ведущие производители турбин в мире используют следующие названия:

• Турбина VGT (от англ. Variable Geometry Turbocharger, что означает турбокомпрессор с изменяемой геометрией). Производится BorgWarner.
• Турбокомпрессор для дизеля VNT (от англ. Variable Nozzle Turbine, что означает турбина с переменным соплом). Это название использует фирма Garrett.

Турбонагнетатель с изменяемой геометрией отличается от обычной турбины тем, что имеет возможность регулировки как направления, так и величины потока отработавших газов. Данная особенность позволяет добиться наиболее подходящей частоты вращения турбины применительно к конкретному режиму работы ДВС. Производительность компрессора в этом случае сильно повышается.

Например, турбина VNT имеет в основе конструкции специальные направляющие лопатки. Дополнительно имеется механизм управления, а также отмечено наличие вакуумного привода. Указанные лопатки турбины производят поворот на необходимый угол вокруг свой оси, тем самым способны менять скорость и направление потока выхлопа. Это происходит благодаря изменению величины сечения канала.

Механизм управления отвечает за поворот лопаток. Конструктивно механизм имеет кольцо и рычаг. На рычаг оказывает воздействие вакуумный привод, который управляет работой механизма посредством специальной тяги. Вакуумный привод управляется отдельным клапаном, который ограничивает давление наддува. Клапан является составным элементом электронной системы управления ДВС и срабатывает зависимо от показателей величины давления наддува. Эта величина измеряется отдельными датчиками:

• температурный датчик, который измеряет температуру воздуха на впуске;
• датчик давления наддува;

Другими словами, турбонаддув на TDI работает так, чтобы давление наддувочного воздуха всегда было оптимальным на разных оборотах двигателя. Фактически, турбина дозирует энергию потока отработавших газов.

1. Как известно, на низких оборотах двигателя скорость потока (энергия) выхлопа является достаточно низкой. В таком режиме направляющие лопатки обычно закрыты, чем достигается минимальное сечение в канале. В результате прохождения через такой канал даже небольшое количество газов более эффективно крутит турбину, заставляя компрессорное колесо вращаться заметно быстрее. Получается, турбокомпрессор обеспечивает большую производительность на низких оборотах.
2. Если водитель резко нажимает на газ, тогда у обычной турбины возникает эффект так называемой «турбоямы». Под турбоямой следует понимать задержку отклика на нажатие педали газа, то есть не моментальный прирост мощности, а подхват после небольшой паузы. Такая особенность обусловлена инерционностью системы турбонаддува, в результате чего потока газов оказывается недостаточно в момент резкого увеличения оборотов коленвала. В турбинах с изменяемой геометрией направляющие лопатки осуществляют свой поворот с определенной задержкой, что позволяет поддерживать нужное давление наддува и практически избавиться от турбоямы.
3. При езде на высоких и приближенных к максимальным оборотах двигателя отработавшие газы имеют максимум энергии. Чтобы предотвратить создание избыточного давления наддува лопатки в турбинах с изменяемой геометрией поворачиваются так, чтобы мощный поток газов двигался по широкому каналу с наибольшим поперечным сечением.

Рекомендуем также прочитать статью о сроке службы турбин на дизеле. Из этой статьи вы узнаете о ресурсе данного агрегата сравнительно с бензиновыми аналогами, а также получите возможность ознакомиться с основными советами и рекомендациями для увеличения ресурса турбины дизельного двигателя.

Относительно малый ресурс турбокомпрессора связан с тем, что на TDI ставятся исключительно турбины с изменяемой геометрией. Турбокомпрессор во время работы двигателя раскручивается до 200 тыс. об/мин и постоянно взаимодействует с потоком разогретых до 1000 градусов по Цельсию выхлопных газов. Такие температурные и механические нагрузки, а также индивидуальные особенности конструкции указанных турбин сравнительно быстро приводят к необходимости ремонта или замены турбокомпрессора.

Первичные двигатели

Первыми первичными двигателями стали парус и водяное колесо. Парусом пользуются уже более 7 тысяч лет.

Водяное колесо - норию широко применяли для оросительных систем в странах Древнего мира: Египте, Китае, Индии. Водяные и ветряные колёса широко использовались в Европе в средних веках как основная энергетическая база мануфактурного производства.

Паровые машины

Основная статья: Паровая машина

В середине XVII века были сделаны первые попытки перехода к машинному производству, потребовавшие создания двигателей, не зависящих от местных источников энергии (воды, ветра и прочего). Первым двигателем, в котором использовалось тепловая энергия химического топлива, стала пароатмосферная машина, изготовленная по проектам французского физика Дени Папена и английского механика Томаса Севери. Эта машина была лишена возможности непосредственно служить механическим приводом, к ней «прилагалось в комплект» водяное мельничное колесо (по-современному говоря, гидротурбина), которое вращала вода, выжимаемая паром из парового котла в резервуар водонапорной башни. Котел то подогревался паром, то охлаждался водой: машина действовала периодически.

В 1763 году русский механик Иван Иванович Ползунов изготовил по собственному проекту стационарную паровую машину непрерывного действия. В ней были сдвоены два цилиндра, поочерёдно заполнявшиеся паром, и также подающими воду на башню, но - постоянно.

К 1784 году английский механик Джеймс Уатт создал более совершенную паровую машину, названную универсальным паровым двигателем. Уатт с детства работал подручным на машине конструкции Севери. В его задачу входило постоянно переключать краны подачи пара и воды на котел. Эта однообразная работа изрядно надоела изобретателю и побудила изобрести как поршень двойного хода, так и автоматическую клапанную коробку (потом и центробежный предохранитель). В машине был предусмотрен в цилиндре жесткий поршень, по обе стороны которого поочередно подавался пар. Все происходило в автоматическом режиме и непрерывно. Поршень вращал через кривошипно-шатунную систему маховик, обеспечивающий плавность хода. Паровая машина могла теперь стать приводом различных механизмов и перестала быть привязана к водонапорной башне. Элементы, придуманные Уаттом, входили в той или иной форме во все паровые машины. Паровые машины совершенствовали и применяли для решения различных технических задач: привода станков, судов, экипажей для перевозки людей по дорогам, локомотивов на железных дорогах. К 1880 году суммарная мощность всех работавших паровых машин превысила 26 млн кВт (35 млн л. с.).

Двигатель Стирлинга

В 1816 шотландец Роберт Стирлинг предложил двигатель внешнего сгорания, называемый сейчас его именем Двигатель Стирлинга. В этом двигателе рабочее тело (воздух или иной газ) заключен в герметичный объём. Здесь осуществлен цикл по типу цикла Севери («до-Уаттовского»), но нагрев рабочего тела и его охлаждение производятся в различных объёмах машины и сквозь стенки рабочих камер. Природа нагревателя и охладителя для цикла не имеют значения, а потому он может работать даже в космосе и от любого источника тепла. КПД созданных сейчас стирлингов невелик. Теоретически он должен раза в 2 превышать КПД для ДВС, а практически - это примерно одинаковые величины. Но у стирлингов есть ряд других преимуществ, которые способствовали развитию исследований в этом направлении.

Паровая турбина

Рисунки, изображающие крыльчатое колесо, вращающееся под воздействием потока пара, известны с древних времён. Однако практические конструкции паровой турбины были созданы лишь во второй половине XIX века, благодаря развитию конструкционных материалов, позволивших достичь высоких скоростей вращения.

В 1889 году шведский инженер Карл Густав де Лаваль предложил использовать расширяющееся сопло и быстроходную турбину (до 32000 об/мин), а, независимо от него, ещё в 1884 году англичанин Чарлз Алджернон Парсонс изобрёл первую пригодную для промышленного применения реактивную турбину (более тихоходную), способную вращать судовой винт. Паровые турбины стали применять на морских судах, а с начала XX века на электростанциях. В 1960-х годах их мощность превысила 1000 МВт в одном агрегате.

Двигатель внутреннего сгорания

Основная статья: Двигатель внутреннего сгоранияСхема работы 4-тактного двигателя внутреннего сгорания

Проект первого двигателя внутреннего сгорания (ДВС) принадлежит известному изобретателю часового анкера Христиану Гюйгенсу и предложен ещё в XVII веке. Интересно, что в качестве топлива предполагалось использовать порох, а сама идея была подсказана артиллерийским орудием. Все попытки Дени Папена (упомянутого выше, как создатель первой паровой машины) построить машину на таком принципе, успехом не увенчались. Первый надёжно работавший ДВС сконструировал в 1860 году французский инженер Этьен Ленуар. Двигатель Ленуара работал на газовом топливе. Спустя 16 лет немецкий конструктор Николас Отто создал более совершенный 4-тактный газовый двигатель. В этом же 1876 году шотландский инженер Дугальд Кларк испытал первый удачный 2-тактный двигатель. Совершенствованием ДВС занимались многие инженеры и механики. Так, в 1883 году немецкий инженер Карл Бенц изготовил использованный им в дальнейшем 2-тактный ДВС. В 1897 году его соотечественник и тоже инженер Рудольф Дизель предложил ДВС с воспламенением рабочей смеси в цилиндре от сжатия воздуха, названный впоследствии дизелем.

В XX веке ДВС стал основным двигателем в автомобильном транспорте. В 1970-х годах почти 80 % суммарной мощности всех существовавших ДВС приходилось на транспортные машины (автомобили, трактора и прочее). Параллельно шло совершенствование гидротурбин, применявшихся на гидроэлектростанциях. Их мощность в 1970-х годах превысила 600 МВт.

В первой половине XX века создали новые типы первичных двигателей: газовые турбины, реактивные двигатели, а в 1950-х и ядерные силовые установки. Процесс совершенствования и изобретения первичных двигателей продолжается.

Вторичные двигатели

Электродвигатели

В 1834 году русский учёный Борис Семёнович Якоби (так писалось его имя в русской транскрипции) создал первый пригодный для практического использования электродвигатель постоянного тока.

В 1888 году сербский студент и будущий великий изобретатель Никола Тесла высказал принцип построения двухфазных двигателей переменного тока, а год спустя русский инженер Михаил Осипович Доливо-Добровольский создал первый в мире 3-фазный асинхронный электродвигатель, ставший наиболее распространённой электрической машиной.

Пневмодвигатели и гидромашины

Пневмодвигатели и гидромашины, соответственно, работают от сетей (баллонов) высокого давления воздуха или жидкости преобразуя гидравлическую (пневматическую) энергию насосов. Их широко применяют в качестве исполнительных механизмов в различных устройствах и системах. Так, созданы пневмолокомотивы (особенно пригодны для работ во взрывоопасных условиях, например в шахтах, где тепловые двигатели не применимы из-за температурных условий, а электрические - из-за искр при коммутации), с помощью гидромашин осуществляется привод гусениц в некоторых типах тракторов и танков, перемещение рабочих органов бульдозеров и экскаваторов. Всё разнообразнее конструкции экологически чистых городских автомобилях на пневмоприводах, предлагаемых инженерами разных стран. Вторичные двигатели играют большую роль в технике, однако их мощность относительно невелика. Их также широко применяют и в миниатюрных и сверхминиатюрных устройствах.

Классификации

По источнику энергии

Двигатели могут использовать следующие типы источников энергии:

• электрические;
  • постоянного тока (электродвигатель постоянного тока);
  • переменного тока (синхронные и асинхронные);
• электростатические;
• химические;
• ядерные;
• гравитационные;
• пневматические;
• гидравлические;
• лазерные.

По типам движения

Получаемую энергию двигатели могут преобразовывать к следующим типам движения:

• вращательное движение твёрдых тел;
• поступательное движение твёрдых тел;
• возвратно-поступательное движение твёрдых тел;
• движение реактивной струи;
• другие виды движения.

Электродвигатели, обеспечивающие поступательное и/или возвратно-поступательное движение твёрдого тела;

• линейные;
• индукционные;
• пьезоэлектрические.

Некоторые типы электроракетных двигателей:

• ионные двигатели;
• стационарные плазменные двигатели;
• двигатели с анодным слоем;
• радиоионизационные двигатели;
• коллоидные двигатели;
• электромагнитные двигатели и др.

По устройству

Двигатели внешнего сгорания - класс двигателей, где источник тепла или процесс сгорания топлива отделены от рабочего тела:

• поршневые паровые двигатели;
• паровые турбины;
• двигатели Стирлинга;
• паровой двигатель.

Двигатели внутреннего сгорания - класс двигателей, у которых образование рабочего тела и подвод к нему тепла объединены в одном процессе и происходят в одном технологическом объёме:

• двигатели с герметично запираемыми рабочими камерами (поршневые и роторные ДВС);
• двигатели с камерами, откуда рабочее тело имеет свободный выход в атмосферу (газовые турбины).

По типу движения главного рабочего органа ДВС с запираемыми рабочими камерами делятся на ДВС с возвратно-поступательным движением (поршневые) (делятся на тронковые и крецкопфные) и ДВС с вращательным движением (роторные), которые по видам вращательного движения делятся на 7 различных типов конструкций. По типу поджига рабочей смеси ДВС с герметично запираемыми камерами делятся на двигатели с принудительным электрическим поджиганием (калильным или искровым) и двигатели с зажиганием рабочей смеси от сжатия (дизель).

По типу смесеобразования ДВС делятся на: с внешним смесеобразованием (карбюраторные) и с непосредственным впрыском топлива в цилиндры или впускной коллектор (инжекторные). По типу применяемого топлива различают ДВС работающие на бензине, сжиженном или сжатом природном газе, на спирте (метаноле) и пр.

Реактивные двигатели

Воздушно-реактивные двигатели:

• прямоточные реактивные (ПВРД);
• пульсирующие реактивные (ПуВРД);
• газотурбинные двигатели:
  • турбореактивные (ТРД);
  • двухконтурные (ТРДД);
  • турбовинтовые (ТВД);
  • турбовинтовентиляторные ТВВД;

Ракетные двигатели

• жидкостные ракетные двигатели;
• твердотопливные ракетные двигатели;
• ядерные ракетные двигатели;
• некоторые типы электроракетных двигателей.

По применению

В связи с принципиально различными требованиями к двигателю в зависимости от его назначения, двигатели идентичные по принципу действия, могут называться «корабельными», «авиационными», «автомобильными» и тому подобными.

Категория «Двигатели» в патентоведении одна из наиболее активно пополняемых. В год по всему миру подаётся от 20 до 50 заявок в этом классе. Часть из них отличаются принципиальной новизной, часть - новым соотношением известных элементов. Новые же по конструкции двигатели появляются очень редко.

Впервые конструкция двигателя, функционирующего на основании принципа самовоспламенения топлива под действием разогретого при сжатии воздуха, была запатентована Рудольфом Дизелем в 1892 году. Дебютные двигатели были приспособлены для работы на растительных маслах и легких продуктах нефти, а в 1898 году они уже могли работать на сырой нефти. Производители пассажирских автомобилей обратили внимание на дизельные двигатели только в 70-е годы 20 века, когда значительно выросли цены на топливо.

Преимущества дизельного двигателя

С тех времен дизельные двигатели значительно усовершенствовались и удачно используются в различных комплектациях автомобилей. Многие автолюбители предпочитают «дизели» обычным бензиновым двигателям, поскольку первые более экономичны (расходуют до 30 % меньше топлива, которое в разы дешевле различных видов бензинов) и обладают более высоким крутящим моментом. И это даже при том, что автомобили, оснащаемые «дизелями» имеют гораздо большую стоимость. Да и сами двигатели обладают увеличенным весом и размером за счет того, что призваны выдерживать колоссальные нагрузки.

Характеристики дизельных двигателей TDI и CDI

На сегодняшний момент известна масса видов дизельных двигателей. Однако если вы намерены сделать выбор между такими агрегатами, как TDI и CDI, заранее следует сравнить их характеристики, чтобы принять правильное решение и получить в итоге именно то, что нужно.

Двигатель TDI (Turbocharged Direct Injection) был разработан немецкой компанией Volkswagen. Его основной отличительной чертой, помимо непосредственного впрыска, является наличие турбонагнетателя с изменяемой геометрией турбин. Система в целом гарантирует оптимизированное наполнение цилиндров, высокоэффективное сжигание топлива, экономичность и экологическую безопасность. Турбонаддув TDI-мотора координирует энергию потока отработавших газов и тем самым обеспечивает необходимое давление воздуха в обширном диапазоне частоты вращения двигателя.

Такие моторы считаются в достаточной мере надежными и непритязательными в использовании. При этом они обладают одной неприятной особенностью. Дело в том, что турбина TDI при высокой температуре эксплуатации (а она у потока отработавших газов составляет до 1000°C) и внушительной частоте вращения (примерно 200 тыс. оборотов в минуту) имеет небольшой ресурс, всего около 150 тыс. км пробега автомобиля. А вот сам двигатель может выдержать и до 1 млн. км.

«Дизель» CDI (Common Rail Diesel Injection) – результат работы концерна Mercedes-Benz. В нем впервые была применена инновационная система впрыска Common Rail. Она позволила значительно уменьшить расход топлива, а мощность была увеличена практически на 40 %. Стоит отметить, что CDI-моторы требуют значительных затрат в сервисном обслуживании, однако при достигнутом низком уровне износа деталей ремонт необходим гораздо реже. Казалось бы, система совершенна, но этот двигатель может быть чувствителен к некачественному топливу.

Впрочем, современные дизельные двигатели на самом деле мало чем отличаются, за исключением некоторых незначительных моментов. Так что однозначно ответить на вопрос, какой же в действительности двигатель лучше, нельзя. Необходимо руководствоваться собственными потребностями, вкусами и предпочтениями. Но сам по себе выбор дизельного двигателя – это уже однозначно правильное решение.

На сегодняшний день экономичность является наиболее важным пунктом, который влияет на покупку автомобиля. Под экономичностью подразумевается меньший расход топлива и более длительный срок службы силового агрегата.

При решении этого вопроса на первый план выходит борьба между дизелем и бензином. Существует достаточное количество плюсов и минусов как у одного вида двигателя, так и у другого. В то же время можно сказать, что дизельные двигатели позволяют на 25-50% уменьшить расход топлива, а также их срок жизни более долог, по сравнению с бензиновыми вариантами.

Дизель или бензин?

Конечно, надо отметить, что популярность дизельных агрегатов в России несколько меньше, чем в Европе. Хотя поклонники есть, и их количество продолжает увеличиваться. Европейский спрос достаточно велик и поэтому автоконцерны постоянно совершенствуют дизельные двигатели. Стремление к улучшению показаний силовых агрегатов привело к тому, что на рынке появились дизели, которые имеют некоторые отличия в конструкции. Среди них наиболее известны дизели под аббревиатурами HDI, TDI, SDI. Поэтому попытаемся ответить на вопрос: в чем разница дизельных двигателей HDI, TDI, SDI?

Что касается маркировки, то символы DI обозначают использование системы, которая основана на в камеру сгорания. Принцип работы основан на том, что форсунки имеют общий канал, куда поступает топливо под высоким давлением. Обозначения HDI и SDI подразумевают отсутствие , то есть данные дизели называются атмосферными. В свою очередь, силовые агрегаты с маркировкой TDI отличаются наличием турбонаддува, что существенно увеличивает КПД двигателя.

Двигатель HDI

Дизельные двигатели с аббревиатурой HDI являются разработкой такого автомобильного гиганта, как PSA Peugeot Citroen. В этих силовых агрегатах используется система Common Rail. Данная система, которая определяется прямым впрыском топлива в камеру сгорания, позволила уменьшить расход топлива на 15%, увеличить мощность на 40%, а шум снизить на 10дБ. HDI-двигатели отличаются более продолжительным сроком службы. Так, диагностика на СТО предусматривается из расчета один раз на 30 тыс. км. Также стоит отметить, что ремень ГРМ и ремни навесных агрегатов остаются функциональными на весь период эксплуатации двигателя.

Двигатель TDI

Как уже говорилось, TDI-двигатели используют турбонаддув, что позволяет нарастить мощность. При этом экономичность находится на высоком уровне, а чистота выхлопа соответствует стандартам. Впервые данные двигатели стали использоваться концерном Volkswagen. Они отличаются неприхотливостью в эксплуатации и надежностью. Хотя надо сказать, что присутствует такой недостаток, как малый ресурс турбины, который рассчитан на 150 тыс. км. Правда, сам двигатель обладает ресурсом в один миллион километров.

Двигатель SDI

Если перспектива дорогостоящего ремонта не прельщает, то в данном случае стоит обратить внимание на SDI-двигатели. Силовые агрегаты этой модификации отличаются устойчивостью к большим пробегам, а также они обладают высокой надежностью, что связано с простотой их конструкции.

В настоящее время технологии TDI, HDI, SDI основываются на системе Common Rail третьего поколения. Третье поколение отличается тем, что стали использовать пьезоэлектрические инжекторы, которые позволяют более точно производить впрыск, а также было повышено давление подачи топлива. В принципе, двигатели данных маркировок имеют минимум отличий, а их символика является определителем производителя силовых агрегатов. Поэтому победителя в трех данных номинациях выделить трудно. Единственный вывод заключается в том, что выбор дизеля оправдан и перспективен.

Главная » Эксплуатация » Принцип работы tdi. Двигатели TDI - что это такое? Особенности, характеристика. Как работает наддув двигателя TDI