Что такое двигатель TDI?

То, что дизеля более выгодные, чем бензиновые моторы, ни для кого не секрет, однако определиться с типом топлива — это еще не значит определится с типом самого дизельного мотора. Довольно распространенная проблема многих новичков — путаница между многочисленными аббревиатурами (HDI, TDI, SDI, CDI), от которых в будущем очень много зависит.

Забегая наперед скажу, что две последние буквы «.DI» всех вышеперечисленных аббревиатур означают Direct Injection — непосредственный впрыск. Технология прямого или как его еще называют непосредственного впрыска, одна из самых продвинутых на сегодняшний день и предусматривает наличие общего канала, через который происходит подача топлива.

Общий анализ двигателей TDI

Основными характеризующими достоинствами таких двигателей, на которые нужно обратить внимание являются:

– экологичность;

– экономичность;

– компактность;

– мощность.

Все эти положительные характеристики появились не сразу. Даже после пришествия на рынок Audi 80 с двигателем TDI преобладание таких характеристик двигателя не наблюдалось. Только после кропотливой работы и различного вида доработок в 1989 году производители выпустили мощный турбодизель, который совершенно не уступал бензиновым двигателям.

Эксперты подтверждают, что двигатели TDI являются лучшими в современное время. Их результативность определена из пропорции исходной мощности и крутящего момента на 1 объема цилиндра и израсходованного топлива.

Пьезоинжекторы

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

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.

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».

Актуально: Как проверить турбину дизельного двигателя? Диагностика неисправностей в домашних условиях

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.

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.

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 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.

Common Rail

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

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

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

Быстрее мгновения

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

Серный вопрос

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

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

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

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

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

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

TDI: проверено Ле Маном

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

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

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