Что такое TDI двигатель?

Особенности и преимущества

Первым делом автолюбителей интересует, что же это такое двигатель TDI и как расшифровывается используемая аббревиатура. На самом деле не сложно разобраться в том, что означает TDI и в чём суть этого мотора, если взглянуть на полное название. Полная расшифровка звучит как Turbocharged Direct Injection.

Подобные движки можно встретить не только среди модельного ряда WAG. Есть ряд автомобилей, где в качестве мотора выступает двигатель TDI. Это продукты компаний, с которыми сотрудничает Volkswagen.

Важно заметить, что сама аббревиатура TDI является запатентованной торговой маркой. WAG обладает эксклюзивными правами на неё. Это позволяет без каких-либо опасений покупать автомобиль и быть при этом уверенным, что двигатель принадлежит именно WAG

Это позволяет без каких-либо опасений покупать автомобиль и быть при этом уверенным, что двигатель принадлежит именно WAG.

Когда Audi вошла в состав WAG, автоконцерн Volkswagen очень быстро выбился в лидеры среди лучших производителей дизельных силовых установок. Используемые инновационные решения и новые технологии позволили получить огромный список преимуществ и привилегий. При этом главными достоинствами турбодизелей TDI считаются:

• незначительная шумность во время работы;
• превосходные показатели по крутящему моменту;
• небольшой расход;
• низкий уровень токсичности выделяемого выхлопа.

Хотя дизельные двигатели TDI обладают весомыми преимуществами по сравнению с конкурентами, наиболее весомыми называют прекрасный коэффициент полезного действия и экономичность. Эти два фактора предопределили успех проекта.

Подобных характеристик во многом удалось добиться за счёт более высокого давления впрыска. Если сравнивать с аналогами, у которых этот показатель находится на уровне 1350 бар и не выше, то TDI выдаёт 2050 бар.

В двигателе реализована система, в которой инжектор объединили с топливным насосом. Это позволяет контролировать все процессы впрыска горючего. Подобное нововведение позволило добиться высоких показателей крутящего момента с одновременной плавной работой в разных режимах.

Особая система подачи горючего обеспечивает равномерное и деликатное сжигание топлива, тем самым снижаются до минимума ударные нагрузки. Это привело уже к появлению другого преимущества в виде тихой работы и снижения уровня токсичности выхлопного газа.

Важным шагом для повышения эффективности работы дизеля стало внедрение аккумуляторной системы подачи, то есть Common Rail. С её помощью удалось избавиться от зависимости механизма впрыска от того, какой текущий угол поворота коленчатого вала и рабочий режим мотора. Тем самым были созданы условия для впрыска горючего в рабочие цилиндры под воздействием высокого давления даже тогда, когда мотор работает при минимальных нагрузках.

Несмотря на то, что аккумуляторная система подачи топлива не уступает традиционным системам по ремонтопригодности, а местами её превосходит, тут крайне важно использовать максимально качественное горючее. То есть TDI лучше заправлять на проверенных АЗС

Можно выделить несколько технологических особенностей этих двигателей, которые выделяют их на фоне конкурентов и позволяют говорить о некоторых уникальных, нестандартных или нетипичных решениях.

1. Поскольку инжектор объединили с топливным насосом, система позволяет всесторонне контролировать механизм впрыска горючего. В итоге это привело к повышению крутящего момента, плавности и эластичности хода вне зависимости от текущего режима работы двигателя.
2. Когда в двигателе происходит процесс сгорания солярки, это не сопровождается серьёзными ударными нагрузками, что происходит на многих аналогах. Тем самым удаётся обеспечить низкий уровень шума в работе силового агрегата.
3. TDI характеризуются очень низкой концентрацией оксида азота в вырабатываемом выхлопе. Это объясняет достаточно адекватный уровень токсичности, чего многие другие дизельные моторы добиться не могут. Среди конкурентов именно TDI заслуженно и справедливо считается самым экологичным.

Подобные особенности выводят двигатель на лидирующие позиции. Это очень востребованный на рынке мотор, который во многом оправдывает свою стоимость.

Если подводить какой-то итог, то TDI справедливо можно назвать мощными, бесшумными, экологичными моторами, которые минимально загрязняют окружающую среду. Не удивительно, что в Европе наблюдается повышенный спрос на автомобили, оснащённые такими моторами.

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 . 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%.

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 какое-то время сотрудничал. Разберемся подробнее, что такое TDI двигатель? В чем его плюсы и так ли он надежен и перспективен?

Фактор надёжности

Тот факт, что речь идёт о дизельном силовом агрегате с турбонаддувом заставляет некоторых автолюбителей усомниться в факторе надёжности этих двигателей. Якобы из-за турбины существенно снижается долговечность и срок службы агрегата.

Но в действительности всё обстоит несколько иначе. Именно за счёт системы турбонаддува моторы TDI обладают превосходными показателями мощности при небольшом рабочем объёме. Также это повлекло за собой заметное увеличение коэффициента полезного действия.

Рассматриваемые дизельные двигатели можно справедливо называть надёжными. Всё напрямую зависит от конкретных условий эксплуатации и непосредственно от отношения автовладельца к своему транспортному средству.

Чтобы надёжность двигателя действительно подвела, нужно регулярно заправлять машину на дешёвых автозаправочных станциях, где от дизельного горючего только цена и название. То есть именно качество солярки наиболее сильно влияет на работоспособность и исправность TDI.

Если же автомобилист будет выбирать хорошие заправки, заливать проверенное и качественное топливо, а также соблюдать стандартные предписания по своевременному обслуживанию, что нужно делать с абсолютно любым двигателем, то в определённых случаях жизнеспособность TDI сможет достичь 1 миллиона километров пробега. Причём это не фантазии и не показатели при абсолютно идеальных условиях.

Чтобы TDI не подводил, и автовладелец всегда мог рассчитывать на работоспособность и надёжность своего турбодизеля, достаточно знать 3 основных слабых места мотора:

• низкокачественное топливо;
• топливные форсунки;
• турбокомпрессор.

Относительно качества солярки мы разобрались. Тут всё просто и очевидно. Заливайте хорошее топливо, и проблем будет минимум.

Что же касается такого слабого места как форсунки, их работоспособность и жизненный цикл самым непосредственным образом связан с первым пунктом, то есть с качеством горючего. Если заливать достойную солярку, поддерживая в хорошем общем состоянии топливную систему, форсунки смогут прослужить долго и надёжно. При необходимости их можно поменять. Процедура не самая сложная и не особо дорогая, если автовладелец решит обратиться за помощью в автосервис.

Отдельного внимания заслуживает турбина или турбокомпрессор, используемый на TDI для повышения мощности, производительности и эффективности. Турбина всегда выступает слабым местом на любом моторе с турбонагнетателем, поскольку её ресурс заметно меньше, чем ресурс самого двигателя.

Практика показывает, что в среднем турбина на TDI может верой и правдой прослужить от 120 до 160 тысяч километров. Затем требуется замена.

Учитывая скорость износа турбонагнетателя на многих двигателя конкурентов TDI, у разработки WAG очень достойные показатели. Этот ресурс выглядит вполне приемлемо и продолжительно как для турбомотора.

Тут важно понимать ещё один момент. Разработка двигателей и машин ведётся сейчас таким образом, что производители не рассчитывают на эксплуатацию в течение 15-20 лет

В Европе и США принято менять машины через 3-8 лет, поскольку они вырабатывают постепенно свой ресурс, ухудшаются показатели экологичности и пр. У нас же даже 10-15 лет эксплуатации считается нормой.

Тех же европейцев особо не беспокоит, что ресурс турбины составляет 160 тысяч километров. При достижении этого пробега машина отправляется в утиль или продаётся за рубеж. Купив такую машину и поменяв турбокомпрессор, на ней спокойно можно ездить ещё минимум 100-120 тысяч километров.

Уже понимая, что значит TDI, и что обозначают буквы в этой аббревиатуре, не лишним будет внимательнее изучить технические аспекты этих турбодизелей. И тогда вы сможете решить для себя, стоит ли покупать автомобили, под капотом которых стоят моторе, обозначенные буквами TDI.

Проблемы TDI двигателей

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

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

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

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

Источник

Проблема с сажевым фильтром

Еще одной часто встречающейся неисправностью является повышение уровня масла в двигателе. Иногда уровень возрастает в три раза. Как выяснилось причина кроется в забитом сажевом фильтре. Когда он забивается нагаром и сажей выхлопные газы частично не проходят через  него. В результате топливо сгорает не полностью. Не сгоревшее топливо стекает по стенкам цилиндров в поддон двигателя и смешивается с маслом. Следствием этого является рост уровня масла и его разжижение. Жидкое масло перестает смазывать турбину и происходит либо заклинивание вала турбины и его обрыв, либо появляется повышенный люфт как в предыдущем случае.

Для устранения данной неисправности нужно либо заменить либо удалить сажевый фильтр и катализатор.

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 устройства

Автолюбителей и потенциальных покупателей корейских авто закономерно интересует вопрос о том, что же такое двигатели CRDI и какие отличительные особенности они имеют. Начнём с простого. А именно с расшифровки.

Некоторым уже известно, что обозначает эта аббревиатура CRDI. Это маркировка мотора, обозначающая Common Rail Direct Injection. Первые два слова дают понять факт использования одной общей топливной магистрали, которая применяется в корейских дизельных моторах и их аналогах.

Иногда такую магистраль называют не иначе как рейка. При этом топливо внутри этой магистрали находится не только под постоянным, но ещё и под достаточно высоким давлением. Само давление формируется за счёт работы топливного насоса высокого давления, знакомого многим по аббревиатуре ТНВД.

Но если сравнивать с классическими системами насосов высокого давления, то здесь открытие форсунок происходит не под влиянием избыточных параметров давления. Эта функция выполняется соленоидами, управление которыми осуществляется через ЭБУ.

Давление в CRDI никак не зависит от частоты осуществляемого вращения коленчатого вала или количества самого горючего. Водитель может контролировать и как-то влиять исключительно на количество топлива, которое впрыскивается в систему. Что же касается угла опережения и давления впрыска дизтоплива, то эта задачи полностью контролирует и регулирует управляющий блок, то есть ЭБУ. Подобная схема работы даёт возможность разделять создание рабочего давления и сам процесс впрыска топлива.

Это позволяет за один такт использовать более одной фары осуществляемого впрыска. Изначально двигатели типа CRDI были только двухфазные. Но уже сейчас на определённых силовых установках может встречаться порядка 9 фаз только на 1 такт.

Можно сказать, что главной особенностью таких дизельных моторов типа корейских CRDI и всех существующих полноценных аналогов заключается в следующем. Здесь подача топлива на инжекторные форсунки осуществляется за счёт использования общего резервуара. Всё дизтопливо поступает оттуда. При этом само горючее находится под воздействием высокого давления.

Это позволяет существенно отличать CRDI от классических дизельных силовых агрегатов, где используется топливный насос и кулачковый привод.

Если учесть все конструктивные особенности, процесс работы рассматриваемого мотора можно описать следующим образом:

• когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания, в топливной рейке происходит процесс нагнетания горючего за счёт работы специального установленного в конструкции насоса;
• при этом рейка выступает этим самым резервуаром или ёмкостью с горючим;
• в рейке топливо, нагнетаемое насосом, постоянно находится под давлением, что необходимо для осуществления впрыска;
• затем из рейки подаётся под давлением на инжекторные форсунки по соответствующим трубопроводам.

Подобные инженерные решения позволили получить двигателю типа CRDI целый ряд объективных преимуществ.

При этом нельзя забывать, что у мотора также есть определённые недостатки и проблемы, которые могут возникать в процессе эксплуатации. Хотя это характерно для любого двигателя.

Система турбонаддува в TDI

Ошибочно считать, что эффективная работа системы турбонаддува влияет только на динамику автомобиля. На деле она оказывает непосредственное влияние на столь важные характеристики как экологичность и экономичность.

Чтобы турбонаддув работал максимально эффективно и правильно, требуется широкий диапазон функционирования. Именно поэтому в TDI используется система с изменяемой геометрией турбины.

Если сравнивать с обычной турбиной, то конструкция с изменяемой геометрией позволяет регулировать направление и величину потока отработанного газа. Подобная особенность способствует заметному увеличению частоты вращения турбины в зависимости от конкретного режима работы мотора. Турбокомпрессор при этом получает повышенную производительность.

То есть в TDI реализован принцип, по которому в двигателе всегда создаётся оптимальное давление на всех режимах и оборотах двигателя. С помощью нагнетателя фактически удаётся дозировать энергию потока отработанного газа.

Тут стоит выделить несколько нюансов, во многом объясняющих преимущества системы турбонаддува в моторах TDI.

1. Когда двигатель работает на низких оборотах, скорость потока выхлопа также небольшая. Находясь в таком режиме, направляющие турбинные лопатки зачастую закрыты, что позволяет создавать максимальное малое сечение в канале. Когда небольшой объём газа проходит по такому каналу, он способен эффективно раскручивать турбину и стимулировать более быстрое вращение компрессорного колеса. Так и получается, что при низких оборотах производительность турбокомпрессора всё равно остаётся высокой.
2. При резком нажатии на педаль газа в обычной турбине появляется провал, который называют турбоямой. То есть задерживается отклик двигателя на нажатую педаль акселератора, и прирост мощности происходит не моментально, а с паузой. Это объясняется тем, что турбонаддув инерционный, и имеющегося потока газа не хватает при резком увеличении частоты вращения коленвала. Но поскольку в TDI используется турбина с изменяемой геометрией, направляющие лопатки поворачиваются с некоторой задержкой. Тем самым удаётся поддерживать высокое давления наддува. Это фактически избавляет мотор от провалов. Эффект турбоямы для TDI почти неактуален.
3. В процессе езды на высоких и максимальных оборотах, отработавший газ обладает максимальной энергией. Чтобы не допустить избыточное давление турбонаддува, лопатки поворачиваются определённым образом. Тем самым большой и мощный поток газа следует по широкому каналу с большим поперечным сечением.

У TDI отмечается относительно небольшой ресурс турбины. Но тому есть логическое объяснение. Здесь применяется турбина с изменяемой геометрией. А потому при работе компрессор вращается со скоростью до 200 тысяч оборотов в минуту, параллельно взаимодействуя с потоками воздуха от выхлопа, температура которого может достигать 1000 градусов Цельсия.

Именно эти механические и температурные нагрузки, а также некоторые конструктивные особенности TDI приводят к износу. В результате требуется ремонт или полная замена изношенного турбокомпрессора.

Двигатели TSI

В совершенствовании двигателей внутреннего сгорания подняться на ступень выше концерну VAG удалось благодаря новому и молодому поколению двигателей TSI. Что же они из себя представляют?

По сути, это такой же турбированный двигатель с непосредственным впрыском как TFSI, однако разработчики вышли на новый уровень, поборов самый главный недостаток всех без исключения турбированных двигателей — эффект «турбо ямы», из-за которого на низких оборотах, пока турбина только раскручивается, автомобиль обладает низкой динамикой как и будь он с двигателем без турбины, ато даже и хуже, потому как её лопасти на «низах» препятствуют выходу отработанных газов. Решением проблемы оказался дополнительный компрессор, который работает как раз таки на низких оборотах и принудительно нагнетает воздух, тем самым убирая этот негативный эффект.

Включается компрессор при помощи электромагнитной муфты, интегрированной в шкив насоса охлаждения, приводящийся от ремня вспомогательных агрегатов. Теперь, я объясню принцип его работы. На «холостом ходу» дополнительное нагнетание воздуха не требуется, и компрессор отключён. Когда водитель нажимает на педаль газа, муфта сцепления активирует работу компрессора, воздушная заслонка закрывается, и весь входной поток воздуха проходит через него. Когда двигатель развивает более 2-х тыс. оборотов, начинается переход в «турбо-режим» (когда лопасти турбины начинают в полной мере нагнетать воздух), насос продолжает работать вплоть до 3,5 тыс. оборотов. В этом заключается двойное нагнетание воздуха, благодаря которому автомобиль с «низов» обладает хорошей тягой и быстро набирает скорость.

Как и большинство современных турбо-моторов, данное семейство оснащено системой предпускового охлаждения воздуха — интеркуллером, однако в этих двигателях, воздух поступающий в двигатель, охлаждается помимо встречного потока воздуха при движении, также охлаждающей жидкостью, циркулирующей по патрубкам интеркуллера.

Был полностью переработан и сам двигатель, вес которого удалось облегчить, благодаря новой конструкции блока цилиндров, головки блока, распредвалов из нового металлического сплава и пластиковой клапанной крышке. А в добавок ко всем перечисленным преимуществам, такая технология стала применяться на двигателях малого объёма, в результате чего мы получаем больше ещё больше мощности и динамики, при меньшем расходе топлива. Семейство TSI включает линейку из четырёх двигателей: 1.2 литра 102 л.с.

1.4 150 л.с.

1.8 180 л.с.

2.0 220 л.с.

Однако всё ли настолько хорошо как кажется? В любом случае, улучшая двигатель чем-то в любом случае приходится жертвовать, а в данной ситуации — ресурсом двигателя. Из всех четырёх представителей, я хотел бы выделить моторы 1.8 и 2.0 литра, которых вполне будет достаточно, чтобы удивить своего владельца мощностью динамичностью, и ресурсом, что не скажешь про 1.2 и 1.4 TSI. Я не спорю, что эти моторы будут намного экономичнее того же 1.8 или двухлитрового TSI, однако о каком ресурсе может быть речь, если из шестнадцатиклапанного мотора, объёмом 1.4, выдающим 74 л.с., смогли в буквальном смысле «выдушить» 150 л.с. При такой форсификации усиленной нагрузке поддаются поршня, шатуны и коленвал, которые такого обращения долго не выдерживают. Большинство водителей жалуется на эти два мотора (1.2 и 1.4), что они могут выходить максимум 30 тыс. км пробега из-за того, что поршневая просто рассыпается внутри. И та «экономия» на топливе благодаря малому, объёму вырастает потом в очень большие затраты.