Впервые конструкция двигателя, функционирующего на основании принципа самовоспламенения топлива под действием разогретого при сжатии воздуха, была запатентована Рудольфом Дизелем в 1892 году. Дебютные двигатели были приспособлены для работы на растительных маслах и легких продуктах нефти, а в 1898 году они уже могли работать на сырой нефти. Производители пассажирских автомобилей обратили внимание на дизельные двигатели только в 70-е годы 20 века, когда значительно выросли цены на топливо.
Преимущества дизельного двигателя
С тех времен дизельные двигатели значительно усовершенствовались и удачно используются в различных комплектациях автомобилей. Многие автолюбители предпочитают «дизели» обычным бензиновым двигателям, поскольку первые более экономичны (расходуют до 30 % меньше топлива, которое в разы дешевле различных видов бензинов) и обладают более высоким крутящим моментом. И это даже при том, что автомобили, оснащаемые «дизелями» имеют гораздо большую стоимость. Да и сами двигатели обладают увеличенным весом и размером за счет того, что призваны выдерживать колоссальные нагрузки.
Характеристики дизельных двигателей TDI и CDI
На сегодняшний момент известна масса видов дизельных двигателей. Однако если вы намерены сделать выбор между такими агрегатами, как TDI и CDI, заранее следует сравнить их характеристики, чтобы принять правильное решение и получить в итоге именно то, что нужно.
Двигатель TDI (Turbocharged Direct Injection) был разработан немецкой компанией Volkswagen. Его основной отличительной чертой, помимо непосредственного впрыска, является наличие турбонагнетателя с изменяемой геометрией турбин. Система в целом гарантирует оптимизированное наполнение цилиндров, высокоэффективное сжигание топлива, экономичность и экологическую безопасность. Турбонаддув TDI-мотора координирует энергию потока отработавших газов и тем самым обеспечивает необходимое давление воздуха в обширном диапазоне частоты вращения двигателя.
Такие моторы считаются в достаточной мере надежными и непритязательными в использовании. При этом они обладают одной неприятной особенностью. Дело в том, что турбина TDI при высокой температуре эксплуатации (а она у потока отработавших газов составляет до 1000°C) и внушительной частоте вращения (примерно 200 тыс. оборотов в минуту) имеет небольшой ресурс, всего около 150 тыс. км пробега автомобиля. А вот сам двигатель может выдержать и до 1 млн. км.
«Дизель» CDI (Common Rail Diesel Injection) – результат работы концерна Mercedes-Benz. В нем впервые была применена инновационная система впрыска Common Rail. Она позволила значительно уменьшить расход топлива, а мощность была увеличена практически на 40 %. Стоит отметить, что CDI-моторы требуют значительных затрат в сервисном обслуживании, однако при достигнутом низком уровне износа деталей ремонт необходим гораздо реже. Казалось бы, система совершенна, но этот двигатель может быть чувствителен к некачественному топливу.
Впрочем, современные дизельные двигатели на самом деле мало чем отличаются, за исключением некоторых незначительных моментов. Так что однозначно ответить на вопрос, какой же в действительности двигатель лучше, нельзя. Необходимо руководствоваться собственными потребностями, вкусами и предпочтениями. Но сам по себе выбор дизельного двигателя – это уже однозначно правильное решение.
Моторы семейства TDI являются линейкой силовых агрегатов, которые производит немецкий автогигант Volkswagen. Дизельные двигатели, обозначенные аббревиатурой TDI (от англ. Turbocharged Direct Injection) представляют собой установки с турбокомпрессором и оборудованы системой непосредственного впрыска топлива. Указанные можно встретить на различных дизельных моделях автомобилей, производители которых входят в состав концерна WAG (Audi, Volkswagen, Skoda и т.д.)
Читайте в этой статье
История создания мотора TDI
Дизельный двигатель всегда привлекал различные компании своим нераскрытым до конца потенциалом. Основной задачей, которая ставилась перед инженерами, являлось превращение шумного, тихоходного и малооборотистого агрегата в такой мотор, который можно было бы с легкостью устанавливать в легковые авто. Результатом стало создание мощного, экономичного и экологичного дизеля, который по своим эксплуатационным характеристикам был максимально приближен к бензиновому силовому агрегату.
Первопроходцем в этом направлении стала компания Audi, которая в далеком 1980-м установила 1.6-литровый дизельный 54-сильный атмосферник под капот своей популярной модели Audi 80. Дальнейшее совершенствование и развитие технологий привело к тому, что уже в 1989 Audi первыми в мире наладили и запустили в массовое производство компактный, тяговитый и мощный турбодизельный двигатель, который получил широко известное сегодня обозначение TDI.
Первый TDI представлял собой дизельный двигатель с 5 цилиндрами, имел рабочий объем 2.5 литра, оснащался турбонаддувом с интеркулером (система промежуточного охлаждения нагнетаемого воздуха). Максимальная мощность этого мотора составляла 120 л.с. Показатель крутящего момента находился на отметке 256 Нм и достигался при выходе на 2250 об/ мин.
С момента появления на рынке данный силовой агрегат стал достаточно востребованным, так как представлял собой достойную альтернативу не только дизелям других производителей, но и вполне был способен составить конкуренцию моторам на бензине. TDI от Ауди обеспечивал прекрасную динамику, при этом расход топлива был существенно ниже по сравнению с другими аналогами.
Особенности и преимущества двигателя TDI
После вхождения Audi в состав WAG, концерн Volkswagen занял первые позиции в списке производителей дизельных двигателей. Инновационные инженерные решения и наработанные технологии производства обеспечили моторам TDI:
- низкий уровень шума при работе;
- высокий показатель крутящего момента;
- небольшой расход топлива;
- снижение токсичности отработавших газов;
Сегодня дизельный двигатель TDI сравнительно с аналогами имеет ряд преимуществ, среди которых отдельно выделяют топливную экономичность и . Одним из основных плюсов заслуженно считается более высокое давление впрыска сравнительно с производительностью других систем. Давление впрыска в моторах TDI находится на отметке 2050 бар, тогда как аналоги выдают всего 1350 бар.
В TDI инжектор объединен с насосом, что позволяет реализовать максимальный контроль над всеми процессами топливного впрыска. Такое решение обеспечивает двигателю TDI высокий крутящий момент, а также эластичную работу данного дизеля на разных режимах. Благодаря данной системе топливоподачи сам процесс сгорания дизтоплива в моторах ТДИ более равномерный и происходит «деликатно», то есть с минимальными ударными нагрузками. По этой причине существенно снизился уровень шума во время работы дизеля, а также упало содержание оксида азота в отработавших газах. Другими словами, дизельный TDI двигатель является мощным, тихим, наименее вредным для окружающей среды и самым экономичным мотором среди доступных на рынке дизельных силовых агрегатов.
Надежность дизельных TDI
Также в отдельных конструкциях систем питания дизельных ДВС можно встретить так называемые насос-форсунки. Это означает, что каждая инжекторная форсунка оборудована собственным насосом высокого давления. Получается, развитие дизельных технологий сегодня сводится к увеличению давления впрыска и максимальной эффективности работы системы турбонаддува. Так удается решить главные задачи: увеличить мощность и снизить уровень токсичности отработавших газов.
Турбонаддув TDI: турбина с изменяемой геометрией
От эффективности работы турбоанддува TDI в значительной мере зависит не только динамика, но и экономичность наряду с экологичностью. Правильное наддува воздуха должно быть реализовано в максимально широком диапазоне. По этой причине на моторы TDI ставится турбокомпрессор с изменяемой геометрией турбины.
Ведущие производители турбин в мире используют следующие названия:
- Турбина VGT (от англ. Variable Geometry Turbocharger, что означает турбокомпрессор с изменяемой геометрией). Производится BorgWarner.
- Турбокомпрессор для дизеля VNT (от англ. Variable Nozzle Turbine, что означает турбина с переменным соплом). Это название использует фирма Garrett.
Турбонагнетатель с изменяемой геометрией отличается от обычной турбины тем, что имеет возможность регулировки как направления, так и величины потока отработавших газов. Данная особенность позволяет добиться наиболее подходящей частоты вращения турбины применительно к конкретному режиму работы ДВС. Производительность компрессора в этом случае сильно повышается.
Например, турбина VNT имеет в основе конструкции специальные направляющие лопатки. Дополнительно имеется механизм управления, а также отмечено наличие вакуумного привода. Указанные лопатки турбины производят поворот на необходимый угол вокруг свой оси, тем самым способны менять скорость и направление потока выхлопа. Это происходит благодаря изменению величины сечения канала.
Механизм управления отвечает за поворот лопаток. Конструктивно механизм имеет кольцо и рычаг. На рычаг оказывает воздействие вакуумный привод, который управляет работой механизма посредством специальной тяги. Вакуумный привод управляется отдельным клапаном, который ограничивает давление наддува. Клапан является составным элементом электронной системы управления ДВС и срабатывает зависимо от показателей величины давления наддува. Эта величина измеряется отдельными датчиками:
- температурный датчик, который измеряет температуру воздуха на впуске;
- датчик давления наддува;
Другими словами, турбонаддув на TDI работает так, чтобы давление наддувочного воздуха всегда было оптимальным на разных оборотах двигателя. Фактически, турбина дозирует энергию потока отработавших газов.
- 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.
Двигатель TDI (Turbocharged Direct Injection , дословно - турбонагнетатель и непосредственный впрыск) является современным дизельным двигателем с турбонаддувом. Двигатель разработан концерном Volkswagen, а название TDI является зарегистрированным товарным знаком.
Турбоанддув двигателя TDI обеспечивает высокую динамику автомобиля, экономичность и экологическую безопасность. Для создания оптимального давления наддува в широком диапазоне скоростных режимов в конструкции двигателя используется турбокомпрессор с изменяемой геометрией турбины. Турбокомпрессор имеет два общепринятых названия, которые используются разными производителями:
- VGT , Variable Geometry Turbocharger (дословно – турбокомпрессор с изменяемой геометрией) применяет BorgWarner;
- VNT , Variable Nozzle Turbine (дословно – турбина с переменным соплом) применяет Garrett.
В отличие от обычного турбокомпрессора турбонагнетатель с изменяемой геометрией может регулировать направление и величину потока отработавших газов, чем достигается оптимальная частота вращения турбины и соответственно производительность компрессора.
VNT-турбина объединяет направляющие лопатки, механизм управления и вакуумный привод. Направляющие лопатки предназначены для изменения скорости и направления потока отработавших газов за счет изменения величины сечения канала. Они поворачиваются на определенный угол вокруг свой оси.
Поворот лопаток производится с помощью механизма управления. Механизм состоит из кольца и рычага. Срабатывание механизма управления обеспечивает вакуумный привод, воздействующий через тягу на рычаг управления. Работа вакуумного привода регулируется клапаном ограничения давления наддува, подключенным к системе управления двигателем . Клапан ограничения давления наддува срабатывает в зависимости от величины давления наддува, измеряемой двумя датчиками: датчиком давления наддува и датчиком температуры воздуха на впуске.
Принцип работы наддува двигателя TDI
При работе системы наддува двигателя TDI обеспечивается оптимальное давление воздуха в широком диапазоне частоты вращения двигателя. Это достигается за счет регулирования энергии потока отработавших газов.
При низких оборотах двигателя энергия отработавших газов невелика. Для эффективного ее использования направляющие лопатки находятся в закрытом положении, при котором площадь канала отработавших газов наименьшая. За счет малой площади сечения поток отработавших газов усиливается и заставляет турбину вращаться быстрее. Соответственно быстрее вращается компрессорное колесо, а производительность турбокомпрессора увеличивается.
При резком увеличении оборотов двигателя , вследствие инерционности системы, энергии отработавших газов становиться недостаточно. Поэтому для прохождения «турбоямы» лопатки поворачиваются с некоторой задержкой, чем достигается оптимальное давление наддува.
На высоких оборотах двигателя энергия отработавших газов максимальная. Для предотвращения избыточного давления наддува лопатки поворачиваются на максимальный угол, обеспечивая наибольшую площадь поперечного сечения канала.
Любовь белорусов к автомобилям Volkswagen Group неистребима. Особенно - к автомобилям с дизельным двигателем . Мы составили рейтинг самых надежных.
1.9 TDI
Легендарный дизельный двигатель - экономичный, долговечный, ремонтопригодный – ставился на многие модели VW, включая Polo, Golf, Passat, Audi (80, 100, A4, A3, A6), разные Seat и Skoda с 1991 по 2010 год.
Расход в 5-6 л на 100 км, легкий запуск даже в холода и эффективность сделали 1.9 TDI чуть ли не самым популярным двигателем на вторичном рынке.
Мощность 1.9 TDI составляла от 75 до 160 л.с. Самыми надежными считаются версии 1.9 TDI с ТНВД и мощностью в 90 и 110 л.с . Такие способные «ходить» свыше 500 тыс. км пробега без капремонта моторы ставились на Audi , Golf III, Passat B4, Seat до 1997 года.
В 1998 году новое поколение 1.9 TDI оснащалось уже насос-форсунками.
По отзывам владельцев, единственный минус этого двигателя – шумная работа.
Что касается распространенных неисправностей при эксплуатации, то после 300 тыс. пробега отмечаются признаки усталости двигателя: повышенный расход топлива и масла, появление дыма при газовании и т.п. Сталкиваются владельцы и с поломкой клапана системы EGR. К более серьезным поломкам относят износ двойного маховика и сцепления шкива генератора.
Если приобретать такой двигатель сегодня, нужно проверить исправность датчика массового расхода воздуха, ТНВД и форсунок.
Посетите сайт круглосуточной ручной мойки Galleria Car Spa в Минске.
2.0 TDI
Популярный и любимый европейцами 4-цилинровый наследник 1.9 TDI получил турбину, систему Коммон Реил или насос-форсунки и 8 или 16 клапанов в зависимости от модификации. Мощность 2.0 TDI – от 102 до 150 л.с.
Несмотря на надежды и технические доработки, повторить легендарную славу 1.9 TDI этот мотор не смог. Особенно критиковали за ненадежность представленный в 2003 году мотор владельцы Passat B6 .
2.0 TDI ставился на все модели VAG, включая Golf V – VII, Passat B5 FL, B6, B7, Tiguan, Sharan, Touran, модели Seat и Skoda, Audi A3, А4, А6.
Разные модификации 2.0 TDI до неузнаваемости отличаются между собой конструкцией и мощностью – вот почему одни владельцы хвалят эту модель, а другие – жестко критикуют.
В 2007 года насос-форсунки двигателя заменили системой Common Rail. Самые распространенные версии таких 2.0 TDI на рынке – 140 и 170-сильные.
Считается, что надежность версий с Common Rail выше. Версия BKP для Passat B6 считается худшей. Хвалят BKD , его можно встретить на Golf V, Audi A3 II, Skoda Octavia II, Seat Leon II.
Жалобы владельцев связаны с дорогостоящей заменой насос-форсунок в случае их отказа, неисправностью фильтра DPF, преждевременным износом привода масляного насоса (об этом сигнализирует датчик давления масла). Последствия – вплоть до выхода турбины из строя и замены двигателя.
Часто растрескивается и головки блока цилиндров в 16-клапанной версии мотора, ремонтировать – сложно и дорого.
1.6 TDI
Устанавливается на многие модели Volkswagen с 2009 года. Самые распространенные версии - в 90 и 105 л.с., а с 2015 - 110 и 120 л.с.
Небольшой объем, экономичный расход, тяговитость и отсутствие ярко выраженных проблем – характеристики 1.6 TDI, которые делают его популярным на «вторичке».
Жалобы владельцев связаны в основном с чувствительностью топливной системы к качеству топлива: «забитый» фильтр уже после 20-30 тыс. км и проблемы в работе форсунок.
Редко, но встречаются поломки турбины, утечка масла и «глюки» электроники. После их устранения 1.6 TDI снова радует владельцев расходом в 5 л на 100 км и бодрой динамикой.
Этот 3-цилинровый малолитражный вариант снабжен всем необходимым для компактного городского варианта: форсунки, трубонагнетатель, скромные «аппетиты».
С 1999 по 2010 1.4 TDI устанавливается на VW Lupo, Fox, Polo, Skoda Fabia и Roomster, многие Seat и Audi A2.
Конструктивно 1.4 TDI – тот же 1.9 TDI за удалением одного цилиндра. К плюсам относится его экономичность, к минусам – шумная некомфортная работа.
В среднем «ходит» без признаков износа такой двигатель 200 тыс. км. Дальше вероятны износ насос-форсунок и турбокомпрессора.
Самая большая неприятность для владельцев – износ опорных колец коленчато-поршневой систем ы. Результат - увеличенный осевой зазор коленвал и риск дорогостоящего ремонта.
2.7 и 3.0 TDI
Современные турбированные V6 оснащены системой Common Rail и тремя цепями ГРМ. Фантастическая производительности при скромном расходе – их рецепт успеха. Предназначены данные двигатели для премиум-класса и кроссоверов Volkswagen Group.
Впервые 3.0 TDI установили на Audi A8 в 2004 году. Дальше им же оснащали Audi A4 (B7, B8), A5, A6 (C6, C7), A7, Q5 и Q7, VW Phaeton и Touareg, а также Porsche Cayenne I, II.
Многие называют этот двигатель лучшим среди моторов концерна Volkswagen. Однако сложная конструкция V6: два интеркулера, пьезоэлектрические форсунки Bosch – требуют больших затрат при ремонте. Владельцы отмечают возникновение проблем с работой двигателя уже на пробеге в 150 тыс. км – и это тоже объясняется сложностью устройства модели.
Типичные серьезные поломки первых 3.0 TDI – прогар поршней, вызванный поломкой пьезоэлектрических форсунок. Некоторые владельцы отмечают быстрый износ натяжителя цепи ГРМ – при несвоевременном ремонте это грозит перескоком цепи и капремонтом двигателя.
Вердикт таков: 2.7 и 3.0 TDI – мощный и интересный вариант дизельного двигателя VAG, но не для тех, кто хочет экономить на качестве топлива и последующем ремонте.
Не пропустите статьи из нашего зимнего цикла:
- как завести автомобиль в мороз - читайте
- как экономить топливо зимой - читайте
- как не надо ездить зимой - читайте .
На сегодняшний день экономичность является наиболее важным пунктом, который влияет на покупку автомобиля. Под экономичностью подразумевается меньший расход топлива и более длительный срок службы силового агрегата.
При решении этого вопроса на первый план выходит борьба между дизелем и бензином. Существует достаточное количество плюсов и минусов как у одного вида двигателя, так и у другого. В то же время можно сказать, что дизельные двигатели позволяют на 25-50% уменьшить расход топлива, а также их срок жизни более долог, по сравнению с бензиновыми вариантами.
Дизель или бензин?
Конечно, надо отметить, что популярность дизельных агрегатов в России несколько меньше, чем в Европе. Хотя поклонники есть, и их количество продолжает увеличиваться. Европейский спрос достаточно велик и поэтому автоконцерны постоянно совершенствуют дизельные двигатели. Стремление к улучшению показаний силовых агрегатов привело к тому, что на рынке появились дизели, которые имеют некоторые отличия в конструкции. Среди них наиболее известны дизели под аббревиатурами HDI, TDI, SDI. Поэтому попытаемся ответить на вопрос: в чем разница дизельных двигателей HDI, TDI, SDI?
Что касается маркировки, то символы DI обозначают использование системы, которая основана на в камеру сгорания. Принцип работы основан на том, что форсунки имеют общий канал, куда поступает топливо под высоким давлением. Обозначения HDI и SDI подразумевают отсутствие , то есть данные дизели называются атмосферными. В свою очередь, силовые агрегаты с маркировкой TDI отличаются наличием турбонаддува, что существенно увеличивает КПД двигателя.
Двигатель HDI
Дизельные двигатели с аббревиатурой HDI являются разработкой такого автомобильного гиганта, как PSA Peugeot Citroen. В этих силовых агрегатах используется система Common Rail. Данная система, которая определяется прямым впрыском топлива в камеру сгорания, позволила уменьшить расход топлива на 15%, увеличить мощность на 40%, а шум снизить на 10дБ. HDI-двигатели отличаются более продолжительным сроком службы. Так, диагностика на СТО предусматривается из расчета один раз на 30 тыс. км. Также стоит отметить, что ремень ГРМ и ремни навесных агрегатов остаются функциональными на весь период эксплуатации двигателя.
Двигатель TDI
Как уже говорилось, TDI-двигатели используют турбонаддув, что позволяет нарастить мощность. При этом экономичность находится на высоком уровне, а чистота выхлопа соответствует стандартам. Впервые данные двигатели стали использоваться концерном Volkswagen. Они отличаются неприхотливостью в эксплуатации и надежностью. Хотя надо сказать, что присутствует такой недостаток, как малый ресурс турбины, который рассчитан на 150 тыс. км. Правда, сам двигатель обладает ресурсом в один миллион километров.
Двигатель SDI
Если перспектива дорогостоящего ремонта не прельщает, то в данном случае стоит обратить внимание на SDI-двигатели. Силовые агрегаты этой модификации отличаются устойчивостью к большим пробегам, а также они обладают высокой надежностью, что связано с простотой их конструкции.
В настоящее время технологии TDI, HDI, SDI основываются на системе Common Rail третьего поколения. Третье поколение отличается тем, что стали использовать пьезоэлектрические инжекторы, которые позволяют более точно производить впрыск, а также было повышено давление подачи топлива. В принципе, двигатели данных маркировок имеют минимум отличий, а их символика является определителем производителя силовых агрегатов. Поэтому победителя в трех данных номинациях выделить трудно. Единственный вывод заключается в том, что выбор дизеля оправдан и перспективен.
