Турбонаддув двигателя TDI – особенности конструкции, принцип работы

Главная  » 
Впускная система » Турбонаддув » Турбонаддув двигателя TDI

Двигатель TDI (Turbocharged Direct Injection, дословно — турбонагнетатель и непосредственный впрыск) является современным дизельным двигателем с турбонаддувом. Двигатель разработан концерном Volkswagen, а название TDI является зарегистрированным товарным знаком.

Турбоанддув двигателя TDI обеспечивает высокую динамику автомобиля, экономичность и экологическую безопасность.

Для создания оптимального давления наддува в широком диапазоне скоростных режимов в конструкции двигателя используется турбокомпрессор с изменяемой геометрией турбины. Турбокомпрессор имеет два общепринятых названия, которые используются разными производителями:

1. VGT, Variable Geometry Turbocharger (дословно – турбокомпрессор с изменяемой геометрией) применяет BorgWarner;
2. VNT, Variable Nozzle Turbine (дословно – турбина с переменным соплом) применяет Garrett.

В отличие от обычного турбокомпрессора турбонагнетатель с изменяемой геометрией может регулировать направление и величину потока отработавших газов, чем достигается оптимальная частота вращения турбины и соответственно производительность компрессора.

VNT-турбина объединяет направляющие лопатки, механизм управления и вакуумный привод. Направляющие лопатки предназначены для изменения скорости и направления потока отработавших газов за счет изменения величины сечения канала. Они поворачиваются на определенный угол вокруг свой оси.

Поворот лопаток производится с помощью механизма управления. Механизм состоит из кольца и рычага. Срабатывание механизма управления обеспечивает вакуумный привод, воздействующий через тягу на рычаг управления. Работа вакуумного привода регулируется клапаном ограничения давления наддува, подключенным к системе управления двигателем.

Клапан ограничения давления наддува срабатывает в зависимости от величины давления наддува, измеряемой двумя датчиками: датчиком давления наддува и датчиком температуры воздуха на впуске.

Принцип работы наддува двигателя TDI

При работе системы наддува двигателя TDI обеспечивается оптимальное давление воздуха в широком диапазоне частоты вращения двигателя. Это достигается за счет регулирования энергии потока отработавших газов.

При низких оборотах двигателя энергия отработавших газов невелика. Для эффективного ее использования направляющие лопатки находятся в закрытом положении, при котором площадь канала отработавших газов наименьшая. За счет малой площади сечения поток отработавших газов усиливается и заставляет турбину вращаться быстрее. Соответственно быстрее вращается компрессорное колесо, а производительность турбокомпрессора увеличивается.

При резком увеличении оборотов двигателя, вследствие инерционности системы, энергии отработавших газов становиться недостаточно. Поэтому для прохождения «турбоямы» лопатки поворачиваются с некоторой задержкой, чем достигается оптимальное давление наддува.

На высоких оборотах двигателя энергия отработавших газов максимальная. Для предотвращения избыточного давления наддува лопатки поворачиваются на максимальный угол, обеспечивая наибольшую площадь поперечного сечения канала.

Двигатели TDI — что это такое? Особенности, характеристика

Еще совсем недавно дизельные двигатели 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. Что это такое? Это 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, компрессоры установок 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.

Не пропустите эти пять удивительных замен двигателей TDI | REALVolkswagenParts Blog

Несмотря на все недавние споры, трудно отрицать, что двигатель VW TDI (турбированный непосредственный впрыск) довольно крут. Двигатель TDI имеет 4 цилиндра и рабочий объем 1,9 литра. Вы можете найти один из этих красиво спроектированных двигателей во многих различных моделях Volkswagen, включая Jetta, Passat и Beetle. Стандартный двигатель TDI имеет мощность 105 лошадиных сил и крутящий момент 150 фунт-футов, но вы можете легко настроить его для увеличения мощности.

Многие любители автомобилей и внедорожников хвалят двигатель TDI по двум причинам:

1. Он легкий. Это идеальный двигатель для внедорожников, потому что он не увеличивает вес, как большинство других двигателей на рынке. Легкий двигатель позволяет внедорожнику лучше взбираться на валуны и перемещаться по сложной местности, потому что переднее шасси ничем не увязает.
2. Впечатляющий расход бензина. Двигатель TDI расходует в среднем 35 миль на галлон. Некоторые люди меняют двигатели TDI только для того, чтобы сэкономить больше денег на топливе.

Вы можете взять двигатель TDI и установить его в Suzuki Samurai, Suzuki Sidekick или Geo Tracker, не внося много изменений под капот. Вот почему существует множество различных сменных комплектов TDI, например, в Acme Adapters, созданных специально для этих трех небольших внедорожников.

Некоторые поклонники двигателей TDI, тем не менее, делают все возможное и делают нетрадиционные замены TDI. Следующие пять сумасшедших замен TDI сделаны на автомобилях, о которых вы никогда не догадались. Проверь их!

1. Toyota 4Runner 1986 года с Jetta TDI 1997 года выпуска

Да, действительно.

В конце 2006 года автолюбитель из северной части штата Нью-Йорк решил отремонтировать свой недавно купленный 4Runner 86 года выпуска. Одной из первых вещей, которые он сделал, было приобретение комплекта для переоборудования Acme Adapters TDI. Он взял двигатель TDI от Jetta 1997 года с пробегом 110 000 миль, а затем потратил два месяца на его установку.0003

Проведя массу исследований и заручившись помощью Acme Adapters, он сделал ряд модификаций, чтобы установить двигатель и запустить его. Весь процесс можно прочитать здесь.

Поездив некоторое время на своем 4Runner с двигателем TDI, автолюбитель вернулся и сообщил, что проблем с автомобилем у него было очень мало. Он был доволен расходом бензина, который в летние месяцы составлял 31 милю на галлон. По его словам, мощность была «намного лучше, чем у 22RE или даже 3.0». Он производил около 200 фунт-фут крутящего момента.

С тех пор он продал 4Runner. Мы надеемся, что его новый владелец оценит великолепие этого обмена и теперь хорошо о нем заботится.

2. 2000 Ford Ranger с новым Beetle TDI

ФОТО КРЕДИТ: TDICLUB.com Пользователь GreenGeeker

Теперь все.

Мы почти уверены, что у парня, который поставил двигатель Beetle на свой пикап, были друзья, которые думали, что он сошел с ума. Но, эй, это сработало. Где-то в Миннесоте стоит Ford Ranger с проверенным двигателем New Beetle TDI.

Владелец, совершивший замену, так хорошо поработал, что Рейнджер без проблем мог буксировать 6000-фунтовый прицеп. Двигатель TDI развивал крутящий момент 155 фунт-футов и увеличивал экономию топлива Ranger до 39 миль на галлон.

Если вы заинтересованы в подобной безумной замене двигателя TDI, вы можете прочитать о замене Ranger/Beetle здесь.

3. Jeep Cherokee 2000 г. с TDI 2005 г.0003

Джипы хорошо известны своими внедорожными качествами, так зачем кому-то возиться с ними? Мы можем думать о двух причинах: более высокий расход бензина и тот факт, что двигатели TDI на 50 фунтов легче, чем OEM Jeep с 4 цилиндрами. Таким образом, некоторые любители бездорожья могут захотеть улучшить свои впечатления от бездорожья с двигателем TDI.

Ребята из TD Conversions успешно заменили двигатель TDI на Jeep Cherokee 2000 года выпуска. Они сделали несколько серьезных модификаций, чтобы сделать джип совместимым с двигателем. Среди таких модов были новые опоры двигателя, адаптер двигателя, турбоапгрейд и низкопрофильный впускной коллектор. Вы можете увидеть весь список модов, которые они сделали здесь.

Заинтересованы в замене TDI на Jeep? Coty Built предлагает отличные комплекты для переоборудования джипов.

4. Ford Explorer 2002 года с Amarok TDI

Фото предоставлено: PowerstrokeArmy.com пользователем Fordguy100

Не каждый день видишь дизельный мотор-добытчик. Информации о двигателе TDI в этом Explorer не так много, за исключением того, что он взят от Volkswagen Amarok с механической коробкой передач.

Инициатор этой замены начал проект в начале 2016 года. Explorer был в таком плохом состоянии, что потребовалось много внутренних и внешних работ, включая новые тормоза, компоненты рулевого управления и детали подвески. У него были планы модифицировать двигатель TDI, чтобы увеличить мощность и крутящий момент, но он так и не вернулся с обновлением.

5. Corvette 1974 г. с TDI 2002 г.0003

Этот парень сошел с ума? Возможно, но его безумие окупилось. Конечный результат его маленького эксперимента привлек внимание блоггеров по маслкарам со всей сети. Мы можем представить море несгибаемых энтузиастов Corvette, схватившихся за сердце и падающих прямо при виде этой комбинации.

Автолюбитель из Коннектикута, стоявший за этой заменой, получил много критики на TDIClub.com за то, что хотел поставить TDI на свой Corvette, но он заверил всех, что Corvette даже не поставлялся с оригинальным двигателем. Так что для него было нормально «зарезать» его еще немного.

Конечным результатом его проекта стал Corvette 1974 года с двигателем Volkswagen TDI и пятиступенчатой ​​коробкой передач от грузовика Toyota. Двигатель, конечно, не заставлял машину летать по улицам, как это сделал бы двигатель Corvette, но он все же выполнял свою работу. Посмотрите на светлую сторону: это, вероятно, единственный Corvette в мире, который расходует 55 миль на галлон! Последнее, что кто-либо слышал, что этот Corvette продавался за 4000 долларов.

Какой из пяти безумных вариантов замены двигателей TDI вам больше всего нравится? Нам нужно было выбрать номер 2. Пикап, работающий на двигателе Beetle, просто поразил нас. Перейдите на Facebook, чтобы сообщить нам, какой из них вам нравится больше всего!

Замена двигателя моего Volkswagen Jetta Diesel 2015 года почти победила меня

Моя истинная вечная любовь Volkswagen — это моя Jetta TDI S 2015 года, а не VW GTI, странно красивого серого цвета и без дополнительных опций. После 247 000 миль верной службы и неудачного эпизода, когда моя мама едва не оказалась в затруднительном положении с грохочущим двигателем, он стоял рядом с моим домом с перегоревшим двигателем. Я должен был купить новую машину, но романтика и дурацкие цены на подержанные автомобили заставили меня заменить двигатель в этом современном чуде техники.

Технически это машина моей мамы, но я выбрал ее для нее. Мои родители подписали документы на платиново-серый металлик Jetta, а карикатура мистера Роджерса в берете на продавца Volkswagen попрощалась с нами милой демонстрацией ключа VW с выкидным ножом. Такова глубина апатии моей мамы к автомобилям, что я получил настоящую привилегию управлять Jetta с дождливой стоянки у дилера и ехать домой.

Крис Росалес

Мне сразу понравилось. 2,0-литровый дизельный двигатель Common-Rail EA288 имеет крутящий момент от 1000 об/мин и обороты до 4000 об/мин, что необычно для дизеля. Двойное сцепление мгновенно переключает передачи, а бесшумная кабина и отличные ходовые качества делают его потрясающим дорожным автомобилем. В каньонах весело с дешевыми шинами эконом-класса. Его преувеличенные качки и качки во время интенсивного вождения подобают лучшим автомобилям, сдаваемым в аренду. Также этот автомобиль имеет подлинную редкость. EA288 был двигателем только один год для Jetta TDI 2015 года, до того, как в сентябре 2015 года произошло событие The Obvious.0003

Эти качества все еще существуют даже после почти четверти миллиона миль пробега, почти все из которых были безотказными, даже с чрезвычайно сложным дизельным двигателем. Для непосвященных: этот двигатель имеет три комбинированных контура жидкостного охлаждения, три насоса охлаждающей жидкости, турбонагнетатель с изменяемой геометрией, двухступенчатый масляный насос для переменного давления масла, регулируемые фазы газораспределения, впрыск мочевины, охлаждаемую рециркуляцию отработавших газов и систему водяного охлаждения. -воздушный интеркулер. Он представлял собой вершину дизельных технологий VW до семи месяцев после того, как мы купили автомобиль. Вот тогда и случился Дизельгейт.

Хотя я знал лучше, чем верить, что «чистое дизельное топливо» TDI действительно чище бензина, я все же был чем-то вроде шока, когда Dieselgate сообщил эту новость. У нас вдруг появился автомобиль, который был активным участником автомобильной истории. Предложение о выкупе поступило несколько месяцев спустя, но моим родителям так понравилась машина, что они оставили ее себе и взяли компенсацию. Мы никогда не оглядывались назад, поэтому у нас есть Jetta TDI с наддувным двигателем.

Я заменил двигатель на подъездной дорожке на свои инструменты среднего класса без подъемника. Почему? Что ж, я мог бы починить эту машину за меньшие деньги, чем те новые машины, которые пришли бы на смену ей, и эта машина на самом деле является самым надежным резервным загонщиком. Это также сентиментально особенное для меня. За рулем этой машины я пережил странную часть своей жизни, в том числе множество свиданий, тусовки с друзьями, созерцательные поздние ночи и опыт взросления. Для меня это особый дерьмобокс.

Месяца три назад моя мама сообщила, что машина гремела, у нее была сильная нехватка мощности, и она заглохла, как только она захромала на подъездную дорожку. Я принялся выяснять, почему двигатель взорвался. Грохот был самой неприятной частью, но я все же сначала осмотрел топливную систему и не обнаружил никаких проблем. Иногда топливный насос высокого давления может выходить из строя на двигателях TDI более раннего поколения, но для EA288 проблемы были решены.

Слон в комнате заключался в том, что у автомобиля интервал ремня ГРМ составляет 130 000 миль. Другим слоном было то, что этот автомобиль на самом деле имеет второй двигатель после того, как странная ошибка дилера на 47 000 миль привела к забастовке шатуна. Таким образом, нынешний двигатель имеет пробег 200 000 миль, из которых последние 60 000 миль пришлись на интервал ремня ГРМ. Все просто, мои родители не поверили мне, когда я сказал им, что двигатель взорвется, если они не заменят ремень. Они этого не сделали, и паровоз выразил свое неудовольствие самым худшим образом.

Разрушение под клапанной крышкой. Chris Rosales

Я снял клапанную крышку и быстро нашел остатки клапанного механизма. Это была ужасная сцена — куски клапанных коромысел, толкатели и роликовые подшипники лежали в головке блока цилиндров до тошноты. Это был полный провал. Ясно, что ремень ГРМ вышел из строя. После очередной разборки натяжитель ремня ГРМ сдался.

Цены на бывшие в употреблении детали зависят от спроса и предложения. Самые надежные запчасти покупают редко, поэтому стоят они дешево. Детали, которые имеют свойство ломаться, стоят дороже. Двигатель EA288 оказался надежным и очень дешевым, поэтому моему отцу удалось найти двигатель с пробегом 76 000 миль за 1000 долларов с доставкой к нашей двери. Совершенно новая, полностью зачищенная головка блока цилиндров стоила бы 1200 долларов, и мне все равно пришлось бы снимать двигатель из-за сложной выхлопной системы, и у меня все еще был бы пробег в 200 000 миль.

Мой план игры, чтобы свести к минимуму ошибки, состоял в том, чтобы сначала снять сгоревший двигатель и поставить два двигателя рядом, собирая все вместе на новом двигателе, пока я разбирал сгоревший. Обычно я не был бы так осторожен, но фотографии должны говорить сами за себя; этот двигатель интенсивный. Повсюду есть соединения шлангов охлаждающей жидкости и жесткие линии, заросли проводки и множество воздуховодов, которые либо подают наддувочный воздух, либо EGR, либо вакуум. Это что-то вроде инженерного чуда.

Процесс снятия двигателя. Крис Росалес

Снятие двигателя тоже было процессом. Трансмиссия широкая и весит более 600 фунтов, поэтому было бы трудно выловить рыбу сверху. Лифта у меня нет, так что снять его снизу не вариант. Мне пришлось снять его спереди, разобрав передний зажим и переместив прямо вперед с помощью подъемника двигателя.

Это было не так уж плохо, так как главные жгуты двигателя заканчиваются у фары со стороны водителя, а также имеется три опоры двигателя: по одной на каждом конце двигателя и коробки передач, а также крепление на собачьей стойке в нижней части двигателя. V-образный хомут крепит выхлопную трубу к приемной трубе, а тонкий хомут удерживает трос DSG на коробке передач. Большинство линий охлаждающей жидкости автономны, за исключением линий к бачку и радиатору, которые удерживаются зажимами и зажимами соответственно.

Электрические разъемы обычно имеют определенную индексацию друг к другу, поэтому перепутать разъемы практически невозможно. Взгляд в прошлое делает вещи очень ясными, и если бы мне пришлось делать это снова, я бы нашел время, чтобы четко обозначить каждый разъем. Я этого не делал и верил, что каждый разъем будет уникальным, что создавало трудности, когда новый двигатель был одет и готов к установке. Подробнее об этом позже.

Трубопроводы охлаждающей жидкости, турбонаддув, каталитический нейтрализатор, сажевый фильтр и охлаждаемый EGR от Jetta. Крис Росалес

Полная разборка нового двигателя была утомительной задачей, учитывая огромную площадь трубопроводов охлаждения, турбонагнетателя, выхлопа, жгута проводов и замены тяжелой коробки передач с двойным сцеплением. Я снял все со старого двигателя таким образом, чтобы его было легко пересадить на новый, но нужно было подсоединить еще дюжину шлангов охлаждающей жидкости. После того, как я собрал все вместе с новым ремнем ГРМ и водяным насосом, задача вернуть двигатель и коробку передач обратно в автомобиль казалась немного более сложной, но все получилось хорошо.

Сборка машины прошла быстрее, чем я мог надеяться. Все встало на свои места до первого запуска. У меня была мигающая лампочка свечи накаливания и долгая заводная рукоятка до тяжелого запуска. Моя основная проблема заключалась в том, что датчик положения коленчатого вала не кодировал сигнал. Я несколько недель корпел над заводским руководством по обслуживанию в поисках решения. Я заменил датчик коленчатого вала и жгут проводов к датчику с потерей 300 долларов без решения. Последним шансом, который у меня был, был гремлин с электропроводкой, но даже за шесть недель поисков по несколько ночей в неделю я так и не смог решить проблему. Все разъемы казались вполне счастливыми там, где они были.

Полностью собранный двигатель возвращается в машину. Обратите внимание на сложность выхлопной системы. Крис Росалес

Я знал, что пришло время сдаться. Выпил скромный чай и отправил в независимую ремонтную мастерскую.

Отказали в течение дня. Техник был ошеломлен моей проблемой, поэтому отправился в дилерский центр, потеряв большую часть моей надежды. Но техники дилера показали себя невероятно компетентными. Они нашли проблему за несколько часов: после всего этого проблема была связана с перепутанными электрическими разъемами. Иди разберись.

Оказывается, это поколение Jetta имеет идентичные 10-контактные разъемы для фары со стороны пассажира и разветвление для ЭБУ. Я их перепутал. Также оказалось, что разъем для водяного насоса интеркулера и датчика положения коленчатого вала был такого же типа разъема, еще одна путаница с моей стороны. Я могу только винить себя за то, что не маркировал каждый разъем. Я мог бы избежать много боли и сэкономить много времени и денег, если бы я потратил немного больше времени, чтобы подготовить себя к будущему.