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. 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.
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.
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.
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.
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.
Поделитесь информацией с друзьями:
Дизельный мотор 1.2 TDI CR/DPF (с 2009)
- Количество цилиндров: 3
- Рабочий объём 1199 см3
- Тип впрыска: непосредственный Common Rail (CR)
- Турбокомпрессор с изменяемой геометрией.
- Сажевый фильтр DPF.
- Форсунки: электромагнитные клапана компании Delphi.
- Рекордно низкое значений расхода дизтоплива — 3,3 л/100 км.
- Турбокомпрессор с изменяемой геометрией лопастей.
Система Start/Stop, работа заключается в автоматическом выключении двигателя на свободной передаче после полной остановки и повторного запуска при нажатии сцепления. Старт-стоп применяется в условиях городского движения.
Блок цилиндров
РИС.1
Диаметр цилиндра составляет 79,5 мм, ход — 80,5 мм
Балансирный вал
РИС 2
Служит для гашения колебаний двигателя. Приводится в действие цепным приводом от коленчатого вала, однако с противоположным вращением движения коленвала.
Коленчатый вал
РИС 3
Уравновешен противовесами в районе 1 и 3 цилиндра.
Головка блока цилиндров
РИС 4
ГБЦ с расположением по два впускных и два выпускных клапанов на каждый цилиндр.
Клапанная крышка ГБЦ
РИС 5
Привод ГРМ (зубчатый ремень)
РИС 6
Приводит в действие;
- Распредвал выпускных клапанов.
- ТНВД с Common Rail.
- Насос охлаждения.
Привод навесных узлов двигателя
В данной модели с учетом комплектации допускается два варианта;
- Автомобиль без компрессора кондиционера
РИС. 7
Приводит в действие только генератор. При использовании ремня Flexi Belt установка натяжного ролика не требуется.
- Автомобиль с кондиционером
РИС 8
Приводятся обычным поликлиновым ремнём с применением натяжной ролик.
Система смазки
Масляный насос
РИС. 9
Дизельный двигатель tdi в системе смазки использует насос Duocentric. Онвстроен в блок балансирного вала и приводится от коленвала цепным приводом. Конструктивно оснащен клапаном избыточного давления которое возникает при низких температурах окружающей среды и высоких оборотах двигателя. В случае засорении фильтра открывается перепускной клапан который работает в обход масляного фильтра.
Масляный поддон
РИС 10
Установлена дополнительная ёмкость и датчик уровня и температуры масла.
Впускной коллектор с заслонками впускных каналов
РИС. 11
Поток всасываемого воздуха регулируется посредством тяги от электродвигателя привода заслонок. Управление электродвигателем осуществляется от ЭБУ. Имеется датчик (потенциометр) положения заслонок впускных каналов, который передаёт в блок управления информацию о текущем положении заслонок.
РИС. 12
Конструктивно впускной коллектор устроен так, что при разных режимах работы создается оптимальное движение воздуха в камере сгорания.
Электронный блок управления
РИС 13
Дизельный двигатель tdi 1.2 использует ЭБУ фирмы производителя Delphi DCM (Diesel Control Moduleя).
Так, блок получает информацию от многочисленных датчиков двигателя (система датчиков) и передает сигналы управления на исполнительные элементы двигателя.
В систему датчиков передающих информацию входят датчики;
- Числа оборотов двигателя.
- Холла.
- Уровня и температуры масла.
- Датчик детонации
- Температуры охлаждающей жидкости.
- Температуры охлаждающей жидкости на выходе из радиатора.
- Два датчика положения педали акселератора.
- Положения педали сцепления.
- Температуры воздуха на впуске.
- Температуры топлива.
- Давления топлива.
- Лямбда зонд.
- Три датчика температуры ОГ.
- Потенциометр системы рециркуляции ОГ.
- Давления ОГ.
- Расходомер воздуха.
- Потенциометр положения заслонок впускных каналов (впускной коллектор).
- Потенциометр воздушной заслонки (в блоке воздушной заслонки).
Принимая сигналы от датчиков ЭБУ передает сигналы управления на исполнительные механизмы;
- Топливный насос и реле подачи топлива по напорной магистрали.
- Клапан дозирования топлива.
- Регулятор давления топлива.
- Форсунки.
- Электромагнитный клапан ограничения давления наддува.
- Электродвигатель привода заслонок впускных каналов.
- Блок воздушной заслонки.
- Клапан рециркуляции ОГ.
- Переключающий клапан радиатора системы рециркуляции ОГ.
- Нагревательный элемент лямбда зонда.
- Блок управления свечей накаливания.
Рассмотрим составляющие элементы системы подробно
Топливный насос
РИС. 14
Встроен в топливный бак и включается при пуске двигателя блоком управления двигателя через реле. Во время работы насос постоянно подаёт топливо с давлением 6 бар, в подающую магистраль (к ТНВД).
Регулятор давления топлива в подающей магистрали
РИС 15
Установлен на днище автомобиля, с правой стороны топливного бака. Регулятор поддерживает давление 5 бар. При превышении допустимого давления, мембранный клапан регулятора давления открывается и излишки топлива возвращает обратно в топливный бак.
Топливный фильтр
Задерживает примеси дизельного топлива, предотвращает попадание их в узлы системы впрыска.
