В 1986 году Fiat представил один из первых в мире легковых дизелей с непосредственным впрыском топлива. Появление на рынке модели Croma JDi, оснащенной таким мотором, было встречено с немалым интересом. Еще бы! Для дизелей с непосредственным впрыском характерны очень высокие величины максимального давления рабочего цикла, при этом давление в камере сгорания растет стремительно, наподобие взрыва, из-за чего двигатель работает жестко, с сильными вибрациями и шумом.
По этой причине долгое время «непосредственные» дизели, отличающиеся высокой эффективностью рабочего процесса и низким расходом топлива, использовались где угодно — на грузовиках, тракторах, военной технике, но только не на легковых автомобилях, для которых комфорт, как известно, далеко не самый последний показатель.
Читателю на заметку: официальный дилер Uz-Daewoo в Башкортостане — daewoo.kitstar.ru предлагает качественные и доступные по цене автомобили Daewoo Nexia . Это автомобили, которые проверенны временем и многочисленными автолюбителями разных стран мира.
Бороться с шумом и вибрациями можно двумя способами. Во-первых, изолировать моторное отделение от салона шумопоглощающими материалами и установить дизель на опорах, отфильтровывающих вибрации, передающиеся на кузов. Во-вторых, усовершенствовать рабочий процесс, протекающий в дизеле, и конструкцию системы непосредственного впрыска топлива. Понятно, что второй путь трудоемок, и на серьезный результат здесь можно рассчитывать лишь через неопределенное время.
По крайней мере, инженерам Fiat, принявшимся усовершенствовать дизель «Кромы», только на разработку проекта понадобилось более трех лет. И это притом, что им активно помогали специалисты фирм Magneti Marelli и Elasis.
Затем еще четыре года ушло на подготовку производства, а ведь на этой стадии к работам присоединилась еще и компания Bosch с ее знанием систем топливоподачи дизельных двигателей. Лишь в 1994 новые дизели Unijet с непосредственным впрыском топлива, наконец-то, начали устанавливаться на автомобили компаний, входящих в Fiat Group.
Однако, как выяснилось позднее, дизели Unijet. при их в общем-то выдающихся характеристиках, были всего лишь промежуточным этапом куда более амбициозной программы, принятой в то время в итальянской компании. Было ясно, что в связи с повышением законодательных требований по токсичности выхлопа и необходимостью улучшения потребительских качеств — мощности, динамических характеристик, расхода топлива, дизели Unijet без серьезной модернизации безнадежно устареют уже через 7-8 лет после появления. Требовались новые оригинальные идеи, и они были найдены, когда кто-то из аналитиков Fiat обратил внимание на теоретические изыскания ученых из университета в Цюрихе, которые, на первый взгляд, не имели отношения к автомобильной сфере. Тем не менее, именно эта теория стала основой для разработки революционной системы топливоподачи аккумуляторного типа, получившей название Common rail. Если Common rail и не стал лучшей новацией в области конструирования автомобилей в 1997 году, то только потому, что тогда же Mitsubishi предложила нечто еще более выдающееся, а именно — первый в мире бензиновый двигатель с непосредственным впрыском топлива.
Но вернемся к дизелям Fiat. Первой мотор с Common rail получила Alfa Romeo 156 JTD. Дизель «Альфы» отличался уровнем шумов и вибраций, сопоставимым с бензиновыми двигателями, и имел большой запас мощности. По сравнению с дизелями, оснащенными предварительной камерой сгорания, было отмечено улучшение показателей динамики на 12%, при одновременном снижении расхода топлива на 15%. Вслед за Alfa Romeo подобные дизели вскоре появились во всех моделях Fiat Group.
Однако безупречен ли был дизель JTD с технической точки зрения? Отнюдь нет, и двухклапанная система газораспределения, принятая на этом моторе, тому подтверждение. Опять же, возможности Common rail на дизеле JTD использовались далеко не в том объеме, который способна была предоставить эта система. Речь идет о том, что Common rail, благодаря электронному управлению, позволяет дробить фазу впрыска топлива на несколько частей. В дизеле Alfa Romeo впрыск топлива уже осуществлялся в два этапа. На первом, называемом пилотным, в цилиндр впрыскивалось небольшое количество топлива, которое разогревало камеру сгорания и подготавливало ее к приему основной части горючего. Но если фазу впрыска разбить не на две, а на большее число частей, то можно было ожидать еще более мягкого и чистого сгорания, а значит очередного снижения уровня шумов и вибраций, плюс улучшения мощностных и экономических характеристик мотора.
Прошедший Парижский автосалон показал, что пять лет, прошедших с момента дебюта Alfa Romeo 156JTD, инженеры Fiat не сидели сложа руки. Доказательство — мировая премьера дизеля 1.9 JTD с 16 клапанами газораспределения и системой непосредственного впрыска топлива Multijet.
Система Multijet по-прежнему основана на принципе Common rail. Она все также использует электронное управление топливными форсунками. Но теперь программное обеспечение блока управления топливоподачей позволяет дробить фазу впрыска на большее, чем две, число частей. Причем сколько этапов впрыска — два, три или более — потребуется, определяется по результатам точного контроля над давлением и температурой внутри камеры сгорания. Существуют отдельные программы для различных режимов работы дизеля, будь то холодный запуск, работа в режиме интенсивного разгона автомобиля или что-то другое.
В 2003 году Fiat пообещал расширить гамму дизелей с системой Multijet. Появится 1,3-литровый силовой агрегат, главным отличием которого будет чрезвычайно компактный размер. Итальянским конструкторам удалось разместить 1251 куб. см рабочего объема в габаритах 46x50x65 см, притом что этот дизель оснащен системой турбонаддува с промежуточным охлаждением воздуха и системой рециркуляции выхлопных газов. Благодаря компактным размерам, новый дизель можно приспособить под различные модификации. Но главное — испытаниями установлено, что этот силовой агрегат потребляет на 10% меньше топлива, чем самый лучший из его предшественников при, разумеется, низком уровне шумов и вибраций. И еще -уровень выброса вредных веществ уменьшился на 30-40%, и дизель 1,3 Multijet вполне укладывается в нормы токсичности EURO IV.
А также Fiat пообещал не останавливаться на достигнутом. Но, вероятнее всего, в ближайшие годы усовершенствованию подвергнутся системы турбо-наддува (здесь можно ожидать появление турбокомпрессора с переменной геометрией) и рециркуляции выхлопных газов. Что касается системы топливоподачи, то технический уровень, достигнутый на Multijet, позволяет итальянской компании на ближайшие, как минимум, 5-6 лет смотреть в будущее с оптимизмом.
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.
Сегодня экономичность можно назвать одним из наиболее важных и решающих факторов, из всех, которые влияют на покупку автомобиля. Это понятие включает в себя более экономный расход топлива и более длительный срок службы самого агрегата. И как всегда, при решении этого вопроса, на первый план выходит борьба между дизелем и бензином. При этом, можно отметить, что и один и второй вид двигателя имеют достаточное количество плюсов и минусов. В то же время, можно отметить, что именно двигатель дизельного типа дает возможность уменьшить расход топлива на 25-50%, а срок их жизни более длителен, нежели срок жизни бензиновых агрегатов.
Так что же лучше дизель или бензин?
Прежде всего, стоит отметить, что популярность дизельных агрегатов в России намного меньше, чем их популярность в Европе. Хотя поклонники таких двигателей однозначно есть, а их число постоянно растет. Спрос на дизель в Европе достаточно большой и по этой причине, европейские автомобильные концерны постоянно совершенствуют двигатели такого типа. Такое стремление к улучшению стало причиной того, что на рынке стали появляться дизели, которые имеют некоторые отличия в конструкции. Самыми известными среди них можно назвать модели с аббревиатурами HDI, TDI, SDI. Поэтому в данной статье мы постараемся разобраться, чем именно эти модели отличаются друг от друга?
Если говорить о маркировке, то буквы DI обозначают, что в данной модели используется система, работы которой основана на непосредственном впрыске топлива в камеру сгорания. Принцип работы такой системы основан на том, что форсунки имеют общий канал, в который и поступает топливо под достаточно высоким давлением. Аббревиатура HDI и SDI обозначает отсутствие турбонаддува, то есть данные дизели можно назвать приборами атмосферного типа. В свою очередь, модели с маркировкой TDI отличаются наличием турбонаддува, что в значительной степени влияет на увеличение КПД двигателя.
Дизельный двигатель HDI
Дизельные двигатели, которые обозначаются этой аббревиатурой, представляют собой разработку одного из автомобильных гигантов, концерна PSA Peugeot Citroen. Эти силовые агрегаты, в своей работе используют систему Common Rail. Эта система, которой характерен прямой впрыск топлива в камеру сгорания, обеспечила возможность уменьшить расход топлива на 15%, увеличить мощность на 40%, а также снизить показатели шума на 10дБ. Дизельные двигатели HDI отличаются более длительным сроком службы. Таким образом, можно отметить, что выполнение диагностики на СТО может проводиться исходя из расчета один раз на 30 тыс.км. Кроме того, можно отметить, что ремень ГРМ, а также ремни навесных агрегатов не перестают функционировать на протяжении всего срока службы двигателя.
Дизельный двигатель ТDI
Как уже упоминалось ранее, дизельный двигатель ТDI использует в своей работе турбонаддув, который обеспечивает возможность наращивания мощности. При этом, показатели экономичности остаются на высоком уровне, а чистота выхлопа всегда полностью соответствует стандартам. Впервые такие модели двигателей стал использовать в работе концерн Volkswagen. Модели такого типа отличаются надежностью и неприхотливостью в работе. Единственным недостатком дизельных двигателей TDI можно назвать небольшой ресурс турбины, который рассчитан на 150 тыс. км. А вот сам двигатель имеет ресурс в один миллион километров.
Двигатель SDI
Тем, кого не прельщает перспектива дорогостоящего ремонта можно порекомендовать обратить внимание на двигатели модели SDI. Эта модификация силовых агрегатов отличается большой устойчивостью к пробегам, а также надежностью, которая обеспечивается простотой конструкции.
На сегодняшний день можно отметить, что работа технологий HDI, TDI, SDI основывается на системе Common Trail третьего поколения, которое отличается использованием пьезоэлектрических инжекторов, которые дают возможность более точно производить впрыскивание и повышают давление подачи топлива. В принципе считается, что все двигатели, которые имеют такую маркировку, имеют немного отличий, а их символика представляет собой определитель производительности силовых агрегатов. Именно поэтому выделить лидера из этих трех наименований довольно трудно. Единственный вывод, который можно сделать, этот признать факт того, что выбор дизеля оправдан и перспективен.
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.
Использовались лишь на коммерческом транспорте. Такие моторы на легковушках - настоящая диковинка для российских автолюбителей. Ранее зарубежные производители (в том числе и VAG) официально и не поставляли такие моторы на отечественный рынок. Но сейчас стали появляться легковушки и кроссоверы от «Фольксвагена» с двигателем TDI. Что это такое? Рассмотрим в нашей статье.
Характеристика
Сперва отметим, что моторы с такой аббревиатурой встречаются не только на «Фольксвагенах».
Эти агрегаты есть и у «Ауди». Двигатели TDI - это моторы с турбированным дизельным впрыском (отсюда и аббревиатура). Также эти агрегаты отличаются непосредственной подачей топлива «Коммон Рейл».
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.
TDI и «Ауди-ТТ»
ТТ - это одно из самых популярных купе от «Ауди». Ранее машина укомплектовывалась только бензиновыми силовыми установками. Дизельные агрегаты ранее считались «овощными» и обладали малой тягой. К тому же такому спортивному купе просто необходим был высокооборотистый мотор. Но после применения на «Ауди-ТТ» двигателя TDI все стереотипы развеялись.
Этот дизельный мотор обладал просто неимоверными характеристиками. При двух литрах рабочего объема он развивал 170 лошадиных сил мощности и целых 350 Нм крутящего момента. Это дало значительный прирост в динамике. До сотни машина разгонялась за 7 с половиной секунд. А максимальная скорость составляла 226 километров в час. И теперь самый главный момент - расход топлива. А потреблял данный агрегат на сотню всего 5,3 литра в смешанном режиме. Вы не поверите, но это и есть настоящие паспортные данные от завода-производителя.
Экологически чистый
Моторы линейки TDI держат лидирующие позиции на рынке уже 20 лет. На одном из них была реализована технология Clean Diesel. Она обеспечивает глубокую очистку выхлопных газов путем преобразования оксидов азота в водяной пар. Система уже реализована на практике и успешно используется в США с 2014 года. Мотор 3.0 TDI соответствует всем нормативам содержания вредных веществ в выхлопе. Выброс СО на один километр составляет всего 130 грамм.
В чем преимущества двигателя 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, 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.
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.
