Что такое TDI двигатель?

Особенности двигателя TSI: плюсы и минусы

Разработки мотора и первые двигатели TSI появились в самом конце 90-х, хотя началом массовой популяризации можно считать 2005-2006 год. TSI является детищем Audi, а сама аббревиатура принадлежит концерну Volkswagen. Отличительной особенностью линейки моторов TSI (TFSI) является то, что ДВС с такой аббревиатурой может иметь:

• двойной наддув, реализованный посредством одновременной установки турбонагнетателя и механического компрессора;
• одиночный наддув, что означает наличие только одной турбины;

Агрегаты TSI мощностью до 140 л.с. имеют только одну турбину, в то время как силовые установки от 150 «лошадок» уже получают турбину и компрессор. Другими словами, TSI представляет собой целую линейку турбомоторов концерна WAG. Двигатели TSI имеют различную мощность и рабочий объем. В линейке TSI представлены 1.2 (105 л.с), 1.4 (122 л.с), 1.8 (140 л.с), 2.0 (180 л.с) и 3.0 (200 л.с) –литровые агрегаты. Также стоить отметить, что мощность на отдельных рабочих объемах может быть еще выше, так как дополнительно существуют форсированные и дефорсированные модификации.

Мотор TSI представляет собой идеальное сочетание непосредственного впрыска топлива и турбонаддува. Благодаря такому решению двигатели этой линейки обеспечивают высокую мощность, имеют выдающуюся моментную характеристику,  отличаются топливной экономичностью и соответствуют жестким экологическим стандартам.

При сравнительно небольших рабочих объемах двигатель TSI выдает столько же или даже больше мощности сравнительно с большеобъемными бензиновыми атмосферными моторами.  Например, 1.2-литровый TSI с одной турбиной имеет мощностной показатель на отметке 105 л.с., что вполне сопоставимо с 1.6 – литровым атмосферным аналогом. При этом максимум крутящего момента доступен на низких оборотах, что обеспечивает лучшую разгонную динамику. Также стоит отметить достаточно широкую полку крутящего момента. Наибольшую популярность во всей линейке моторов заслуженно имеет 1.4 TSI. Этот двигатель имеет множество наград и признавался лучшим двигателем года 7 лет подряд.

Отличительной чертой всех двигателей TSI является оптимальное соотношение мощности и экономии топлива. ДВС этой линейки обеспечивают незаурядную динамику и отличную тягу во всех диапазонах оборотов. Установка компрессора параллельно турбине обеспечила данному мотору эластичность и позволила избавиться от ряда свойственных турбодвигателям проблем.

Уровень выбросов СО2 позволяет TSI оставаться в списке лидеров в плане экологичности. Непосредственный впрыск TSI позволяет реализовать наиболее эффективное смесеобразование и подачу топлива в цилиндры. Также моторы этого ряда достаточно надежны и имеют большой ресурс.

Заметных недостатков у моторов ТСИ по сравнению с другими турбированными агрегатами нет. При условии нормальной эксплуатации на хорошем топливе и масле, обслуживании на профессиональном сервисе и своевременной замене расходников эти моторы могут ходить от 300 тыс. и более. Единственным узлом, который требует повышенного внимания, является турбокомпрессор. Турбину крайне желательно охлаждать после езды и немного прогревать перед каждой очередной поездкой. Что касается компрессора (при его наличии), данный агрегат является вполне надежным.

Низкое качество топлива и масла способно сократить плановый ресурс двигателя TSI в 2-3 раза. Срок службы мотора TSI на грязном бензине низкого качества с несоответствующим октановым числом может составлять всего 100-150 000 км. Особенно это касается форсированных малообъемных модификаций. Добавим, что ремонт TSI требует серьезных финансовых расходов. Выход из строя турбины может произойти уже на 100 000 км. пробега независимо от конкретной модели двигателя TSI.

2.0 TDI – больше мощности и больше проблем

В 2003 году дебютировал двигатель 2.0 TDI. Интерес к нему вспыхнул огромный, потому что при небольшом увеличении рабочего объема он сулил еще больше преимуществ. Но, к сожалению, энтузиазм покупателей вскоре угас. Не секрет, что дизельные автомобили чаще приобретают для работы, а пробег их растет быстрыми темпами.

Первые серьезные проблемы стали возникать, пока двигатель был еще на гарантии. Например, появлялись трещины в 16-клапанной головке блока. (1.9 TDI во всех модификациях имел 8-клапанную головку, а 2.0 TDI 8-ми или 16-клапанную в зависимости от версии). Чуть позже обнаружились другие уязвимые места: масляный насос, форсунки, двухмассовый маховик, сажевый фильтр и турбонагнетатель.

Оказалось, что при создании нового поколения дизельных моторов Volkswagen не экономил на современных решениях. Зато поскупился на качество материалов. Результат? Спрос на двигатель упал, а на интернет форумах началось обсуждение методик «вживления» старого двигателя в новые модели. Даже появилась шутка, что TDI – это сокращенное «Только Для Идиотов».

HDI двигатель

Данные дизельные двигатели имеют систему, которая носит название Common Rail. Производством таких дизелей занимаются крупные концерны – Ситроен, Пежо, PSA. Работа их построена следующим образом – топливо напрямую поступает в камеру сгорания, за счет чего увеличивается общая мощность, уменьшается расход, и снижаются показатели шумности.

У таких движков значительно увеличился срок службы. Есть здесь и еще несколько значительных преимуществ: ремни ГРМ и других навесных агрегатов прослужат на протяжении всего срока службы. С автомобилем, в котором установлен двигатель HDI, стоит посещать станцию диагностики раз в 30 000 км.

Более подробно о двигателе HDI можно узнать здесь.

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.

Рекомендуем: Как обкатать двигатель после капитального ремонта

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.

Двигатель HDI

Аббревиатура HDI присваивается моторам, которые базируются на технологии Common Rail (разработанная компанией Bosch в 1993 году). Сам же мотор и технологию HDI разработал всемирно известный автомобильный концерн PSA Peugeot Citroen. HDI, как я уже говорил, принадлежит к линейке двигателей с прямым впрыском, характерные отличия уменьшенный расход топлива на ~15%, снижение шумности на ~10дБ, при одновременном повышении мощности на целых ~40%. Моторы с приставкой HDI считаются более выносливыми и «живучими».

Двигатель TDI

Сокращение TDI, пожалуй, самое популярное и легко расшифровываемое. Первая буква «T» в этой аббревиатуре обозначает наличие турбонаддува, который позволяет получить серьезную прибавку мощности. Турбомотор обладает всеми присущими турбированным моторам свойствами, он более экономичен, имеет более чистый выхлоп, при этом более дорогой в обслуживании. Кроме того, мало кто знает, что большинство турбин, устанавливаемых на турбодвигателя, рассчитаны на ~150-200 тыс. км. пробега, и это при том, что сам мотор, как правило, «миллионник».

Двигатель SDI

Моторы класса SDI отличаются продолжительностью «жизни» и простотой конструкции. Большие пробеги для SDI — не проблема, моторы очень выносливы и надежны, однако если ремонт все же потребуется, то стоимость его вряд ли вас обрадует.

Двигатель CDI

Мотор с шильдиком CDI — разработка «Mercedes», которая базируется на той же технологии Common Rail, что и вышеперечисленные силовые агрегаты. Моторы линейки CDI более требовательны к качеству топлива (часто «компостирует мозги» топливная, форсунки и т. д.), при этом они весьма экономны и динамичны на дороге.

Ну вот, собственно, и все. Надеюсь, доходчиво объяснил в чем разница между HDI, TDI, SDI, и CDI, теперь вы легко сможете сориентироваться и выбрать для себя подходящий по типу и классу двигатель

Спасибо за внимание и до новых встреч на Вопрос Авто

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.

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.

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.

Общая оценка преимуществ 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.

Современные аналоги выдают лишь 1300 Бар. Также в двигателях TDI инжектор объединен с насосом. Это позволяет обеспечить максимальный контроль над впрыском топлива.

Главное преимущество таких моторов – значительный прирост мощности – 40% при уменьшении объемов потребленного горючего на 10-15%. Кроме того:

• продлевается срок службы деталей и двигателя;
• при работе мотор производит меньше шума;
• более высокий крутящий момент;
• уменьшилась вибрация;
• снизилась токсичность выбросов.

Это однозначно впечатляющий результат, но из-за сложности устройства, дорогих запчастей, ремонт затруднился и стал более дорогостоящим. К тому же за ремонт возьмется не каждый мастер. Причем запчасти рекомендуется использовать только фирменные, иначе на гарантию можно не рассчитывать. К тому же двигатели CDI особенно требовательны к качеству топлива.

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.

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.

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.