Что такое tdi двигатель
Что такое TDI двигатель?
Разработка данного двигателя началась в далекие 70-е годы. На наименование TDI концерн имеет исключительные права, поскольку название защищено патентом, поэтому всегда можно без ошибок определить происхождение таких двигателей.
На весь дочерний ряд автомобилей немецкого происхождения устанавливают такие силовые агрегаты, независимо от типа транспортного средства, в которые входят микроавтобусы, грузовики, легковые автомобили и джипы.
Двигателями TDI вправе распоряжаться и некоторые другие компании, с которыми у Volkswagen подписан договор на сотрудничество. Для понимания необходимо охарактеризовать данный силовой агрегат.
Общий анализ двигателей TDI
Основными характеризующими достоинствами таких двигателей, на которые нужно обратить внимание являются:
Все эти положительные характеристики появились не сразу. Даже после пришествия на рынок Audi 80 с двигателем TDI преобладание таких характеристик двигателя не наблюдалось. Только после кропотливой работы и различного вида доработок в 1989 году производители выпустили мощный турбодизель, который совершенно не уступал бензиновым двигателям.
Эксперты подтверждают, что двигатели TDI являются лучшими в современное время. Их результативность определена из пропорции исходной мощности и крутящего момента на 1 объема цилиндра и израсходованного топлива.
Функции турбины с изменяемой геометрией
Наряду с системой прямого впрыска главным неоспоримым достоинством мотора составляет турбонаддув изменяемой геометрии, это делает такие двигатели конкурентоспособными не только среди дизельных, но и бензиновых моторов.
В данном турбонагнетателе распределение и показатели отработанного газового потока подчиняются регулировке. За счет этого можно добиться нужной скорости вращения турбины, что позитивно воздействует на производительность. Простая турбина такой возможности лишена.
Если рассматривать турбину VNT, то в ее конструкции предусмотрены направляющие лопатки, система управления и вакуумный привод. При движении вокруг своей оси лопатки находятся в положении нужного угла, и за счет этого изменяется сечение канала. На основании этого появляется возможность корректировки скорости и вектора выхлопов.
Управляющий механизм всегда держит под контролем поворот лопаток. Он оснащен кольцом и рычагом, который воспринимает влияние вакуумного привода, регулируемого независимой тягой.
Клапан является управлением привода, он входит в ЭБУ двигателя и несет ответственность за перемену давления наддува при помощи сигналов, которые приходят от температурного сенсора и сенсора давления наддува.
Дозатор энергии отработанного потока представляет собой своего рода турбину на TDI двигателе. Дозатор обеспечивает необходимое давление воздуха при любых условиях работы двигателя.
Технические различия TDI
Заслуживающий уважения КПД и экономичный расход топлива показывает на AUDI v12. За счет повышенного давления на впрыске, которое достигает 2050 бар, наблюдается высокая эффективность установки. Если сравнивать с другими моделями, то их показатели не превышают 1350 бар.
Всем известно, что за поддержку общего давления в магистрали отвечает ТНВД. По сигналу электронного блока управления пьезоэлектрические форсунки производят дозированный впрыск при затратах по времени менее чем 0,2 мс.
Аккумуляторная система подачи Common rail осуществила путь повышения эффективности дизелей. Благодаря которой механизм впрыскивания становится независимым от угла поворота коленвала и рабочего режима мотора.
Под повышенным давлением при работе с незначительными нагрузками создаются предпосылки для впрыскивания топлива в цилиндр. По сравнению с простой системой подачи топлива, система Common rail превосходит ее по ремонтопригодности. Ее наличие требует от качества горючего повышенных требований, в чем простая система проигрывает.
По числу нетипичных особенностей моторов TDI можно скорректировать несколько моментов:
Комплексный контроль устройства топливного впрыска зародился благодаря связыванию инжектора с насосом. За счет этого при модифицировании рабочего режима повысился крутящий момент.
Высокие ударные нагрузки отсутствуют при сгорании топлива, это связано с низким уровнем шума двигателя.
В выхлопах концентрация оксида азота невысокая. В связи с этим показатель токсичности является приемлемым, что не скажешь о других типах двигателей. В среде себе подобных данный агрегат по праву считается наиболее экологичным.
Неисправности TDI двигателей
Показатель надежности двигателей TDI достаточно высок, как говорят данные специализированных ресурсов. При правильном качественно организованном обслуживании его можно эксплуатировать миллионы километров.
Степень надежности современных компрессоров также возросла и порой достигает не менее ресурса самого двигателя. 150-200 тыс. км пробега- это средний ресурс большинства турбин.
Такой ресурс достигается за счет высокой температуры отработанных газов, которая может достигать 1000 градусов, а также большой частотой вращения, которая приближается к двумстам тысячам оборотов в минуту.
От исправности системы питания и от качества топлива напрямую зависит ресурс форсунок, что является недостатком.
Наиболее значимые меры, которые продлят жизнь слабым звеньям TDI:
– своевременная смена масла;
– периодическая смена воздушного фильтра;
– систематическая диагностика давления наддува.
Двигатели Turbocharged Direct Injection достаточно сложны при самостоятельном обслуживании, поэтому рекомендуется всегда обращаться в специализированные автосервисы.
Подведение итогов
Дизельному двигателю получилось подняться на совершенно новую ступень, благодаря разработкам и решениям инженеров. Рекорд поставлен по экономичности двигателей TDI. На 1-ом полном топливном баке модель Audi 100 TDI совершила пробег в размере 4814.4 километра
Средний расход топлива составлял 1.7 л на 100 км, а средняя скорость движения составила 60 км/ч. Моторы TDI, одерживают лидерство по сравнению с бензиновыми не только в городе, но и на гоночных соревнованиях. Регулярно одерживающая победы дизельная Audi R10 TDI даже на самых сложных трассах.
При безошибочном подборе и своевременной замене моторного масла, при грамотной эксплуатации и конечно используя специализированный сервис, мотор TDI проживет долгую беззаботную жизнь. При соблюдении простейших мер и условий данные моторы сохранят свою работоспособность многие тысячи километров.
TDI 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
Среди 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
Главным 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.
Технологические отличия TDI
TDI 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:
Читайте также: Что такое GDI двигатель и как он устроен.
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.
Технические особенности, преимущества и недостатки двигателя TDI
Во многих странах отмечается стремительный рост популярности дизельных двигателей. Потому автомобилисты активно интересуются наиболее оптимальными вариантами среди автомобилей, под капотом которых стоят ДВС, работающие на солярке.
Одними из лучших дизелей заслуженно считаются моторы семейства TDI. Это разработка компании Volkswagen, которая оснащает такими двигателями обширную линейку моделей своих авто и машин, входящих в состав WAG. Сюда можно отнести автомобили Audi, Volkswagen, Skoda и пр. Хотя справедливо будет называть именно разработчиков компании Audi авторами проекта. Но поскольку они входят в единую группу, принципиального значения это не имеет.
Хотя работа над TDI начала ещё в 70-х годах прошлого века, только в 21 веке эти установки стали действительно завершёнными, работоспособными и высокоэффективными. Приобрести машину с таким двигателем хотят многие. И тому есть ряд объективных причин.
Но прежде чем принимать окончательное решение, рекомендуется детально изучить все особенности этих двигателей, рассмотреть их технические аспекты, учесть сильные и слабые стороны.
Немного истории
Дизельные моторы всегда рассматривались как ДВС с достаточно плохо раскрытым потенциалом. Этим они привлекали к себе внимание большого числа автопроизводителей.
Задачей инженеров было сделать работу мотора менее шумным, более тихоходной и высокооборотистой, что позволило бы устанавливать подобные ДВС на легковые модели автомобилей. Все старания и усердная работа в итоге увенчались успехом, и мир увидел мощный, экономичный и очень экологичный дизельный силовой агрегат, эксплуатационные характеристики которого практически не уступали бензиновому аналогу.
В роли первопроходца выступает компания Audi, которая в 80-х годах выпустила и установила на Audi 80 атмосферный дизельный двигатель с рабочим объёмом 1,6 литра и мощностью 54 лошадиные силы. По мере развития и усовершенствования технологии уже в 1989 году удалось наладить массовую сборку компактных, но при этом мощных и тяговитых турбодизелей, которые и получили всемирно известное название TDI.
Самый первый TDI был представлен в виде 5-цилиндрового мотора объёмом 2,5 литра с интеркулером и турбонаддувом. Всё это позволило добиться мощности в 120 лошадиных сил при крутящем моменте 256 Нм.
Выход этого двигателя на рынок показал, что на него есть большой спрос. TDI стал прекрасной альтернативой бензиновым агрегатам и сумел навязать конкуренцию. От других дизелей TDI выгодно отличались отличной динамикой и малым расходом топлива.
Особенности и преимущества
Первым делом автолюбителей интересует, что же это такое двигатель TDI и как расшифровывается используемая аббревиатура. На самом деле не сложно разобраться в том, что означает TDI и в чём суть этого мотора, если взглянуть на полное название. Полная расшифровка звучит как Turbocharged Direct Injection.
Подобные движки можно встретить не только среди модельного ряда WAG. Есть ряд автомобилей, где в качестве мотора выступает двигатель TDI. Это продукты компаний, с которыми сотрудничает Volkswagen.
Важно заметить, что сама аббревиатура TDI является запатентованной торговой маркой. WAG обладает эксклюзивными правами на неё. Это позволяет без каких-либо опасений покупать автомобиль и быть при этом уверенным, что двигатель принадлежит именно WAG.
Когда Audi вошла в состав WAG, автоконцерн Volkswagen очень быстро выбился в лидеры среди лучших производителей дизельных силовых установок. Используемые инновационные решения и новые технологии позволили получить огромный список преимуществ и привилегий. При этом главными достоинствами турбодизелей TDI считаются:
Хотя дизельные двигатели TDI обладают весомыми преимуществами по сравнению с конкурентами, наиболее весомыми называют прекрасный коэффициент полезного действия и экономичность. Эти два фактора предопределили успех проекта.
Подобных характеристик во многом удалось добиться за счёт более высокого давления впрыска. Если сравнивать с аналогами, у которых этот показатель находится на уровне 1350 бар и не выше, то TDI выдаёт 2050 бар.
В двигателе реализована система, в которой инжектор объединили с топливным насосом. Это позволяет контролировать все процессы впрыска горючего. Подобное нововведение позволило добиться высоких показателей крутящего момента с одновременной плавной работой в разных режимах.
Особая система подачи горючего обеспечивает равномерное и деликатное сжигание топлива, тем самым снижаются до минимума ударные нагрузки. Это привело уже к появлению другого преимущества в виде тихой работы и снижения уровня токсичности выхлопного газа.
Важным шагом для повышения эффективности работы дизеля стало внедрение аккумуляторной системы подачи, то есть Common Rail. С её помощью удалось избавиться от зависимости механизма впрыска от того, какой текущий угол поворота коленчатого вала и рабочий режим мотора. Тем самым были созданы условия для впрыска горючего в рабочие цилиндры под воздействием высокого давления даже тогда, когда мотор работает при минимальных нагрузках.
Несмотря на то, что аккумуляторная система подачи топлива не уступает традиционным системам по ремонтопригодности, а местами её превосходит, тут крайне важно использовать максимально качественное горючее. То есть TDI лучше заправлять на проверенных АЗС.
Можно выделить несколько технологических особенностей этих двигателей, которые выделяют их на фоне конкурентов и позволяют говорить о некоторых уникальных, нестандартных или нетипичных решениях.
Подобные особенности выводят двигатель на лидирующие позиции. Это очень востребованный на рынке мотор, который во многом оправдывает свою стоимость.
По цене это не самый доступный дизельный двигатель. Потому фактор стоимости иногда отпугивает потенциальных покупателей. Чтобы убедиться в справедливости и правильности своего выбора, следует дополнительно изучить мотор и обязательно познакомиться с его потенциальными неисправностями.
Если подводить какой-то итог, то TDI справедливо можно назвать мощными, бесшумными, экологичными моторами, которые минимально загрязняют окружающую среду. Не удивительно, что в Европе наблюдается повышенный спрос на автомобили, оснащённые такими моторами.
Фактор надёжности
Тот факт, что речь идёт о дизельном силовом агрегате с турбонаддувом заставляет некоторых автолюбителей усомниться в факторе надёжности этих двигателей. Якобы из-за турбины существенно снижается долговечность и срок службы агрегата.
Но в действительности всё обстоит несколько иначе. Именно за счёт системы турбонаддува моторы TDI обладают превосходными показателями мощности при небольшом рабочем объёме. Также это повлекло за собой заметное увеличение коэффициента полезного действия.
Рассматриваемые дизельные двигатели можно справедливо называть надёжными. Всё напрямую зависит от конкретных условий эксплуатации и непосредственно от отношения автовладельца к своему транспортному средству.
Чтобы надёжность двигателя действительно подвела, нужно регулярно заправлять машину на дешёвых автозаправочных станциях, где от дизельного горючего только цена и название. То есть именно качество солярки наиболее сильно влияет на работоспособность и исправность TDI.
Если же автомобилист будет выбирать хорошие заправки, заливать проверенное и качественное топливо, а также соблюдать стандартные предписания по своевременному обслуживанию, что нужно делать с абсолютно любым двигателем, то в определённых случаях жизнеспособность TDI сможет достичь 1 миллиона километров пробега. Причём это не фантазии и не показатели при абсолютно идеальных условиях.
Чтобы TDI не подводил, и автовладелец всегда мог рассчитывать на работоспособность и надёжность своего турбодизеля, достаточно знать 3 основных слабых места мотора:
Относительно качества солярки мы разобрались. Тут всё просто и очевидно. Заливайте хорошее топливо, и проблем будет минимум.
Что же касается такого слабого места как форсунки, их работоспособность и жизненный цикл самым непосредственным образом связан с первым пунктом, то есть с качеством горючего. Если заливать достойную солярку, поддерживая в хорошем общем состоянии топливную систему, форсунки смогут прослужить долго и надёжно. При необходимости их можно поменять. Процедура не самая сложная и не особо дорогая, если автовладелец решит обратиться за помощью в автосервис.
Отдельного внимания заслуживает турбина или турбокомпрессор, используемый на TDI для повышения мощности, производительности и эффективности. Турбина всегда выступает слабым местом на любом моторе с турбонагнетателем, поскольку её ресурс заметно меньше, чем ресурс самого двигателя.
Практика показывает, что в среднем турбина на TDI может верой и правдой прослужить от 120 до 160 тысяч километров. Затем требуется замена.
Учитывая скорость износа турбонагнетателя на многих двигателя конкурентов TDI, у разработки WAG очень достойные показатели. Этот ресурс выглядит вполне приемлемо и продолжительно как для турбомотора.
Тут важно понимать ещё один момент. Разработка двигателей и машин ведётся сейчас таким образом, что производители не рассчитывают на эксплуатацию в течение 15-20 лет. В Европе и США принято менять машины через 3-8 лет, поскольку они вырабатывают постепенно свой ресурс, ухудшаются показатели экологичности и пр. У нас же даже 10-15 лет эксплуатации считается нормой.
Тех же европейцев особо не беспокоит, что ресурс турбины составляет 160 тысяч километров. При достижении этого пробега машина отправляется в утиль или продаётся за рубеж. Купив такую машину и поменяв турбокомпрессор, на ней спокойно можно ездить ещё минимум 100-120 тысяч километров.
Уже понимая, что значит TDI, и что обозначают буквы в этой аббревиатуре, не лишним будет внимательнее изучить технические аспекты этих турбодизелей. И тогда вы сможете решить для себя, стоит ли покупать автомобили, под капотом которых стоят моторе, обозначенные буквами TDI.
Система впрыска топлива
Когда дизельные двигатели находились на самых ранних этапах своего развития, совместная работа топливного насоса (ТНВД) и механических форсунок позволяла добиться давления не более 40 бар.
Если брать современный дизель, он способен выдавать по 1600 бар и даже выше. Подобная тенденция роста давления объясняется тем, что на смесеобразование в дизелях даётся совсем немного времени.
Когда коленчатый вал вращается со скоростью около 2 тысяч оборотов в минуту, на создание смеси дизельного горючего и воздуха даётся буквально несколько миллисекунд. Чем выше скорость вращения вала, тем меньше этот временной отрезок.
Для создания однородной и качественной смеси требуется высокое давление. Если давление оказывается низким, смесь обладает плохим качеством, не полностью сгорает, из-за чего падает КПД и растёт токсичность выхлопа.
В старых дизелях ответственным за давление узлом выступал ТНВД, работающий в тандеме с механическими форсунками. Современные дизельные моторы оснащаются специальной системой, которая носит название Common Rail.
Если ТНВД просто может создавать давление в магистрали, то пьезоэлектрические форсунки в системе TDI могут подавать (впрыскивать) строго определённый объём топлива в цилиндры за крайне малый временной промежуток. Время впрыска и образования топливовоздушной смеси занимает буквально 0,2 миллисекунды и даже меньше. Соответствующие команды подаются через блок управления.
Фактически вся суть развития технологии дизельных двигателей напрямую связана с увеличения давления впрыска горючего и повышение эффективности функционирования турбонагнетателя.
Система турбонаддува в TDI
Ошибочно считать, что эффективная работа системы турбонаддува влияет только на динамику автомобиля. На деле она оказывает непосредственное влияние на столь важные характеристики как экологичность и экономичность.
Чтобы турбонаддув работал максимально эффективно и правильно, требуется широкий диапазон функционирования. Именно поэтому в TDI используется система с изменяемой геометрией турбины.
Если сравнивать с обычной турбиной, то конструкция с изменяемой геометрией позволяет регулировать направление и величину потока отработанного газа. Подобная особенность способствует заметному увеличению частоты вращения турбины в зависимости от конкретного режима работы мотора. Турбокомпрессор при этом получает повышенную производительность.
То есть в TDI реализован принцип, по которому в двигателе всегда создаётся оптимальное давление на всех режимах и оборотах двигателя. С помощью нагнетателя фактически удаётся дозировать энергию потока отработанного газа.
Тут стоит выделить несколько нюансов, во многом объясняющих преимущества системы турбонаддува в моторах TDI.
У TDI отмечается относительно небольшой ресурс турбины. Но тому есть логическое объяснение. Здесь применяется турбина с изменяемой геометрией. А потому при работе компрессор вращается со скоростью до 200 тысяч оборотов в минуту, параллельно взаимодействуя с потоками воздуха от выхлопа, температура которого может достигать 1000 градусов Цельсия.
Именно эти механические и температурные нагрузки, а также некоторые конструктивные особенности TDI приводят к износу. В результате требуется ремонт или полная замена изношенного турбокомпрессора.
Как избежать неисправностей
Если вы планируете эксплуатировать автомобиль, оснащённый двигателем TDI, более 5 лет с момента его выпуска, то предотвратить износ турбокомпрессора даже при огромном желании не получится. У системы есть свой ресурс, который ограничивается максимум на 200 тысячах километров. Когда пробег превысит это значение, компрессор придётся менять.
Но для современного автомобиля ресурс в 200 тысяч уже неплохо. Ведь тут речь идёт только о турбокомпрессоре, в то время как сам турбодизель вполне может прожить около 1 миллиона километров.
Зная слабые места TDI, которыми выступают форсунки, турбина и зависимость от качества дизельного топлива, серьёзные неисправности можно предотвратить. Для этого нужно придерживаться нескольких простых правил.
При всех своих достоинствах, конструкция TDI не позволяет выполнять целый ряд ремонтных работ своими силами. Рисковать и вмешиваться в конструкцию турбодизеля без соответствующих навыков, опыта и знаний не рекомендуется. Обслуживаться лучше на специализированных автосервисах, где прекрасно знакомы со всеми нюансами TDI и смогут качественно провести не только диагностику, но и ремонтные работы.
Моторы TDI стали настоящим прорывом в мире дизельных силовых установок. Причём на достигнутом успехе разработчики не останавливаются. Им принадлежат знаковые рекорды в плане экономичности и экологичности. Хотя такие двигатели несколько повышают стартовую стоимость автомобиля, это превосходная альтернатива не только обычным дизелям, но и современных бензиновым двигателям. Потому порой лучше заплатить больше, но получить под капотом мотор с аббревиатурой TDI.