Что такое tdi двигатель: Особенности двигателя TDI в автомобилях Volkswagen

Содержание

Особенности двигателя TDI в автомобилях Volkswagen

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.

Главные положительные стороны TDI

Двигательное устройство TDI отличает экономное расходование. Важнейшими его положительными сторонами считаются:

незначительное топливное потребление;
небольшой объем выбросов вредоносных веществ;
надобность лишь изредка проводить автосервисные работы и техобслуживание.

Непосредственно во время низких оборотов получается в значительной мере увеличить мощность до предельной вращательной частоты.

Происходит улучшение показателей разгона, а заодно качества рабочей динамики. Повышенный крутящий момент заодно обеспечивает предельное удобство от вождения автомобиля, который оснащен двигательным устройством TDI.

Прямой либо предварительный топливный впрыск?

Двигатели с прямым топливным впрыском осуществляют довольно жесткое топливное сжигание. В итоге при охлажденном запуске, как правило, появляется отличительный гул. Во избежание этого дизельное топливо впрыскивается предварительно.

Перед главным циклом непосредственно в камеру сгорания происходит топливная подача в малом объеме. Давление в камере повышается не немедленно, а понемногу, поэтому сгорание становится «мягким».

Уменьшение вредоносных выбросов

После того, как топливо предварительно впрыскано, происходит постинжекционный процесс, приводящий к уменьшению выброса вредоносных веществ. Минимизируются азотные оксиды в выхлопе за счет того, что в камеру сгорания попадает немного топлива исходя от оборотов. Когда смешиваются воздух, который поглощается, а заодно выхлопные газы, в камере уменьшается температурный режим, поэтому происходит сокращение объема азотных оксидов.

Двигательный турбонагнетатель

В моторах TDI используется турбонагнетатель с изменяющейся геометрией, что дозволяет осуществлять сжимание воздуха, который поглощается. За счет этого увеличивается объем поглощаемого воздуха в камере. В итоге мощность мотора повышается при прежней объемности и на таких же оборотах.

Две турбины формируют устройство турбонагнетателя. Находящаяся в выпускном тракте турбина, начинает вращаться от исходящей массы выхлопных газов. Она начинает двигать компрессорное колесо, которое осуществляет сжатие воздуха непосредственно на впуске. Воздух, нагреваемый во время сжатия, подвергается охлаждению и затем поступает в камеру. Так как при снижении температурного режима объем воздуха также уменьшается, то и в камере его оказывается больше.

Изменение турбинной геометрии

Система VTG сегодня довольно успешно употребляется в моторах TDI.

Во время малых оборотов и незначительном газовом объеме блок контроля меняет местоположение механических устремляющих лопастей, при которых происходит сужение диаметра. Это способствует ускорению газового потока и усилению давления. При повышении оборотов мотора происходит усиление выхлопного давления, поэтому блок контроля наоборот повышает трубопроводный диаметр. Подобные нагнетатели способствуют приданию дополнительной мощности мотору, уменьшая объем выбросов и увеличивая приемистость.

TDI двигатель: что это такое?

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

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое система EGR. Из этой статьи вы узнаете о назначении и принципах работы системы рециркуляции отработавших газов бензинового и дизельного двигателя.

Содержание статьи

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.

Надежность дизельных TDI

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

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

Топливный впрыск в моторах TDI

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

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

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

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

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

Турбонаддув TDI: турбина с изменяемой геометрией

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

Ведущие производители турбин в мире используют следующие названия:

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.

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.
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.
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.

Подведем итоги

Благодаря наработкам и инженерным решениям компании Audi дизельному двигателю удалось подняться на новую ступень своей эволюции. Экономичность моторов TDI является своеобразным рекордом. Модель Audi 100 TDI прошла 4 814,4 километра на запасе топлива, равному всего одному полному топливному баку. Средняя скорость движения составляла около 60 км/ч, при этом средний расход горючего оказался на отметке чуть более 1.7 л на 100 км. Также моторы TDI вплотную теснят бензиновые агрегаты не только на улицах, но и на гоночных треках. Отличным примером можно считать дизельную Audi R10 TDI, которая регулярно завоевывает победы на сложнейших трассах.

Напоследок добавим, что основным залогом долгой жизни как мотора TDI, так и любого другого, является правильный подбор и своевременная замена моторного масла, грамотная эксплуатация и езда на качественном топливе, а также профессиональный сервис. Соблюдение данных условий позволит двигателю и другим смежным системам сохранять работоспособность не одну сотню тысяч километров.

общий анализ, плюсы и минусы мотора

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. 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.

Поделитесь информацией с друзьями:

TDI Power — движущая сила. Всё, что нужно знать о двигателе TDI

Густой черный дым из выхлопной трубы, грязная ветошь и неприятный запах — давно в прошлом. Дизельные моторы сегодня — это экономичность, чистота, высокая мощность и уникальные динамические характеристики, которые позволяют дизельным автомобилям TDI выигрывать не только «светофорные» гонки, но и престижные кольцевые, в числе которых «24 часа Ле Мана». Так в чем же прелесть современного дизельного мотора и чем он отличается от своих «древних» собратьев?

Начнем с истоков. Сам по себе дизельный мотор не такой уж и древний — патент на двигатель внутреннего сгорания с «воспламенением от сжатия» был получен немецким изобретателем Рудольфом Дизелем в 1893 году, то есть спустя 33 года после изобретения самого двигателя внутреннего сгорания, работавшего, кстати, не на бензине, а на газе. Суть изобретения Дизеля заключалась в том, что топливо воспламенялось не от искры, а вследствие высокой температуры воздуха в цилиндре. В разогретый посредством сжатия воздух подавалось дизельное топливо, которое самопроизвольно воспламенялось. Но изобретение Рудольфа Дизеля нашло применение не сразу, а первый экспериментальный двигатель и вовсе взорвался, чудом не убив собиравших его механиков. Однако работы не прекращались, и вскоре появились работоспособные установки, которыми заинтересовались во многих отраслях промышленности. Из-за огромных размеров и массы первые дизельные двигатели были стационарными, затем их стали использовать в судостроении, и лишь в 1924 году дизель был установлен на грузовые автомобили, работающие на «тяжелом топливе». При плотности 0,85 г/см3 дизтопливо действительно тяжелее бензина, плотность которого составляет 0,72-0,75 г/см3.

Пьезоинжекторы

Эти устройства впрыскивают четко дозированное количество топлива в цилиндры двигателя менее чем за 0,2 миллисекунды. Для сравнения: человеческому веку требуется 200 миллисекунд для того, чтобы моргнуть.

Литр на 100 км

История дизельных моторов Audi началась в 1980 году, когда под капотом Audi 80 появился атмосферный 54-сильный дизель объемом 1,6 литра. Затем инженеры и конструкторы компании взялись за решение самой сложной задачи: разработать компактный и мощный дизельный двигатель с прямым впрыском. В 1989 цель была достигнута и в производство запустили первый в мире турбодизельный двигатель, получивший обозначение TDI. Пятицилиндровый агрегат объемом 2,5 литра с турбонаддувом и промежуточным охлаждением нагнетаемого воздуха имел мощность 120 л.с. и обеспечивал крутящий момент 256 Нм при 2250 оборотах в минуту.

Турбодизельные двигатели сразу же начали пользоваться успехом. Новая на тот момент технология значительно опережала достижения конкурентов как по динамике езды, так и по расходу топлива.

Мощь, скорость, экономичность

Современные двигатели TDI практически ни в чем не уступают своим бензиновым собратьям. А в чем-то даже превосходят их.

Компания Audi доказала потрясающую экономичность первого TDI, организовав зрелищное путешествие, которое побило все рекорды экономии топлива. Автомобиль Audi 100 TDI проехал 4 814,4 километра по девяти европейским странам на одном топливном баке. При средней скорости 60,2 км/ч средний расход топлива составил всего лишь 1,76 л на 100 километров!

Как это работает

Процесс сгорания топлива в цилиндре дизельного мотора — это своего рода взрыв. Взрыв управляемый, высокоточный. Точность этого взрыва на многих моторах обеспечивается механическим устройством, именуемым топливным насосом высокого давления (ТНВД). Такие насосы, работая в паре с обычными пружинными форсунками, впрыскивают топливо в цилиндры под давлением 20-40 Бар.

Эволюция дизельных моторов в конце концов привела к тому, что ТНВД лишь создает давление в общей топливной магистрали, а моментом впрыска управляет электроника — механические форсунки уступили место пьезоэлектрическим. Такая система питания получила название Common Rail (в дословном переводе с английского — общая магистраль). А на некоторых моторах применяются еще и насос-форсунки. То есть давление в каждой форсунке, впрыскивающей топливо в цилиндр по команде электроники, создает свой маленький насос. Насос маленький, а давление большое — в современных моторах оно составляет уже 1600, а в некоторых и 2000 Бар. Зачем конструкторы постоянно увеличивают давление впрыска топлива? Все дело в том, что в дизельном моторе процесс образования смеси очень короткий — при частоте вращения коленчатого вала 2000 об/мин на перемешивание топлива с воздухом отводится всего 3-4 миллисекунды, а с повышением частоты вращения это время становится еще меньше.

За такой короткий период приготовить однородную смесь топлива с воздухом можно, только увеличив давление впрыска. К тому же при низком давлении топливо будет сгорать не полностью, уменьшая эффективность работы и увеличивая количество вредных выбросов.

Common Rail

Новые материалы и электронное управление обеспечивают прогресс в таких областях, как динамика, плавность и тишина работы, расход топлива и снижение вредных выбросов.

Прогресс дизельных двигателей сегодня преследует две основные цели: увеличение мощности и уменьшение токсичности. Все современные легковые дизели TDI от Audi сегодня имеют турбонаддув (самый эффективный способ увеличения мощности) и Common Rail. Без этих систем просто невозможно обеспечить соответствие дизельного двигателя жестким нормам токсичности. Так же как невозможно создать карбюраторный бензи- новый мотор, который удовлетворял бы строгим нормам Евро 4.

Однако для российского рынка введение жестких европейских норм токсичности обернулось тем, что ряд фирм наложили вето на поставку дизельных автомобилей в Россию. Дело в том, что современные дизельные моторы, удовлетворяющие новым экологическим нормам, предъявляют повышенные требования к качеству топлива. И больше всего нареканий вызывает содержание серы…

Быстрее мгновения

Лепестки хищного растения дионея способны захлопнуться менее чем за полсекунды, которых хватает для того, чтобы поймать муху. Надувная подушка безопасности полностью раскрывается всего лишь за 20 миллисекунд. Но даже этот краткий миг чересчур долог для разработчиков дизельных двигателей компании Audi. В двигателе 3,0 TDI топливо впрыскивается в каждый из шести его цилиндров менее чем за 0,2 миллисекунды.

Серный вопрос

В России сейчас допускается использование дизтоплива с содержанием серы 0,05%, а по европейским нормам ее в топливе должно быть на порядок меньше — не более 0,005%! Чем же так опасна сера? Прежде всего, тем, что после сгорания оксиды серы соединяются с водой и образуют серную и сернистую кислоту. Ущерб экологии налицо. К тому же сера снижает эффективность работы каталитического нейтрализатора.

Однако все больше нефтеперерабатывающих компаний переходят на выпуск дизельного топлива, удовлетворяющего нормам Евро 4. Партнером Audi Russia с 2008 года стала российская компания «Лукойл». На сегодняшний день дизельное топливо производства «Лукойл» — самое современное в России, соответствующее европейскому стандарту ЕN-590 версии 2004 года (Евро-4). Это значит, что серы в таком топливе не более 0,005%, а цетановое число не ниже 51 единицы.

Цетановое число — обратный аналог октанового числа для бензина. Чем оно выше, тем больше склонность топлива к самовоспламенению или детонации, которая, в отличие от бензинового мотора, не только не вредна, но просто необходима для нормальной работы дизельного двигателя.

Еще одна проблема — повышенная вязкость дизельного топлива при низкой температуре. Все видели, как в мороз на обочине стоит КамАЗ, под которым ползает водитель с паяльной лампой. Заправился летней соляркой… Дело в том, что зимой использовать летнее топливо рискованно — температура в любой момент может опуститься ниже «критической отметки». И тогда попытки запуска могут привести к выходу из строя топливной аппаратуры, которая не может долго работать «всухую». В состав дизельного топлива «Лукойл» входят компоненты, улучшающие низкотемпературные свойства топлива. А смена топлива на сети заправок в соответствии с сезоном строго контролируется.

Впрочем, зимний запуск дизельного автомобиля можно облегчить, установив предпусковой подогреватель. Он предлагается в качестве опции почти на все модели Audi. Компания Audi, которая одной из первых начала официальные поставки дизельных легковых автомобилей на российский рынок, делает их все привлекательнее для покупателя.

Так, в прошлом году межсервисный интервал для дизельных автомобилей Audi TDI был увеличен. Теперь он составляет, как и для бензиновых версий, 15000 км. Да и выходные характеристики дизельных Audi порой даже лучше, чем бензиновых. Так, дизельный Audi Q7 4,2 TDI разгоняется до 100 км/ч на секунду быстрее, чем бензиновый Audi Q7 4,2 FSI (6,4 с против 7,4 с). При этом средний расход топлива у дизельной модификации почти на два с половиной литра меньше. А в 2008 году под капотом Audi Q7 появился новейший шестилитровый турбодизель V12 TDI — первый в мире двенадцатицилиндровый турбодизель под капотом легкового автомобиля. Мощность — 500 л.с., крутящий момент — 1000 Нм!

TDI: проверено Ле Маном

Болиды Audi R10 лидируют на самых сложных трассах. Технологии спортивных побед теперь доступны и «гражданским» автомобилям.

Похоже, что в скором времени доля дизельных автомобилей на отечественном рынке будет расти. Медленно, но верно Россия ужесточает нормы токсичности, что неизбежно приведет к законодательному улучшению качества дизельного топлива. В этом году вступили в силу нормы Евро 3, в 2010 году нас ждет Евро 4. Да и постоянное удорожание бензина подталкивает покупателей к выбору дизельного автомобиля. Европа этот выбор сделала — там доля дизельных машин давно перевалила за 50%.

Дизельный автосервис Ауди и Фольксваген TDI Service Russia за 10-летний опыт работы хорошо знает все возможные проблемы этих моторов. Если вы собираетесь приобрести любой дизельный мотор TDI — посмотрите нашу статью с «советами по эксплуатации турбодизелей».

Технология TDI Turbo Direct Injection

Создав 25 лет назад основу нового дизельного двигателя TDI с системой «насосного инжектора», концерн Volkswagen занял ведущие позиции в технологии производства дизельных двигателей. Преимуществом этой системы является не только низкий уровень потребления топлива, но также обеспечение большего крутящего момента и снижение уровня эмиссии отработанных газов.

Преимущества двигателей TDI:

Значительно более высокое давление впрыска по сравнению с другими системами (TDI 2050 бар, Common Rail 1350 бар)
Благодаря объединению инжектора с насосом возможно точно контролировать процесс впрыска; достигается более высокий крутящий момент и улучшается эластичность двигателя
Процесс сгорания становится «мягким», поскольку первичными целями впрыска является значительное уменьшение уровня шума от сгорания топлива и снижение до минимума количества оксида азота в выхлопных газах
Увеличенный коэффициент полезного действия между всеми системами впрыска дизельного топлива; данные двигатели являются самыми эффективными в своем классе по потреблению топлива

Audi Q7 V12 TDI

Совсем недавно кампания Audi впервые в истории мирового автомобилестроения представила серийный внедорожник Audi Q7 с двенадцатицилиндровым дизельным двигателем V12 TDI рабочим объемом 6 литров, мощностью 500 лошадиных сил и огромнейшим крутящим моментом 1 000 Н·м

V12 TDI вызывает ассоциации с двигателем нового R10, созданного для гонок в Ле-Мане и выводит Audi Q7 в лигу высококлассных спортивных автомобилей. Разгон от 0 до 100 км/ч занимает всего 5,5 секунды, максимальная скорость ограничена электроникой на отметке 250 км/ч. Максимальный крутящий момент достигается уже при 1 750 об/мин. Этот высокотехнологичный дизельный двигатель с системой Common Rail, впервые в мире развивающей давление впрыска 2 000 бар, обеспечивает крупному внедорожнику немалый резерв мощности в любой ситуации. Благодаря сверхсовременной технологии впрыска с использованием пьезофорсунок двигатель работает мягко, с минимальным шумом. V12-TDI агрегатируется с новой шестиступенчатой коробкой передач и постоянным полным приводом quattro.

Следует отметить низкую токсичность отработанных газов. Серийный V12-TDI с двумя турбокомпрессорами соответствует требованиям стандарта Евро 5, который предположительно вступит в силу в 2010 году. Расход топлива укладывается в 12 литров на 100 километров.

С конца 2008 года появилась возможность приобрести Q7 V12 TDI. Специалисты из Ауди решили, что такому высокотехнологичному серийному чуду-мотору не стоит оставаться прототипом. Стоимость в Германии более 130 тысяч евро.

Что такое tdi двигатель

Еще совсем недавно дизельные двигатели использовались лишь на коммерческом транспорте. Такие моторы на легковушках – настоящая диковинка для российских автолюбителей. Ранее зарубежные производители (в том числе и VAG) официально и не поставляли такие моторы на отечественный рынок. Но сейчас стали появляться легковушки и кроссоверы от «Фольксвагена» с двигателем TDI. Что это такое? Рассмотрим в нашей статье.

Характеристика

Сперва отметим, что моторы с такой аббревиатурой встречаются не только на «Фольксвагенах».

Особенности

Главная особенность – это турбина, которой оснащается двигатель TDI. Что это такое? Это механизм, который обеспечивает принудительную подачу воздуха, увеличивая тем самым крутящий момент и мощность мотора. Но в отличие от других двигателей, 2.0 TDI имеет особую конструкцию турбины – с изменяемой геометрией. Чем она отличается от обычных компрессоров? Такая конструкция позволяет регулировать величину и направление потока отработавших газов. Это дает существенный прирост в мощности и высокую топливную экономичность. Так, с двух литров объема можно получить до 170 лошадиных сил мощности. А благодаря системе непосредственного впрыска расход топлива составляет порядка 5,5 литра в смешанном цикле.

Некоторые двигатели TDI в «Фольксвагене» оснащаются турбиной типа VNT.

Вакуумного привода.
Механизма управления.
Направляющих лопаток.

Последние созданы для изменения скорости потока отработавших газов. Это происходит за счет корректировки величины сечения канала. Так, лопатки могут проворачиваться вокруг своей оси на определенный угол. Это действие производится при помощи механизма управления. Он состоит из рычага и кольца. Срабатывание механизма обеспечивает вакуумный привод. Именно он воздействует на рычаг через специальную тягу. Вакуумный привод оснащен клапаном ограничения давления наддува. Он подключен к электронной системе управления двигателем. Механизм срабатывает от величины давления наддува и температуры воздуха на впуске.

TDI и «Ауди-ТТ»

ТТ – это одно из самых популярных купе от «Ауди». Ранее машина укомплектовывалась только бензиновыми силовыми установками. Дизельные агрегаты ранее считались «овощными» и обладали малой тягой. К тому же такому спортивному купе просто необходим был высокооборотистый мотор. Но после применения на «Ауди-ТТ» двигателя TDI все стереотипы развеялись.

Экологически чистый

Моторы линейки TDI держат лидирующие позиции на рынке уже 20 лет. На одном из них была реализована технология Clean Diesel. Она обеспечивает глубокую очистку выхлопных газов путем преобразования оксидов азота в водяной пар. Система уже реализована на практике и успешно используется в США с 2014 года. Мотор 3.0 TDI соответствует всем нормативам содержания вредных веществ в выхлопе. Выброс СО на один километр составляет всего 130 грамм.

В чем преимущества двигателя TDI?

Что это такое, мы уже выяснили. Теперь рассмотрим основные плюсы данных турбированных установок. Вообще, после вступления «Ауди» в концерн VAG, последний занял лидирующие позиции в списке производителей дизельных двигателей. Благодаря инновационным инженерным решениям, их двигатели отличаются:

Высокой топливной экономичностью.
Низким уровнем шума (практически не слышен на холостых).
Высокими показателями динамики и крутящего момента.

Также данные силовые установки отвечают современным требованиям экологичности (стандарт выхлопов «Евро-6»). Существенный прирост мощности был достигнут благодаря особенной конструкции турбины. В отличие от других двигателей, компрессоры установок от VAG способны работать под давлением 2 тысячи бар.

Заключение

Итак, мы выяснили, какими особенностями обладает TDI-двигатель, что это такое и в чем его преимущества. На данный момент моторы TDI являются одними из самых мощных, бесшумных и безвредных для окружающей среды. Неудивительно, что они занимают лидирующие позиции на мировом рынке.