Что такое TDI двигатель

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

Содержание

  • Общая оценка преимуществ TDI
  • Роль турбины с изменяемой геометрией
  • Технологические отличия TDI
  • Проблемы TDI двигателей

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.

MultiJet – общее название второго поколения турбодизельных двигателей, оснащенных системой непосредственного впрыска топлива Common-Rail. Что же представляют собой это поколение моторов, один из которых был признан «Двигателем года» в Европе?

Но немного истории. В 1986 году компания Fiat представила Croma JDi – один из первых в мире легковых автомобилей, оснащенных дизельным двигателем с непосредственным впрыском топлива. Это было знаковое событие в мире автостроения. Ведь подобный силовой агрегат, несмотря на свои преимущества (производительность, экономичность, высокий крутящий момент), долгое время абсолютно не ассоциировался с «легковушкой». Из-за сильных вибраций и шума эти моторы устанавливались исключительно на коммерческую и военную технику.

Борьбу с шумом и вибрациями дизельного двигателя можно было вести в двух направлениях. Первый – простой и очевидный путь: отгородить моторный отсек от салона автомобиля звукоизоляционными материалами и установить двигатель на специальных опорах, которые бы поглощали вибрацию.

Второй путь был гораздо более трудоемок и длителен. Необходимо было изменить рабочий процесс, протекающий в двигателе, и усовершенствовать конструкции системы непосредственного впрыска топлива. Но именно это непростое направление для движения вперед было выбрано инженерной группой Fiat. Только на усовершенствование дизельного двигателя Fiat Croma понадобилось более трех лет. И это с учетом активного участия в разработке проекта специалистов фирм Magneti Marelli и Elasis.

На следующем этапе к работам присоединились специалисты Bosch, одной из ведущих компаний в области систем топливоподачи дизельных двигателей. Целых четыре года ушло на подготовку производства, и лишь в 1994 году дизельные двигатели с непосредственным впрыском топлива системы UniJet начали устанавливаться на автомобили компаний, входящих в Fiat Group.

Позднее стало ясно, что, несмотря на свои выдающиеся характеристики, дизельные двигатели Unijet – всего лишь промежуточный этап куда более амбициозной программы итальянского автоконцерна. В Fiat понимали, что без кардинального улучшения потребительских качеств – увеличения мощности и динамических характеристик, снижения расхода топлива и токсичности выхлопа – дизеля Unijet безнадежно устареют уже через 7-8 лет. Поэтому искали новую оригинальную идею – ею стала разработка революционной системы топливоотдачи аккумуляторного типа Common-Rail, которая была представлена в 1997 году. И только предложенный в том же году компанией Mitsubishi первый в мире бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива не позволил разработке Fiat Group стать лучшей новацией в области автомобилестроения.

И все же не менее выдающаяся инновация Fiat не осталась неиспользованной. Первый двигатель системы Common-Rail с низким уровнем шумов и вибраций (уровень был сопоставим с бензиновыми двигателями), имеющий большой запас мощности был установлен на автомобиле Alfa Romeo 156JTD. Новые моторы значительно превосходили по многим показателям дизеля, оснащенные предварительной камерой сгорания, поэтому вскоре двигатели с Сommon-Rail стали устанавливаться на все модели концерна Fiat. Показатели динамики улучшились на 12%!с одновременным снижением расхода топлива до 15%! Это были отличные показатели!

Несмотря на это, двигатель JTD не был безупречным с технической точки зрения. Применяемая в нем двухклапанная система газораспределения не давала возможности раскрыться всем преимуществам технологии Common-Rail. Ведь электронное управление впрыском системы Common-Rail позволяет многократно дробить фазу впрыска горючего. А в дизельном двигателе JTD таких фаз было всего две. При первом «пилотном» впрыске небольшого количества топлива происходил разогрев камеры сгорания и она подготавливалась к приему основной части горючего. Но большее дробление фазы впрыска дало бы возможность увеличить мягкость и чистоту сгорания топлива, и, как результат, получить улучшение мощностных, экономических и экологических показателей двигателя.

В 2002 году, по прошествии 5 лет кропотливого труда, на Парижском автосалоне инженерной группой Fiat был презентован уже 16-клапанный дизельный двигатель 1,9JTD с системой непосредственного впрыска топлива Multijet, основанной на принципе Common-Rail.

Рекомендуем:  Ваз 2107 — тюнинг двигателя

В системе Multijet также используется электронное управление топливными форсунками, но программное обеспечение позволяет разделять общий впрыск на большое количество частей. Это позволяет достичь более малошумного сгорания, сокращения вредных выбросов и повышения рабочих характеристик. При этом количество этапов впрыска определяется результатами контроля температуры и давления внутри камеры сгорания и режимом работы двигателя (холодный запуск, интенсивный разгон и др.).

Следующим этапом развития Multijet стал силовой агрегат 1,3Mjet, в 2005 году получивший титул «Международный двигатель года» в категории двигателей объемом от 1,0л до 1,4л. Главным преимуществом этого дизельного двигателя является чрезвычайно компактный размер. Конструкторам Fiat удалось разместить 1248см3 рабочего объема в габаритах 46х50х65 см, при том что двигатель оснащен системами рециркуляции выхлопных газов и турбонаддува с промежуточным охлаждением воздуха. Вместе с тем удалось еще более уменьшить уровень шума и вибрации, значительно снизить потребление топлива и уровень выброса вредных веществ.

Но останавливаться на достигнутом – не в привычках Fiat. Последовавшие в последнее время усовершенствования системы турбонаддува (в частности, появление турбокомпрессора с переменной геометрией) и системы рециркуляции выхлопных газов позволили в 2009 году представить еще более прогрессивную и инновационную топливную систему Multijet II.

Значительный опыт и высокий технический уровень Fiat Group в области разработки систем топливоотдачи, позволяет итальянскому концерну сегодня предлагать автомобили, которые оснащены востребованными в наше время экономичными и высокопроизводительными дизельными двигателями!

Эта статья посещена представителю семейства легендарных двигателей JTD (Jet Turbo Diesel), разработанному концерном FIAT в середине 90х годов прошлого века. На этих моторах применяется топливная система коммон рейл (common-rail) которая дала новый виток развития дизельных двигателей и на сегодняшний день является основной системой применяемой в дизельных двигателях легковых автомобилей. Мотор этого семейства 1.9 JTD был установлен на первом в мире легковом автомобиле с топливной системой коммон рейл Alfa Romeo 156 в 1997 году. Применение системы коммон рейл дало много преимуществ по сравнению с классическим дизелями. Благодаря ей уменьшился расход топлива на 15%!, мощность двигателя возросла почти на 40%!, увеличился крутящий момент дизеля, уменьшился уровень шума при работе двигателя а экологические показатели вышли на высочайший уровень, ранее не достижимый для дизельных двигателей. В разные годы разные модификации двигателей JTD устанавливались на многие марки автомобилей европейского производства и не только.

Мотор объёмом 1.3 литра: Alfa Romeo MiTo, Chevrolet Aveo (2012) , Fiat Albea , Fiat 500 , Fiat Doblò , Fiat Grande Punto , Fiat Idea , Fiat Linea , Fiat Panda , Fiat Punto , Fiat Palio , Fiat Fiorino , Fiat Qubo , Fiat Strada , Ford Ka (2008) , Lancia Musa . Lancia Ypsilon , Maruti Suzuki SX4 Diesel , Suzuki Ertiga , Opel Agila , Opel Astra , Opel Combo , Opel Corsa , Opel Meriva , Opel Tigra TwinTop , Suzuki Ignis , Suzuki Splash/Maruti Suzuki Ritz , Suzuki Swift/Maruti Swift/Maruti Swift Dzire , Suzuki Wagon R+ , TATA Indica Vista , Indigo Manza

Мотор обьёмом 1.6 литра: Alfa Romeo Mito , Alfa Romeo Giulietta (2010) , Fiat Bravo , Fiat Doblò , Fiat Grande Punto , Fiat Idea , Lancia Delta , Lancia Musa , Opel Combo D , Suzuki SX4 (с 2013г) .

Мотор объёмом 1.9 литра: Alfa Romeo 145 , Alfa Romeo 146 , Alfa Romeo 147 , Alfa Romeo 156 , Alfa Romeo 159 , Alfa Romeo GT , Cadillac BLS , DR5 , Fiat Bravo , Fiat Croma II , Fiat Doblò , Fiat Grande Punto , Fiat Marea , Fiat Multipla , Fiat Punto , Fiat Sedici , Fiat Stilo , Fiat Strada , Lancia Delta , Lancia Lybra , Lancia Musa , Opel Astra , Opel Signum , Opel Vectra C , Opel Zafira , Saab 9-3 , Saab 9-5 , Suzuki SX4 , Alenia Aeronautica Sky-Y

1.9 Twin Turbo Cadillac BLS , Lancia Delta , Saab 9-3

Мотор объёмом 2.0 литра: Alfa Romeo Giulietta (2010) , Alfa Romeo 159 , Fiat Bravo , Fiat Doblò II , Fiat Sedici , Fiat Croma II , Lancia Delta , Opel/Vauxhall Astra , Opel/Vauxhall Insignia (single and twin turbo) , Chevrolet Malibu , Saab 9-5 (single and twin turbo) , Suzuki SX4

Мотор объёмом 2.0/2.2 (PSA) Fiat Scudo , Fiat Ulysse , Lancia Phedra

Мотор объёмом 2.3 литра: Fiat Ducato

Мотор объёмом 2.4 литра: Alfa Romeo 156 , Alfa Romeo Spider , Alfa Romeo Brera , Alfa Romeo 159 , Alfa Romeo 166 , Fiat Croma II , Fiat Marea , Lancia Kappa , Lancia Lybra , Lancia Thesis

Моторы объёмом 2.3/3.0 литра: Fiat Ducato . Iveco Massif

Вернёмся к нашему мотору 2,3 Multijet (2287 куб.см). Этот мотор был разработан компанией Iveco и имеет две версии 120 MultiJet (SOFIM F1AE048ID) и 130 MultiJet (SOFIM F1AE048IN 2287), эти двигатели имеют мощность 116 PS (85 кВт) и 127 PS (93 кВт) соответственно. Устанавливается этот двигатель на фургоны и микроавтобусы Fiat Ducato .

Рассмотрим подробней двигатель 120 MultiJet который устанавливался на Fiat Ducato выпуска 2008-2011г собранных в России на заводе Sollers в Елабуге. Этот двигатель представляет из себя рядный четырёх цилиндровый шеснадцатиклапанный двигатель с турбонагнетателем и системой непосредственного впрыска топлива коммон рейл второго поколения «multijet». На данном моторе установлена электронная система управления впрыском топлива с контроллером Bosch EDC16c39.

1. Форсунки 2. Блок управления двигателем 3. Топливный насос 4. Топливный фильтр 5. Насос высокого давления 6. Регулятор давления топлива 7. Датчик давления топлива

Рекомендуем:  Топливный насос на ВАЗ 2110

Система «multijet» отличается от от первых версий коммон рейл более прогрессивным алгоритмом впрыска топлива, она позволяет дробить фазу впрыска не на два а на несколько этапов до пяти включительно, в зависимости от условий работы двигателя. Это позволило увеличить мощность мотора до 25%!и добиться уровня вибраций и шумов сопоставимого с бензиновыми двигателями. Так же система multijet менее чувствительна к качеству топлива за счёт более полного и эффективного сгорания топлива при многофазном впрыске и имеет более высокую надежность, по сравнению с классической системой насос форсунка. Техническое обслуживание мотора 2.3 JTD и его топливной системы диктуется особенностями данных двигателей. Топливная аппаратура коммон рейл требует высокой степени очистки топлива, в случае попадания твёрдых частиц в плунжеры насоса высокого давления насос выходит из строя, а цена нового насоса не сопоставимо выше цены качественных картриджей топливного фильтра. Так как двигатель имеет турбонагнетатель, то забитый воздушный фильтр может привести к поломке турбины, а в конечном счёте можно получить серьёзный дорогостоящий ремонт двигателя. В свете выше сказанного мы рекомендуем замену картриджа топливного фильтра и воздушного фильтра при каждой замене масла в двигателе, при замене картриджа топливного фильтра нужно обязательно промыть и продуть корпус фильтра. В целом эти моторы достаточно надёжны и имеют хорошие эксплуатационные показатели. При правильном своевременном обслуживании мотор 2.3 JTD будет долго радовать владельца автомобиля хорошим подхватом, тяговитостью и мягкостью работы. Этот Двигатель не даром завоевал прочное место в моторном отсеке коммерческого автомобиля

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

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.

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:  Замена ремня ГРМ на 8-ми клапанной Ладе Гранте своими руками

Общая оценка преимуществ TDI

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.

Особенности

Главная особенность – это турбина, которой оснащается двигатель TDI. 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.

Данная аббревиатура означает, что это компрессор с переменным соплом. Поставщиком таких турбин для «Фольксвагена» является «Гаррет». Конструкция данного узла предполагает наличие:

  • 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.

Классификации

По источнику энергии

Двигатели могут использовать следующие типы источников энергии:

  • электрические;
    • постоянного тока (электродвигатель постоянного тока);
    • переменного тока (синхронные и асинхронные);
  • электростатические;
  • химические;
  • ядерные;
  • гравитационные;
  • пневматические;
  • гидравлические;
  • лазерные.

По типам движения

Получаемую энергию двигатели могут преобразовывать к следующим типам движения:

  • вращательное движение твёрдых тел;
  • поступательное движение твёрдых тел;
  • возвратно-поступательное движение твёрдых тел;
  • движение реактивной струи;
  • другие виды движения.

Электродвигатели, обеспечивающие поступательное и/или возвратно-поступательное движение твёрдого тела;

  • линейные;
  • индукционные;
  • пьезоэлектрические.

Некоторые типы электроракетных двигателей:

  • ионные двигатели;
  • стационарные плазменные двигатели;
  • двигатели с анодным слоем;
  • радиоионизационные двигатели;
  • коллоидные двигатели;
  • электромагнитные двигатели и др.

По устройству

Двигатели внешнего сгорания — класс двигателей, где источник тепла или процесс сгорания топлива отделены от рабочего тела:

  • поршневые паровые двигатели;
  • паровые турбины;
  • двигатели Стирлинга;
  • паровой двигатель.

Двигатели внутреннего сгорания — класс двигателей, у которых образование рабочего тела и подвод к нему тепла объединены в одном процессе и происходят в одном технологическом объёме:

  • двигатели с герметично запираемыми рабочими камерами (поршневые и роторные ДВС);
  • двигатели с камерами, откуда рабочее тело имеет свободный выход в атмосферу (газовые турбины).

По типу движения главного рабочего органа ДВС с запираемыми рабочими камерами делятся на ДВС с возвратно-поступательным движением (поршневые) (делятся на тронковые и крецкопфные) и ДВС с вращательным движением (роторные), которые по видам вращательного движения делятся на 7 различных типов конструкций. По типу поджига рабочей смеси ДВС с герметично запираемыми камерами делятся на двигатели с принудительным электрическим поджиганием (калильным или искровым) и двигатели с зажиганием рабочей смеси от сжатия (дизель).

По типу смесеобразования ДВС делятся на: с внешним смесеобразованием (карбюраторные) и с непосредственным впрыском топлива в цилиндры или впускной коллектор (инжекторные). По типу применяемого топлива различают ДВС работающие на бензине, сжиженном или сжатом природном газе, на спирте (метаноле) и пр.

Реактивные двигатели

Воздушно-реактивные двигатели:

  • прямоточные реактивные (ПВРД);
  • пульсирующие реактивные (ПуВРД);
  • газотурбинные двигатели:
    • турбореактивные (ТРД);
    • двухконтурные (ТРДД);
    • турбовинтовые (ТВД);
    • турбовинтовентиляторные ТВВД;

Ракетные двигатели

  • жидкостные ракетные двигатели;
  • твердотопливные ракетные двигатели;
  • ядерные ракетные двигатели;
  • некоторые типы электроракетных двигателей.

По применению

В связи с принципиально различными требованиями к двигателю в зависимости от его назначения, двигатели идентичные по принципу действия, могут называться «корабельными», «авиационными», «автомобильными» и тому подобными.

Категория «Двигатели» в патентоведении одна из наиболее активно пополняемых. В год по всему миру подаётся от 20 до 50 заявок в этом классе. Часть из них отличаются принципиальной новизной, часть — новым соотношением известных элементов. Новые же по конструкции двигатели появляются очень редко.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: