С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Что такое tdi двигатель

Что такое tdi двигатель


Особенности двигателя TDI в автомобилях Volkswagen

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.

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.

Технология двигателя TDI - особенности конструкции и принципы работы

Технология двигателей TDI (Turbocharged Direct Injection) основана на турбонагревателе и непосредственном впрыске топлива. Говоря простым языком — современный дизельный двигатель с продвинутой системой турбонаддува.

Двигатель и технология разработана концерном Volkswagen и в настоящий момент используется в новых моделях. Данные двигатели обладают хорошей динамикой, отличной экономичностью и экологичностью. Для создания оптимального давления турбонаддува, в двигателе применяется турбокомпрессор с изменяемой геометрией турбины. Это позволило поддерживать оптимальное давление в широком диапазоне скоростных режимов (оборотов двигателя).

Схема турбонаддува двигателя TDI

Турбонагреватель с изменяемой геометрией, в отличии от обычного компрессора, способен регулировать величину потока отработанных газов и их направление. Благодаря этому, получается достигнуть оптимальной частоты вращения турбины и производительности компрессора.

В двигателе используется VNT-турбина, которая объединяет в себе: направляющие лопатки, вакуумный привод и механизм управления.

Схема турбины с изменяемой геометрией (VNT-турбина)

Для регулировки величины потока отработанных газов и их направление, как раз и используются направляющие лопатки, за счет изменения величины сечения канала, можно изменить скорость и направление потока газов. Сами лопатки, просто поворачиваются под определенным углом вокруг своей оси, это и позволяет проводить регулировку.

Механизм, который производит управления лопатками, состоит из кольца и рычага. Для того, что бы механизм начал управлять лопатками, нужен вакуумный привод. Он будет воздействовать на рычаг управления через тягу. Сам вакуумный привод, управляется клапаном ограничения давления наддува. Клапан подключен к системе управления двигателем. Работа клапана зависит от показаний датчиков: датчик давления наддува и датчик температуры воздуха на впуске.

Принцип работы наддува двигателей TDI

Принцип похож на двигатели с технологией TSI. Сохраняя оптимальное давление наддува в широком диапазоне оборотов двигателя, получается достигнуть номинальный крутящий момент в как на низких оборотах, так и на высоких. Все это достигается, за счет регулирования потока энергии отработанных газов.

При низких оборотах двигателя энергия отработанных газов не очень большая. Для достижения большей производительности турбокомпрессора, направляющие лопатки находятся в закрытом положении, это позволяет снизить площадь канала, по которому движутся отработанные газы, в следствии чего поток усиливается и заставляет турбину вращаться быстрее, следовательно быстрее вращается колесо компрессора, и производительность турбокомпрессора возрастает.

При резком увеличении оборотов двигателя, нужно сохранить оптимальное давления, для этого направляющие лопатки поворачиваются под определенным углом увеличивая пространство канала. Так как энергии отработанных газов уже не хватает, но для того, что бы избежать «турбоямы», поворот происходит с некоторой задержкой.

При высоких оборотах двигателя, направляющие лопатки находятся в максимальном положении угла. Это позволяет обеспечить оптимальное давление, путем увеличения площади канала до максимального, также это позволяет предотвратить появление избыточного давление, что могло бы привести к поломке двигателя.

Какой двигатель лучше TDI или CDI — DRIVE2

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.

TDI Power — движущая сила. Всё, что нужно знать о двигателе TDI

Густой черный дым из выхлопной трубы, грязная ветошь и неприятный запах — давно в прошлом. Дизельные моторы сегодня — это экономичность, чистота, высокая мощность и уникальные динамические характеристики, которые позволяют дизельным автомобилям TDI выигрывать не только «светофорные» гонки, но и престижные кольцевые, в числе которых «24 часа Ле Мана». Так в чем же прелесть современного дизельного мотора и чем он отличается от своих «древних» собратьев?

Начнем с истоков. Сам по себе дизельный мотор не такой уж и древний — патент на двигатель внутреннего сгорания с «воспламенением от сжатия» был получен немецким изобретателем Рудольфом Дизелем в 1893 году, то есть спустя 33 года после изобретения самого двигателя внутреннего сгорания, работавшего, кстати, не на бензине, а на газе. Суть изобретения Дизеля заключалась в том, что топливо воспламенялось не от искры, а вследствие высокой температуры воздуха в цилиндре. В разогретый посредством сжатия воздух подавалось дизельное топливо, которое самопроизвольно воспламенялось. Но изобретение Рудольфа Дизеля нашло применение не сразу, а первый экспериментальный двигатель и вовсе взорвался, чудом не убив собиравших его механиков. Однако работы не прекращались, и вскоре появились работоспособные установки, которыми заинтересовались во многих отраслях промышленности. Из-за огромных размеров и массы первые дизельные двигатели были стационарными, затем их стали использовать в судостроении, и лишь в 1924 году дизель был установлен на грузовые автомобили, работающие на «тяжелом топливе». При плотности 0,85 г/см3 дизтопливо действительно тяжелее бензина, плотность которого составляет 0,72-0,75 г/см3.

Эти устройства впрыскивают четко дозированное количество топлива в цилиндры двигателя менее чем за 0,2 миллисекунды. Для сравнения: человеческому веку требуется 200 миллисекунд для того, чтобы моргнуть.

Литр на 100 км

История дизельных моторов Audi началась в 1980 году, когда под капотом Audi 80 появился атмосферный 54-сильный дизель объемом 1,6 литра. Затем инженеры и конструкторы компании взялись за решение самой сложной задачи: разработать компактный и мощный дизельный двигатель с прямым впрыском. В 1989 цель была достигнута и в производство запустили первый в мире турбодизельный двигатель, получивший обозначение TDI. Пятицилиндровый агрегат объемом 2,5 литра с турбонаддувом и промежуточным охлаждением нагнетаемого воздуха имел мощность 120 л.с. и обеспечивал крутящий момент 256 Нм при 2250 оборотах в минуту.

Турбодизельные двигатели сразу же начали пользоваться успехом. Новая на тот момент технология значительно опережала достижения конкурентов как по динамике езды, так и по расходу топлива.

Современные двигатели TDI практически ни в чем не уступают своим бензиновым собратьям. А в чем-то даже превосходят их.

Компания Audi доказала потрясающую экономичность первого TDI, организовав зрелищное путешествие, которое побило все рекорды экономии топлива. Автомобиль Audi 100 TDI проехал 4 814,4 километра по девяти европейским странам на одном топливном баке. При средней скорости 60,2 км/ч средний расход топлива составил всего лишь 1,76 л на 100 километров!

Как это работает

Процесс сгорания топлива в цилиндре дизельного мотора — это своего рода взрыв. Взрыв управляемый, высокоточный. Точность этого взрыва на многих моторах обеспечивается механическим устройством, именуемым топливным насосом высокого давления (ТНВД). Такие насосы, работая в паре с обычными пружинными форсунками, впрыскивают топливо в цилиндры под давлением 20-40 Бар.

Эволюция дизельных моторов в конце концов привела к тому, что ТНВД лишь создает давление в общей топливной магистрали, а моментом впрыска управляет электроника — механические форсунки уступили место пьезоэлектрическим. Такая система питания получила название Common Rail (в дословном переводе с английского — общая магистраль). А на некоторых моторах применяются еще и насос-форсунки. То есть давление в каждой форсунке, впрыскивающей топливо в цилиндр по команде электроники, создает свой маленький насос. Насос маленький, а давление большое — в современных моторах оно составляет уже 1600, а в некоторых и 2000 Бар. Зачем конструкторы постоянно увеличивают давление впрыска топлива? Все дело в том, что в дизельном моторе процесс образования смеси очень короткий — при частоте вращения коленчатого вала 2000 об/мин на перемешивание топлива с воздухом отводится всего 3-4 миллисекунды, а с повышением частоты вращения это время становится еще меньше.

За такой короткий период приготовить однородную смесь топлива с воздухом можно, только увеличив давление впрыска. К тому же при низком давлении топливо будет сгорать не полностью, уменьшая эффективность работы и увеличивая количество вредных выбросов.

Новые материалы и электронное управление обеспечивают прогресс в таких областях, как динамика, плавность и тишина работы, расход топлива и снижение вредных выбросов.

Прогресс дизельных двигателей сегодня преследует две основные цели: увеличение мощности и уменьшение токсичности. Все современные легковые дизели TDI от Audi сегодня имеют турбонаддув (самый эффективный способ увеличения мощности) и Common Rail. Без этих систем просто невозможно обеспечить соответствие дизельного двигателя жестким нормам токсичности. Так же как невозможно создать карбюраторный бензи- новый мотор, который удовлетворял бы строгим нормам Евро 4.

Однако для российского рынка введение жестких европейских норм токсичности обернулось тем, что ряд фирм наложили вето на поставку дизельных автомобилей в Россию. Дело в том, что современные дизельные моторы, удовлетворяющие новым экологическим нормам, предъявляют повышенные требования к качеству топлива. И больше всего нареканий вызывает содержание серы...

Лепестки хищного растения дионея способны захлопнуться менее чем за полсекунды, которых хватает для того, чтобы поймать муху. Надувная подушка безопасности полностью раскрывается всего лишь за 20 миллисекунд. Но даже этот краткий миг чересчур долог для разработчиков дизельных двигателей компании Audi. В двигателе 3,0 TDI топливо впрыскивается в каждый из шести его цилиндров менее чем за 0,2 миллисекунды.

Серный вопрос

В России сейчас допускается использование дизтоплива с содержанием серы 0,05%, а по европейским нормам ее в топливе должно быть на порядок меньше — не более 0,005%! Чем же так опасна сера? Прежде всего, тем, что после сгорания оксиды серы соединяются с водой и образуют серную и сернистую кислоту. Ущерб экологии налицо. К тому же сера снижает эффективность работы каталитического нейтрализатора.

Однако все больше нефтеперерабатывающих компаний переходят на выпуск дизельного топлива, удовлетворяющего нормам Евро 4. Партнером Audi Russia с 2008 года стала российская компания «Лукойл». На сегодняшний день дизельное топливо производства «Лукойл» — самое современное в России, соответствующее европейскому стандарту ЕN-590 версии 2004 года (Евро-4). Это значит, что серы в таком топливе не более 0,005%, а цетановое число не ниже 51 единицы.

Цетановое число — обратный аналог октанового числа для бензина. Чем оно выше, тем больше склонность топлива к самовоспламенению или детонации, которая, в отличие от бензинового мотора, не только не вредна, но просто необходима для нормальной работы дизельного двигателя.

Еще одна проблема — повышенная вязкость дизельного топлива при низкой температуре. Все видели, как в мороз на обочине стоит КамАЗ, под которым ползает водитель с паяльной лампой. Заправился летней соляркой... Дело в том, что зимой использовать летнее топливо рискованно — температура в любой момент может опуститься ниже «критической отметки». И тогда попытки запуска могут привести к выходу из строя топливной аппаратуры, которая не может долго работать «всухую». В состав дизельного топлива «Лукойл» входят компоненты, улучшающие низкотемпературные свойства топлива. А смена топлива на сети заправок в соответствии с сезоном строго контролируется.

Впрочем, зимний запуск дизельного автомобиля можно облегчить, установив предпусковой подогреватель. Он предлагается в качестве опции почти на все модели Audi. Компания Audi, которая одной из первых начала официальные поставки дизельных легковых автомобилей на российский рынок, делает их все привлекательнее для покупателя.

Так, в прошлом году межсервисный интервал для дизельных автомобилей Audi TDI был увеличен. Теперь он составляет, как и для бензиновых версий, 15000 км. Да и выходные характеристики дизельных Audi порой даже лучше, чем бензиновых. Так, дизельный Audi Q7 4,2 TDI разгоняется до 100 км/ч на секунду быстрее, чем бензиновый Audi Q7 4,2 FSI (6,4 с против 7,4 с). При этом средний расход топлива у дизельной модификации почти на два с половиной литра меньше. А в 2008 году под капотом Audi Q7 появился новейший шестилитровый турбодизель V12 TDI — первый в мире двенадцатицилиндровый турбодизель под капотом легкового автомобиля. Мощность — 500 л.с., крутящий момент — 1000 Нм!

Болиды Audi R10 лидируют на самых сложных трассах. Технологии спортивных побед теперь доступны и «гражданским» автомобилям.

Похоже, что в скором времени доля дизельных автомобилей на отечественном рынке будет расти. Медленно, но верно Россия ужесточает нормы токсичности, что неизбежно приведет к законодательному улучшению качества дизельного топлива. В этом году вступили в силу нормы Евро 3, в 2010 году нас ждет Евро 4. Да и постоянное удорожание бензина подталкивает покупателей к выбору дизельного автомобиля. Европа этот выбор сделала — там доля дизельных машин давно перевалила за 50%.

Дизельный автосервис Ауди и Фольксваген TDI Service Russia за 10-летний опыт работы хорошо знает все возможные проблемы этих моторов. Если вы собираетесь приобрести любой дизельный мотор TDI — посмотрите нашу статью с «советами по эксплуатации турбодизелей».

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости