ДВС РОТОРНЫЙ EMDRIVE РАСКОКСОВКА HONDAВИДЫ

Турбонаддув двигателя TDI – назначение, конструкция и принцип работы. Двигатель тди


TDI двигатель: что это такое?

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.)

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:

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.

Надежность дизельных TDI

Установка турбонаддува позволила дизельному двигателю развивать большую мощность, а также увеличился КПД дизеля. Что касается моторов TDI, то данные двигатели являются достаточно надежными при условии правильной эксплуатации. Наиболее сильно на исправность этих ДВС влияет качество топлива и своевременное обслуживание. При должном уходе сам мотор может оказаться даже «миллионником».

Слабым местом TDI считаются форсунки и турбокомпрессор. Ресурс форсунок напрямую зависит от качества дизтоплива и общего состояния системы питания дизельного TDI. Срок службы турбины может варьироваться, средний показатель ресурса составляет 120-160 тыс. км.

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:

Турбонагнетатель с изменяемой геометрией отличается от обычной турбины тем, что имеет возможность регулировки как направления, так и величины потока отработавших газов. Данна

autoexpert.today

TDI (Turbocharged Direct Injection) двигатель: что это такое

Дизельный двигатель TDI (аббревиатура расшифровывается как Turbocharged Direct Injection) – детище инженеров автомобильного концерна Volkswagen, работа над созданием которого началась в 70-х годах ХХ ст. Само название TDI – защищенная патентом торговая марка, на которую у концерна есть исключительные права, а значит, происхождение двигателя по такой надписи можно определить безошибочно.

Подобные силовые агрегаты устанавливаются на весь дочерний ряд немецкого автомобильного гиганта, будь то легковые автомобили, грузовики, джипы, микроавтобусы. Также TDI-двигателями располагают некоторые модели компаний, с которыми «Фольксваген» какое-то время сотрудничал. Разберемся подробнее, что такое TDI двигатель? В чем его плюсы и так ли он надежен и перспективен?

Общая оценка преимуществ TDI

TDI logoСреди выявленных достоинств силовой установки образца Turbocharged Direct Injection нельзя не обратить внимания на следующее:

Этот набор определился не сразу и даже не после появления на рынке в 1980 г. Audi 80 с TDI под капотом, а лишь после многочисленных доработок и улучшений, что привело к запуску в серию в 1989 г. нового мощного турбодизеля, во многом не уступающего бензиновым агрегатам.

Специалисты признают, что TDI – один из лучших современных дизелей, эффективность которого определяется исходя из соотношения исходной мощности и крутящего момента на единицу объема цилиндра и расходованного топлива.

Роль турбины с изменяемой геометрией

AUDI v12 TDIГлавным достоинством двигателя наряду с системой прямого впрыска является турбонаддув изменяемой геометрии, что и делает этот тип двигателей конкурентным не только в родственных кругах, но и в бензиновых. В таком турбонагнетателе направление и параметры отработанного газового потока поддаются регулировке, благодаря чему удается достичь наиболее подходящей скорости вращения турбины, а это очень положительно сказывается на производительности. В обычной турбине подобная возможность не предусмотрена.

Турбина образца VNT, к примеру, оснащена направляющими лопатками, вакуумным приводом и системой управления. Двигаясь вокруг собственной оси лопатки занимают положение под нужным углом, меняя таким образом сечение канала. Это и позволяет корректировать скорость и вектор выхлопов.

Поворот лопаток находится под контролем управляющего механизма, оснащенного кольцом и рычагом, воспринимающим воздействие вакуумного привода, регулируемого отдельной тягой. В свою очередь привод управляется клапаном, входящим в ЭБУ двигателя и реагирующим на изменения давления наддува благодаря сигналам, поступающим от температурного сенсора (на впуске) и сенсора давления наддува.

В общем, турбина на TDI – своего рода дозатор энергии отработанного потока, обеспечивающий нужное давление воздуха в любом режиме работы двигателя.

Читайте также: Что такое TSI двигатель, его устройство, плюсы и минусы.

Технологические отличия TDI

AUDI v12 TDITDI экономно расходует топливо и показывает заслуживающий уважения КПД. Стоит отметить высокую эффективность установки за счет повышенного давления на впрыске, достигающего 2050 бар, и это при том, что модели-аналоги показывают лишь 1350 бар. Как известно, ТНВД отвечает за поддержку общего давления в магистрали, а пьезоэлектрические форсунки по сигналу электронного блока управления осуществляют строго дозированный впрыск, затрачивая на это меньше чем 0,2 мс.

Значимым шагом на пути повышения эффективности дизелей стало внедрение системы Common rail (аккумуляторная система подачи), благодаря которой снимается зависимость механизма впрыскивания от угла поворота коленвала и рабочего режима двигателя. Так создаются условия для впрыскивания топлива в цилиндр под высоким давлением при работе с небольшими нагрузками. Хотя система Common rail по ремонтопригодности превосходит обычную систему подачи топлива, её наличие заставляет предъявлять к качеству горючего особые требования, в чем традиционной системе она несколько проигрывает.

 К числу нетипичных особенностей моторов TDI можно отнести три момента:

Проблемы TDI двигателей

Согласно данным специализированных ресурсов показатель надежности TDI достаточно высок и при правильно организованном обслуживании он выдержит и миллион километров. Наиболее современные компрессоры также выросли в надежности и порой «живут» не меньше самого двигателя. Однако в среднем срок службы большинства турбин ограничивается 150-200 тыс. км пробега. Эта закономерность объясняется высокой температурой отработанных газов, достигающей 1000℃, и значительной частотой вращения, приближенной к 200 тыс. об/мин.

Еще одна уязвимость – это форсунки, ресурс которых находится в прямой зависимости от качества топлива и исправности системы питания.

 Чтобы продлить жизнь наиболее слабых звеньев TDI следуют помнить о некоторых важных мерах:

Остается добавить, что поскольку двигатели Turbocharged Direct Injection для самостоятельного обслуживания достаточно сложны, правильным решением будет обращение к услугам специализированных сервисов.

Похожие статьи

avtonov.com

Турбонаддув двигателя TDI: описание,история,фото,видео. | НЕМЕЦКИЕ АВТОМАШИНЫ

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.

Турбонаддув двигателя TDI:А — воздух; Б — отработавшие газы.1 — вакуумная магистраль; 2 — блок управления двигателем; 3 — датчики давления наддува и температуры воздуха на впуске; 4 — блок управления воздушной заслонкой; 5 — интеркулер; 6 — клапан рециркуляции отработавших газов; 7 — клапан ограничения давления наддува; 8 — турбонагнетатель; 9 — впускной коллектор; 10 — вакуумный привод направляющих лопаток; 11 — выпускной коллектор.

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.

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 2.5литра, оснащался турбонаддувом с интеркулером (система промежуточного охлаждениянагнетаемого воздуха). Максимальная мощность этого мотора составляла 120 л.с. Показателькрутящего 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.

Надежность дизельных TDI

Установка турбонаддува позволила дизельному двигателю развивать большую мощность, а также увеличился КПД дизеля. Что касается моторов TDI, то данные двигатели являются достаточно надежными при условии правильной эксплуатации. Наиболее сильно на исправность этих ДВС влияет качество топлива и своевременное обслуживание. При должном уходе сам мотор может оказаться даже «миллионником».Слабым местом TDI считаются форсунки и турбокомпрессор. Ресурс форсунок напрямую зависит от качества дизтоплива и общего состояния системы питания дизельного TDI. Срок службы турбины может варьироваться, средний показатель ресурса составляет 120-160 тыс. км.

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:

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:

 

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.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

seite1.ru

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.

Пьезоинжекторы Ауди

Пьезоинжекторы

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.

Двигатель Ауди 4,2 TDI

Мощь, скорость, экономичность

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.

Common Rail Audi

Common Rail

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...

vprysk

Быстрее мгновения

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!

Audi V12 TDI

TDI: проверено Ле Маном

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».

www.tdiservice.ru

Фольксваген Груп Рус › Четыре новых двигателя TDI с системой Common Rail и автоматическая коробка DSG для нового T5

29 сентября 2009

Самая популярная линейка T5 усовершенствована по всем пунктам. Однако настоящий качественный скачок удалось совершить разработчикам систем привода. Новые, исключительно бесшумные, четырехцилиндровые дизельные двигатели с системой впрыска Common Rail позволяют лучшим автомобилям своего класса в Германии и Европе и России побить все рекорды по экономичности и экологичности.

Поперечно устанавливаемые двигатели TDI (рабочий объём — 1968 куб. см.) располагаются в моторном отсеке под углом 8 градусов и поставляются в четырех вариантах мощности: 62 кВт (84 л.с.), 75 кВт (102 л.с.), 103 кВт (140 л.с.) и 132 кВт (180 л.с.) В первых трёх двигателях тягу обеспечивает турбокомпрессор с изменяемой геометрией турбины, а в самом мощном 180-сильном двигателе применяется двухступенчатый регулируемый наддув Bi-Turbo.

Кроме того, благодаря последнему поколению системы Common Rail удалось улучшить акустические характеристики двигателей TDI. Например, новая версия 180 л.с. с уровнем внешнего шума 70 дБ(А) стала тише на 4 дБ(А), а версия 140 л.с. — на 5 дБ(А). Для человеческого слуха эта разница практически равноценна уменьшению уровня шума в два раза. Линейка бензиновых двигателей представлена четырехцилиндровым двигателем 2.0 мощностью 85 кВт (115 л.с.), который по сравнению с предыдущим поколением был усовершенствован.

Эффективность TDI

Все четыре двигателя TDI впервые используются в серии коммерческих автомобилей Volkswagen. Теперь четырехцилиндровые двигатели с системой Common Rail заменяют все без исключения предыдущие четырех- и пятицилиндровые двигатели с насосом-форсункой. В среднем по двигательному ряду выброс СО2 и расход топлива снизились на 10%.

Например, в полноприводной версии Transporter с механической КПП диапазон расхода и выброса CO2 охватывает 7,2 л на 100 км при 190 г CO2/км (84 и 102 л.с.), 7,4 л на 100 км при 195 г CO2/км (140 л.с.) и вплоть до 7,5 л на 100 км при 197 г CO2/км (180 л.с.) — это означает снижение по сравнению с прежним уровнем на 0,9 л на 100 км.

Сокращение расхода топлива становится еще более очевидным при оснащении T5 коробкой переключения передач с двойным сцеплением DSG, которая впервые используется в Transporter. По сравнению с его 174-сильным предшественником с 6-ступенчатой автоматической КПП расход 180-сильного двигателя упал на 1,9 л на 100 км (52 г CO2/км) до 7,8 л на 100 км (205 г CO2/км).

В новой серии реализована низкотемпературная система рециркуляции выхлопных газов, разработанная компанией Volkswagen для снижения выбросов оксидов азота (NOx) и твердых частиц. Кроме того, во всех модификациях кузовов и приводов применяется система дополнительной очистки выхлопных газов, состоящая из окислительного каталитического нейтрализатора и сажевого фильтра.

Динамика TDI

В процессе разработки все усилия были направлены на достижение заметного ускорения реакции двигателя и на значительное снижение расхода топлива и уровня вредных выбросов. Эта цель была достигнута благодаря полному изменению моментных характеристик. Даже самый маломощный TDI 84 л.с. развивает свой максимальный крутящий момент в 220 Н•м уже при 1250 об/мин и поддерживает его на этом уровне до 2500 об/мин. Таким образом, есть все основания говорить о кривой крутящего момента с высочайшими динамическими характеристиками.

Такие кривые момента, при которых значения резко возрастают и остаются постоянными в широком диапазоне оборотов двигателя, характерны и для трех более мощных двигателей TDI. Так, двигатель мощностью 102 л.с. развивает постоянный максимум в 250 Н•м между 1500 и 2500 об/мин. TDI мощностью 140 л.с. достигает максимального крутящего момента в 340 Н•м начиная от 1750 об/мин и поддерживает его на этом уровне до 2500 об/мин. Наконец, TDI мощностью 180 л.с. выдает внушительный момент в 400 Н•м начиная от 1500 об/мин и поддерживает это значение до 2000 об/мин, при этом возможность использования 90% максимального крутящего момента сохраняется вплоть до 5000 об/мин.

biTDI 180 л.с.

Самой яркой звездой линейки, без сомнения, стал новый 2-литровый двигатель с двойным турбонаддувом Bi-Turbo мощностью 132 кВт (180 л.с.). Для покупателей это, прежде всего, означает максимум мощности при минимуме расхода топлива. Максимальная мощность в 180 л.с. достигается при 4000 об/мин. Даже при 1500 об/мин двигатель с двойным турбонаддувом выдает внушительный крутящий момент в 400 Н•м, который остается неизменным до 2000 об/мин. В зависимости от модификации кузова и привода этот двигатель позволяет T5 развивать максимальную скорость до 191 км/ч. Переднеприводной Transporter разгоняется с 0 до 100 км/ч за 11,3 секунды. С учетом этих показателей средний расход топлива 7,5 л на 100 км также представляется очень низким. Как отмечалось выше, TDI мощностью 180 л.с. можно заказать в переднеприводном исполнении с механической КПП или DSG. Кроме того, оба типа КПП могут работать совместно с полным приводом 4Motion.

TDI 140 л.с.

Второй TDI в новой линейке развивает мощность 103 кВт / 140 л.с., что соответствует уровню мощности, тех двигателей, которые применялись, например, в моделях Tiguan и Passat. Этот турбодизель с системой Common Rail развивает крутящий момент в 340 Нм, обладая при этом значительно улучшенными моментными характеристиками по сравнению со своим предшественником (96 кВт / 131 л.с. при тех же 340 Н•м). Оба двигателя достигают своего максимального крутящего момента при 2000 об/мин, однако новый TDI способен поддерживать это значение на постоянном уровне уже не до 2300, а до 2500 об/мин.

Максимальная скорость Transporter, оснащенного TDI мощностью 140 л.с., составляет 173 км/ч. При использовании совместно со стандартной 6-ступенчатой механической КПП он разгоняется до 100 км/ч за 13,1 секунды — и все это при среднем расходе топлива, который соответствует уровню менее мощных двигателей (7,4 л на 100 км при 295 г СО2/км). Преимущество по сравнению с пятицилиндровым предшественником составляет 0,9 л на 100 км при 24 г СО2/км. Volkswagen также предлагает этот двигатель TDI для всех модификаций T5 либо с полным приводом 4MOTION, либо с новинкой этого сегмента — КПП с двойным сцеплением (DSG).

По сравнению с традиционной коробкой-автоматом, которая предлагалась до сегодняшнего дня, преимущество DSG в расходе топлива составляет 1,6 л на 100 км. При этом выброс СО2 снизился на 40 г/км.

TDI 102 л.с.

TDI мощностью 75 кВт (102 л.с.) в сочетании с 5-ступенчатой механической КПП стал еще более экономным. Он позволяет развивать максимальную скорость в 157 км/ч. Его система непосредственного впрыска в среднем расходует всего 7,2 л топлива на каждые 100 км. Выброс CO2 сократился до 190 /км, а расход топлива — на 0,7 л на 100 км по сравнению с предшественником (что соответствует снижению выброса на 18 г СО2/км).

Как и 1.9 л TDI, который использовался в предыдущей модели, новый двигатель также развивает максимальный крутящий момент в 250 Н•м, но теперь уже начиная от 1500 об/мин. И это значение остается неизменным до 2500 об/мин. Ранее в двигателе TDI это было невозможно: максимальное значение достигалось только в диапазоне 1900–2000 об/мин. Теперь же, новые возможности обеспечивают мощный разгон и являются тем самым фактором, который позволяет вести автомобиль с минимумом переключений передач, достигая наименьших значений расхода и выброса.

TDI 84 л.с.

Как было сказано выше, все модификации дизельных двигателей установленных на новых Multivan, Caravelle, California и Transporter имеют рабочий объем два литра. Это относится и к новому двигателю начального уровня, который оснащен турбокомпрессором с изменяемой геометрией турбины. Этот 2-литровый TDI развивает мощность 62 кВт (84 л.с.) при 3500 об/мин, что соответствует мощности его 1,9-литрового предшественника. Достигнутый прогресс становится очевидным при сравнении максимального момента: вместо 200 Н•м он составляет 220 Нм, что на 10 % выше. Новый TDI поддерживает эту мощность на постоянном уровне между 1250 и 2500 об/мин. Благодаря этому максимальный разгон достигается практически на холостом ходу. Максимальная скорость составляет 146 км/ч, что весьма достойно для автомобиля этой категории и размера.

Идеальные моментные характеристики и обусловленные ими низкие обороты двигателя положительно влияют на уровень расхода и выброса: в среднем этот неприхотливый двигатель TDI потребляет всего 7,2 л дизеля на 100 км — на 0,8 л меньше предшественника. Это соответствует выбросу СО2 190 г/км или снижению загрязнения окружающей среды на 21 г/км.

Все вышеперечисленные силовые агрегаты будут доступны в России.

www.drive.ru

Турбонаддув двигателя TDI - предназначение, устройство и как работает

Двигатель TDI (англ. «Turbocharged Direct Injection» — «турбонагнетатель с непосредственным впрыском) представляет собой современный дизельный двигатель с турбонаддувом, разработанный концерном Volkswagen. Бренд TDI является зарегистрированным товарным знаком.

Предназначение турбонаддува

Турбонаддув двигателя TDI обеспечивает экономичность автомобиля, его высокую динамику и экологическую безопасность. Создание оптимального давления наддува осуществляется благодаря использованию в конструкции двигателя турбокомпрессора с изменяемой геометрией турбины.

У турбокомпрессора имеется два общих названия, используемых разными производителями:

  1. VGT (англ. «Variable Geometry Turbocharger» – «турбокомпрессор с изменяемой геометрией») — применяется компанией BorgWarner;
  2. VNT (англ. «Variable Nozzle Turbine» – «турбина с переменным соплом») — применяется компанией Garrett.
устройство наддува двигателя tdi

Турбонаддув двигателя TDI:А — воздух; Б — отработавшие газы.1 — вакуумная магистраль; 2 — блок управления двигателем; 3 — датчики давления наддува и температуры воздуха на впуске; 4 — блок управления воздушной заслонкой; 5 — интеркулер; 6 — клапан рециркуляции отработавших газов; 7 — клапан ограничения давления наддува; 8 — турбонагнетатель; 9 — впускной коллектор; 10 — вакуумный привод направляющих лопаток; 11 — выпускной коллектор.

Турбонагнетатель с изменяемой геометрией, в отличие от обычного турбокомпрессора, может регулировать направление и поток отработанных газов. Это обеспечивает оптимальную частоту вращения турбины и соответственно повышает производительность компрессора.

Конструкция турбины с переменным соплом подразумевает объединение направляющих лопаток, механизма управления и вакуумного привода.

VNT турбина

VNT-турбина (турбина с изменяемой геометрией):1 — направляющие лопатки; 2 — кольцо; 3 — рычаг; 4 — тяга вакуумного привода; 5 — турбинное колесо.

Направляющие лопатки предназначены для изменения направления и скорости потока отработанных газов путем изменения величины сечения канала. Лопатки поворачиваются вокруг своей оси на определенный угол с помощью механизма управления. Данный механизм состоит из рычага и кольца.

Вакуумный привод обеспечивает срабатывание механизма управления, воздействуя через тягу на рычаг управления. Клапан ограничения давления наддува, подключенный к системе управления двигателем, регулирует работу вакуумного привода. Этот клапан срабатывает в зависимости от значения давления наддува, измеряемого двумя датчиками: датчиком температуры воздуха на впуске и датчиком давления наддува.

Как работает наддув двигателя TDI

Система наддува двигателя TDI при работе обеспечивает оптимальное давление воздуха в большом диапазоне частоты вращения двигателя. Это осуществляется благодаря регулированию энергии потока отработавших газов.

При малых оборотах двигателя энергия отработанных газов небольшая. Чтобы такую энергию эффективно использовать, направляющие лопатки устанавливают в закрытом положении, при котором достигается наименьшее значение площади канала отработавших газов. Из-за малой площади сечения поток отработанных газов увеличивается и заставляет турбину вращаться быстрее, что, в свою очередь, приводит во вращение колесо компрессора и тем самым повышается производительность турбокомпрессора.

При резком увеличении частоты вращения двигателя энергии отработанных газов становиться не хватать. В связи с этим для прохождения «турбоямы» поворот лопаток осуществляется с некоторой задержкой, что обеспечивает допустимое давление наддува.

Энергия отработанных газов максимальна на высоких оборотах двигателя. Чтобы предотвратить появление избыточного давления наддува, лопатки делают поворот на максимальный угол, обеспечивая тем самым наибольшую площадь поперечного сечения канала.

Видео:

Надеюсь, всё было понятно. Удачи на дорогах!

Загрузка...

avto-i-avto.ru

Двигатель 1.6 TDI (CAYC): описание, характеристики, обслуживание, ремонт

Силовой агрегат 1.6 TDI —представитель дизельных турбированных силовых агрегатов немецкого производства от концерна Volkswagen. Этот движок многим автолюбителям знаком благодаря VW Caddy, который завоевал популярность.

Технические характеристики

Двигатель 1.6 TDI (CAYC) — силовой агрегат, который устанавливается на автомобили Ауди, Шкода и Фольксваген. Это дизельное решение многих проблем — в особенности тяги и мощности.

Двигатель 1.6 TDI (CAYC)

Двигатель 1.6 TDI (CAYC).

Первые 1.6-ти литровые дизели Фольксваген появились в 2009 году и заменили собой 1.9 TDI PD. За основу был выбран 140-сильный 2.0 TDI ЕА189, где уменьшили диаметр цилиндров с 81 мм до 79.5 мм, а также установили кованый короткоходный коленвал с ходом 80.5 мм и с новыми поршнями высотой 45.3 мм.

Головка была адаптирована под уменьшенный рабочий объем, она все так же имеет 2 распредвала и по 4 клапана на цилиндр. Размер клапанов (впуск/выпуск): 26.6/24.5 мм, толщина ножки 6 мм.

Распредвалы по-прежнему вращаются с помощью ремня ГРМ, который требует замены каждые 120 тыс. км, а лучше каждые 90 тыс. км. Двигатели 1.6 TDI, как и 2-х литровые версии, оснащаются Common rail (от Continental), но давление снижено с 1800 бар до 1600 бар. Как и на 2-х литровом собрате, здесь стоят пьезофорсунки, но измененные.

Надпись 1.6 TDI

Маркировка на автомобиле может сказать, какой мотор на ней установлен.

Рассмотрим, основные технические характеристики мотора EA189:

Наименование

Показатель

Производитель

Volkswagen

Объем

1,6 литр (1598 см куб)

Количество цилиндров

4

Количество клапанов

16

Топливо

Дизель

Система впрыска

ТНВД

Мощность

75 — 105 л.с.

Расход топлива

4,5 л/100 км

Диаметр цилиндра

79,5 мм

Применяемое масло

5W-30, 5W-40, 10W-40

Сколько масла в двигателе

4.3 литра

Ресурс

300+ тыс. км

Применяемость

Volkswagen CaddyVolkswagen GolfVW JettaVolkswagen PassatAudi A3Skoda FabiaSkoda OctaviaSkoda SuperbSkoda RapidSkoda YetiAudi A1VW BeetleVW TouranSEAT AlteaSEAT ExeoSEAT IbizaSEAT LeonSEAT Toledo

Модификации

Как и много моторов производства VW, TDi 1.6 получил несколько модификаций с расширенными характеристиками:

Ауди с мотором 1.6 TDI (CAYC)

Двигатель установленый на автомобиле.

Обслуживание

Все моторы от VW-Group обслуживаются одинаково. Дизель TDI 1.6 имеет межсервисный рекомендованный интервал, согласно норм завода изготовителя, в 15 000 км. Но, некоторые автомобилисты утверждают, что для сохранности движка, необходимо снизить этот показатель до 10 000 км пробега.

Двигатель 1.6 TDI (CAYC)

Мотор в подкапотном пространстве.

Вывод

Двигатель TDI 1.6 является хорошим представителем турбированных дизельных моторов, которые являются представителями старого надёжного поколения. Обслуживание и ремонт проводятся достаточно просто и, как показывает практика, обычно своими силами.

avtodvigateli.com


Смотрите также