Дизельные двигатели tdi. TDI двигатель: что это такое

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Common rail с английского переводится дословно как общая магистраль

Diesel Injection — впрыск дизеля

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

принципы работы этого двигателя

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

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

DCi — дизельный двигатель производства РЕНО, про него немного

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

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

D — использует компания БМВ для обозначения дизельных двигателей

Tdi- Дизельный двигатель,Турбированный

SDI — Атмосферный дизель (на VW)

>Какой двигатель лучше TDI или CDI

Характеристики дизельных двигателей TDI и CDI

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

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

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

История создания мотора TDI

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

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

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

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

Особенности и преимущества двигателя TDI

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

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

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

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

Топливный впрыск в моторах TDI

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

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

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

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

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

Турбонаддув TDI: турбина с изменяемой геометрией

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

Ведущие производители турбин в мире используют следующие названия:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Первичные двигатели

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

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

Паровые машины

Основная статья: Паровая машина

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

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

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

Двигатель Стирлинга

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

Паровая турбина

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

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

Двигатель внутреннего сгорания

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

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

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

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

Вторичные двигатели

Электродвигатели

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

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

Пневмодвигатели и гидромашины

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

Классификации

По источнику энергии

Двигатели могут использовать следующие типы источников энергии:

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

По типам движения

Получаемую энергию двигатели могут преобразовывать к следующим типам движения:

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

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

• линейные;
• индукционные;
• пьезоэлектрические.

Некоторые типы электроракетных двигателей:

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

По устройству

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

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

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

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

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

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

Реактивные двигатели

Воздушно-реактивные двигатели:

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

Ракетные двигатели

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

По применению

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

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

Сокращенное название дизельного двигателя TDI расшифровывается как Turbocharged Direct Injection. Творение инженеров-конструкторов компании Volkswagen на автомобильном концерне.

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:

– экологичность;

– экономичность;

– компактность;

– мощность.

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. 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, 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 . 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.

Двигатель 1.9 TDI (ALH) выпускался приблизительно с 1997 года по 2006. Его можно встретить на автомобилях концерна VAG, относящихся к бюджетным сегментам. В частности, широкое распространение мотор 1.9 TDI (ALH) получил на Skoda Octavia и Seat Leon первых поколений. Его также можно обнаружить под капотами Volkswagen Golf 4, Bora/Jetta, New Beetle, Caddy, Polo и даже Ford Galaxy и Audi A3. Данный силовой агрегат развивает 90 л.с. при 3750 об/мин и 210 Нм при 1900 об/мин.

Топливная система мотора 1.9 TDI (ALH) основана на распределительном ТНВД. Ни о каких насос-форсунках и, тем более, Common Rail, речи не идет.

1.9 TDI (ALH) - это просто и надежно

Этот двигатель ценится за простую и надежную конструкцию «родом из 1990-х». Только, в отличие от своих предков, этот мотор был оснащен турбиной с изменяемой геометрией направляющего аппарата и системой EGR.

У двигателя 1.9 TDI (ALH) есть и более простая модификация , обозначенная индексом AGR . Этот вариант развивает тот же крутящий момент и мощность (90 л.с.), только ее пик приходится на 4000 об/мин. Мотор AGR условно еще бюджетнее: изначально он оснащался простым одномассовым маховиком , тогда как ALH всегда был с двухмассовым. К слову, AGR начали оснащать двухмассовым маховиком, начиная с 100001-го экземпляра.

Также моторы отличаются турбинами. Если в ALH турбина с продвинутым управлением и изменяемой геометрией, то турбина AGR проще, без геометрии и управляется через перепускной клапан («байпас»). Пресловутый клапан-регулятор наддува (N75) присутствует на обоих моторах . Только на ALH он управляет вакуумным приводом-актуатором геометрии турбины, на AGR – управляет давлением, открывающим перепускной клапан.

Двигатель 1.9 TDI (ALH) можно по выгодной цене купить у компании "МоторЛэнд" с гарантией.

Проблемы мотора 1.9 TDI (ALH ), или как убить один из самых ресурсных двигателей

Откровенных конструктивных проблем или недоработок в моторе 1.9 TDI (ALH и AGR) в целом нет. Все проблемы этих моторов возникают по простым причинам: из-за отсутствия нормального обслуживания и общей запущенности силового агрегата. Для продления срока службы (а ресурс этого мотора легко превышает 500 000 км) двигателя ALH нужно периодически:

• проводить компьютерную диагностику;
• проверять работоспобность ТНВД и форсунок;
• очищать впускной коллектор о нагара, сажи и маслянистых отложений;
• контролировать состояние турбины.

Вообще, почти все беды мотора 1.9 TDI (ALH) кроются в системе EGR и турбине.

Двигатель 1.9 TDI (ALH) не заводится

Нередко двигатель 1.9 TDI (ALH) отказывается заводится. Первым делом нужно проверить заслонку, расположенную в клапане EGR. Эта заслонка (ее обычно называют дроссельной, хотя на самом деле она предназначена для ограничения притока воздуха ради добавления выхлопных газов, поступающих через клапан EGR) собственно предназначена для того, чтобы дизельный двигатель плавно заглушился после выключения зажигания: она перекрывает впускной коллектор, в отсутствии притока воздуха двигатель останавливается плавно.

Если из-за сажи заслонка зависнет в закрытом положении, то двигатель не заведется. Шток этой заслонки легко доступен, в большинстве случаев ее можно открыть вручную, просто надавив на шток. Если двигатель заведется, то весь клапан EGR надо снять и очистить от нагара.

Двигатель 1.9 TDI (ALH) не развивает мощность

Часто мотор 1.9 TDI (ALH) перестает тянуть и развивать нормальную мощность. Обычно это происходит внезапно, после ускорения до 130 км/ч и выше. После снижения скорости двигатель перестает развивать нормальную мощность и вяло реагирует на акселератор. Такие симптомы свидетельствуют о том, что «геометрия» турбины «зависла» в положении минимального угла атаки лопаток, что как раз соответствует режиму высокой нагрузки (когда потока выхлопных газов к турбинному колесу предостаточно для обеспечения высокой производительности турбины). Причин «зависания» механизма геометрии несколько:

1. нужно проверить ее работоспособность. Делается это на работающем на холостых оборотах двигателе. Нужно отсоединить вакуумную трубку от актуатора (пневмоклапана, «грибка») привода геометрии, а затем надеть ее на место. При этом шток актуатора при отсоединении трубки должен уйти вниз, а после надевания трубки должен плавно пойти вверх. Если ничего такого не происходит: шток не движется или перемещается с рывками, то механизм геометрии изношен. Турбину лучше всего отдать на восстановление.
2. если «геометрия» работает нормально, далее нужно переходить к компьютерной диагностике и запускать проверку «базовых установок» управления турбины. Система проверит работоспособность клапана управления наддувом (клапан N75), который как раз управляет тем самым пневмоклапаном. Если шток актуатора не перемещается, то неисправность стоит искать в клапане N75 или в трубках-шлангах. Этих трубок три: вакуумная, «атмосферная» и управляющая турбиной (она соединяется непосредственно с пневмоклапаном). Все трубки имеют свойство перетираться. Если есть утечка вакуума, то геометрия турбины не переходит в положение максимального угла атаки направляющих лопаток и происходит «недодув» турбины. Если есть утечка по атмосферной трубке, то «геометрия» турбины не может перейти в режим минимального угла атаки, и в результате происходит «передув» турбины, что ощущается при ускорениях и высоких нагрузках на двигатель. При этом система управления турбиной при высоких отклонениях от нормы давления во впускном коллекторе подает команду клапану N75 на перевод лопаток турбины в положение минимального угла атаки, чтобы тем самым снизить давление во впуске. Мощность двигателя падает. Если заглушить мотор и вновь его завести, то аварийный режим управления турбиной отключается. Но лишь до той поры, пока давление наддува снова не отклонится от нормы.
3. снижение мощности двигателя проявляется при потере герметичности впускного коллектора. Обычно образуется отверстие в интеркулере, через которое стравливается воздух.

Двигатель 1.9 TDI (ALH) развивает избыточную мощность

А вот обратная ситуация, когда мотор 1.9 TDI (ALH) вдруг начинает ехать очень резво, обычно заканчивается серьезной неприятностью. Но сначала по поводу «ехать резво» нужно отметить два момента:

1. геометрия турбины внезапно может заклинить в положении, обеспечивающем высокое давление наддува.
2. после установки новой исправной турбины мотор может вернуться к исходным параметрам наддува и мощности.

В описанных выше ситуациях происходит следующее: нормальный или высокий поток сжатого турбиной воздуха выдувает из интеркулера масло , которое копилось там месяцами.

Откуда масло в интеркулере? Как правило, все турбодизеля «отправляют» некоторые порции масла во впуск. Но избыточное количество масла во впуске и в интеркулере в частности появляется там из-за износа картриджа турбины. И двигатель может работать на этом масле, но совсем недолго. Масло, подхваченное быстрым потоком сжатого турбиной воздуха, попадает в камеры сгорания, скорость работы двигателя резко увеличивается, словно при максимальной подаче топлива. Но при этом ограничителя подачи этого альтернативного топлива просто нет, и масло буквально потоком идет в цилиндры, сгорает там.

При этом скорость работы мотора вырастает до запредельной. Двигатель либо разрушается (с отрывом шатунов и прочим) либо заклинивает от перегрева . Бывают случаи, что в цилиндры поступает так много масла, что происходит гидроудар . Собственно, «разнос» – это единственная причина, по которой двигатель 1.9 TDI (ALH) «умирает». Известны случаи, когда мотор шел в разнос из-за новой и полностью рабочей турбины, которая была установлена без предварительной очистки впускного коллектора.

Редко серьезные повреждения мотору 1.9 TDI (ALH) наносят льющие форсунки или неисправный ТНВД . Из-за избыточной подачи топлива в цилиндры прогорают поршни . Однако проблему с подачей топлива можно заметить заранее, по увеличившемуся расходу и проблемам с запуском двигателя.

В целом, мотор 1.9 TDI (ALH) получился относительно простым и надежным. Проблемы с ним возникают из-за возраста, километража, экономии на обслуживании, диагностике и игнорировании начинающихся проблем с турбиной. Если этот двигатель все-таки вышел из строя, купить агрегат 1.9 TDI (ALH) для Skoda Octavia, Volkswagen Golf и других автомобилей вы можете у компании "МоторЛэнд" .

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.

Турбонаддув двигателя TDI – назначение, конструкция и принцип работы

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.

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 (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!

В чём разница между двигателями HDI, TDI и SDI

Сeгoдня экoнoмичнocть мoжнo нaзвaть oдним из нaибoлee вaжных и peшaющих фaктopoв, из вceх, кoтopыe влияют нa пoкупку aвтoмoбиля. Этo пoнятиe включaeт в ceбя бoлee экoнoмный pacхoд тoпливa и бoлee длитeльный cpoк cлужбы caмoгo aгpeгaтa. И кaк вceгдa, пpи peшeнии этoгo вoпpoca, нa пepвый плaн выхoдит бopьбa мeжду дизeлeм и бeнзинoм. Пpи этoм, мoжнo oтмeтить, чтo и oдин и втopoй вид двигaтeля имeют дocтaтoчнoe кoличecтвo плюcoв и минуcoв. В тo жe вpeмя, мoжнo oтмeтить, чтo имeннo двигaтeль дизeльнoгo типa дaeт вoзмoжнocть умeньшить pacхoд тoпливa нa 25-50%, a cpoк их жизни бoлee длитeлeн, нeжeли cpoк жизни бeнзинoвых aгpeгaтoв.

Тaк чтo жe лучшe: дизeль или бeнзин? Пpeждe вceгo, cтoит oтмeтить, чтo пoпуляpнocть дизeльных aгpeгaтoв в Рoccии нaмнoгo мeньшe, чeм их пoпуляpнocть в Евpoпe. Хoтя пoклoнники тaких двигaтeлeй oднoзнaчнo ecть, a их чиcлo пocтoяннo pacтeт. Спpoc нa дизeль в Евpoпe дocтaтoчнo бoльшoй и пo этoй пpичинe, eвpoпeйcкиe aвтoмoбильныe кoнцepны пocтoяннo coвepшeнcтвуют двигaтeли тaкoгo типa. Тaкoe cтpeмлeниe к улучшeнию cтaлo пpичинoй тoгo, чтo нa pынкe cтaли пoявлятьcя дизeли, кoтopыe имeют нeкoтopыe oтличия в кoнcтpукции. Сaмыми извecтными cpeди них мoжнo нaзвaть мoдeли c aббpeвиaтуpaми HDI, TDI, SDI. Пoэтoму в дaннoй cтaтьe мы пocтapaeмcя paзoбpaтьcя, чeм имeннo эти мoдeли oтличaютcя дpуг oт дpугa?
Еcли гoвopить o мapкиpoвкe, тo буквы DI oбoзнaчaют, чтo в дaннoй мoдeли иcпoльзуeтcя cиcтeмa, paбoты кoтopoй ocнoвaнa нa нeпocpeдcтвeннoм впpыcкe тoпливa в кaмepу cгopaния. Пpинцип paбoты тaкoй cиcтeмы ocнoвaн нa тoм, чтo фopcунки имeют oбщий кaнaл, в кoтopый и пocтупaeт тoпливo пoд дocтaтoчнo выcoким дaвлeниeм. Аббpeвиaтуpa HDI и SDI oбoзнaчaeт oтcутcтвиe туpбoнaддувa, тo ecть дaнныe дизeли мoжнo нaзвaть пpибopaми aтмocфepнoгo типa. В cвoю oчepeдь, мoдeли c мapкиpoвкoй TDI oтличaютcя нaличиeм туpбoнaддувa, чтo в знaчитeльнoй cтeпeни влияeт нa увeличeниe КПД двигaтeля.

Дизeльный двигaтeль HDI

Дизeльныe двигaтeли, кoтopыe oбoзнaчaютcя этoй aббpeвиaтуpoй, пpeдcтaвляют coбoй paзpaбoтку oднoгo из aвтoмoбильных гигaнтoв, кoнцepнa PSA Peugeot Citroen. Эти cилoвыe aгpeгaты, в cвoeй paбoтe иcпoльзуют cиcтeму Common Rail. Этa cиcтeмa, кoтopoй хapaктepeн пpямoй впpыcк тoпливa в кaмepу cгopaния, oбecпeчилa вoзмoжнocть умeньшить pacхoд тoпливa нa 15%, увeличить мoщнocть нa 40%, a тaкжe cнизить пoкaзaтeли шумa нa 10дБ. Дизeльныe двигaтeли HDI oтличaютcя бoлee длитeльным cpoкoм cлужбы. Тaким oбpaзoм, мoжнo oтмeтить, чтo выпoлнeниe диaгнocтики нa СТО мoжeт пpoвoдитьcя иcхoдя из pacчeтa oдин paз нa 30 тыc.км. Кpoмe тoгo, мoжнo oтмeтить, чтo peмeнь ГРМ, a тaкжe peмни нaвecных aгpeгaтoв нe пepecтaют функциoниpoвaть нa пpoтяжeнии вceгo cpoкa cлужбы двигaтeля.

Дизeльный двигaтeль ТDI

Кaк ужe упoминaлocь paнee, дизeльный двигaтeль ТDI иcпoльзуeт в cвoeй paбoтe туpбoнaддув, кoтopый oбecпeчивaeт вoзмoжнocть нapaщивaния мoщнocти. Пpи этoм, пoкaзaтeли экoнoмичнocти ocтaютcя нa выcoкoм уpoвнe, a чиcтoтa выхлoпa вceгдa пoлнocтью cooтвeтcтвуeт cтaндapтaм. Впepвыe тaкиe мoдeли двигaтeлeй cтaл иcпoльзoвaть в paбoтe кoнцepн Volkswagen. Мoдeли тaкoгo типa oтличaютcя нaдeжнocтью и нeпpихoтливocтью в paбoтe. Единcтвeнным нeдocтaткoм дизeльных двигaтeлeй TDI мoжнo нaзвaть нeбoльшoй pecуpc туpбины, кoтopый paccчитaн нa 150 тыc. км. А вoт caм двигaтeль имeeт pecуpc в oдин миллиoн килoмeтpoв.

Двигaтeль SDI

Тeм, кoгo нe пpeльщaeт пepcпeктивa дopoгocтoящeгo peмoнтa мoжнo пopeкoмeндoвaть oбpaтить внимaниe нa двигaтeли мoдeли SDI. Этa мoдификaция cилoвых aгpeгaтoв oтличaeтcя бoльшoй уcтoйчивocтью к пpoбeгaм, a тaкжe нaдeжнocтью, кoтopaя oбecпeчивaeтcя пpocтoтoй кoнcтpукции.
Нa ceгoдняшний дeнь мoжнo oтмeтить, чтo paбoтa тeхнoлoгий HDI, TDI, SDI ocнoвывaeтcя нa cиcтeмe Common Rail тpeтьeгo пoкoлeния, кoтopoe oтличaeтcя иcпoльзoвaниeм пьeзoэлeктpичecких инжeктopoв, кoтopыe дaют вoзмoжнocть бoлee тoчнo пpoизвoдить впpыcкивaниe и пoвышaют дaвлeниe пoдaчи тoпливa. В пpинципe cчитaeтcя, чтo вce двигaтeли, кoтopыe имeют тaкую мapкиpoвку, имeют нeмнoгo oтличий, a их cимвoликa пpeдcтaвляeт coбoй oпpeдeлитeль пpoизвoдитeльнocти cилoвых aгpeгaтoв. Имeннo пoэтoму выдeлить лидepa из этих тpeх нaимeнoвaний дoвoльнo тpуднo. Единcтвeнный вывoд, кoтopый мoжнo cдeлaть, этoт пpизнaть фaкт тoгo, чтo выбop дизeля oпpaвдaн и пepcпeктивeн.

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:

• мощность;
• экономичность;
• компактность;
• экологичность.

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.

Моторы семейства TDI являются линейкой 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 можно встретить на различных дизельных моделях автомобилей, производители которых входят в состав концерна WAG (Audi, Volkswagen, Skoda и т.д.)

Читайте в этой статье

История создания мотора TDI

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

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

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

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

Особенности и преимущества двигателя TDI

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

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

Сегодня дизельный двигатель TDI сравнительно с аналогами имеет ряд преимуществ, среди которых отдельно выделяют топливную экономичность и . 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

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

Турбонаддув TDI: турбина с изменяемой геометрией

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

Ведущие производители турбин в мире используют следующие названия:

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

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

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

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

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

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

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

Главная » Priora » Дизельные двигатели tdi. TDI двигатель: что это такое