Дизельные двигатели TDI – это не только впрыск с рядным ТНВД или насос-форсунки, но еще и Сommon Rail. Можно сказать, «только Common Rail», поскольку именно такая топливная система является вершиной эволюции дизельного впрыска.
Концерн VAG понял это позже других, так как все усилия направил для развития впрыска на основе насос-форсунок. Собственно, Pumpe Duse на легковых двигателях убила экология – моторы с трудом удалось вписать в нормы Евро-5, а вот впрыск Common Rail оказался более гибким в этом плане.
Собственно революция TDI случилась в 2007 году – в мае этого года на Passat B6 появился первый 2.0 TDI с Common Rail. Этот мотор сейчас перед вами.
Его создали на основе чугунного блока цилиндров от насос-форсуночного турбодизеля. ГБЦ полностью переделали под новый тип непосредственного впрыска. Сердцем топливной системы стал ТНВД Bosch CP4 и пьезофорсунки.
Во впускной коллектор добавили вихревые заслонки. В приводе ГРМ используется зубчатый ремень. В целом, у VAG в 2007 году получился турбодизельный мотор, как у конкурентов. Можно сказать, что на его основе были созданы все остальные 2-литровые турбодизели, которые до сих пор устанавливаются на новые модели VW, Audi, Seat, Skoda.
Выбрать и купить двигатель для Фольксваген, двигатель для Seat, двигатель для Skoda или двигатель для Ауди вы можете в нашем каталоге контрактных моторов.
Надёжность двигателя 2.0 TDI с Common Rail
Моторы 2.0 TDI с Common Rail получились вполне надёжными. Механические проблемы и износ, присущий двигателям с насос-форсунками, остались в прошлом. Тут присутствует только одна проблема, которая перешла сюда и крайне неприятно проявилась на моторах-предшественниках. Мы о ней расскажем.
В остальном, при использовании нормального топлива, замене масла каждые 10 000 км, периодической чистке радиаторов эти двигатели служат по 250 000 км и заезжают на СТО только для регламентного обслуживания. Да, почти все они оснащены сажевыми фильтрами, а при работе в паре с МКПП оснащены двухмассовыми маховиками, что добавляет хлопот и расходов.
На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть разборку двигателя 2.0 TDI, снятого с VW Passat B6 2008 года выпуска.
Турбина
На двигатели 2.0 TDI с Comon Rail устанавливали турбокомпрессор KKK BV43 с изменяемой геометрией. Геометрия приводится вакуумным актуатором с датчиком положения для точного регулирования.
К пробегу в 170 000 – 200 000 км в этом регуляторе изнашивается резиновая мембрана – в ней появляется трещинка, обычно на манжете штока. После этого актуатор фактически не работает.
Появляется известная уже многим ошибка по «выходу из диапазона регулирования». Актуатор можно проверить на герметичность, т.е. присоединить трубочку на его штуцер и создать разряжение.
Если разряжение не создается, а через трещинку шипит воздух, то актуатор действительно неисправен. Его придется заменить на новый.
После установки нового актуатора необходимо отрегулировать его крайнее положение. Для этого нужны и гаечные ключи, и фирменная диагностическая программа.
При подаче разряжения шток выдвигается, датчик положения должен показать напряжение в 0,76 Вольт – в таком положении и нужно гайками зажать тягу геометрии.
При отсутствии разряжения на втянутом штоке датчик положения должен показывать от 3,3 до 3,9 вольт.
При диагностике проблемы с передувом или недодувом следует ориентироваться на эти данные о крайних положениях – по ним можно оценить подвижность заслонок геометрии и работоспособность актуатора. Также не стоит забывать о том, что клапан N75 для управления турбиной может выйти из строя, а его вакуумная трубка может протереться.
Выбрать и купить турбину для двигателя Volkswagen 2.0 TDI, турбину для двигателя Skoda 2.0 TDI, для двигателя Audi 2.0 TDI или Seat 2.0 TDI вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Впускной коллектор и вихревые заслонки
До 2012 года впускной коллектор двигателей 2.0 TDI CR был частично легкосплавный, а затем стал полностью пластиковым.
Во впуске установлены вихревые заслонки с обратной связью, датчик положения находится в корпусе сервопривода. Вихревые заслонки участвуют в создании вихревого потока в цилиндрах: они перекрывают прямые каналы наполнения каждого цилиндра. То есть, пока вихревые заслонки закрыты, воздух в каждый цилиндр попадает через один впускной клапан.
Во время запуска двигателя заслонки открыты и закрываются после старта. По мере увеличения нагрузки на двигатель заслонки приоткрывают каналы наполнения и полностью открываются по достижении 3000 об/мин.
Почти на всех двигателях 2.0 TDI с Common Rail были проблемы с вихревыми заслонками. Проблемы безобидные: загорается Check Engine с ошибками по положению заслонок. Причем виновником проблемы становится не только нагар во впуске, нарушающий подвижность заслонок, но и износ самого механизма.
Нередко бывает так, что даже при полностью чистом коллекторе возникает ошибка по положению заслонок. Это происходит из-за износа ограничителя на тяге заслонок.
В этом случае в открытом положении заслонки останавливаются не ровно вдоль течения воздуха. Датчик положения фиксирует неправильное положение.
На этот случай умельцами уже придуман ограничитель, который прикручивается снаружи к корпусу сервопривода.
Также неправильное положение заслонок фиксируется при износе пластиковой тяги, которая может и соскочить.
В большинстве случаев владельцы принимают более суровое решение: удалить заслонки, отшить их и сделать то же самое с клапаном EGR.
Выбрать и купить впускной коллектор для двигателя Volkswagen 2.0 TDI, впускной коллектор для двигателя Skoda 2.0 TDI, для двигателя Audi 2.0 TDI или Seat 2.0 TDI вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Клапан EGR
Система EGR низкотемпературная. Это значит, что отработавшие газы интенсивно охлаждаются в отдельном радиаторе. Поэтому на моторах Евро-5 и выше система рециркуляции отправляет в камеры сгорания еще больше инертных газов, чтобы снизить температуру сгорания и тем самым уменьшить количество оксидов азота.
Клапан EGR соседствует с заслонкой, которая обеспечивает плавную остановку дизеля и разряжение во впускном коллекторе для активной работы системы EGR. Клапан EGR и заслонка оснащены электронными сервоприводами.
Проблемы с ними стандартные: из-за налёта нарушается подвижность этих элементов. Но на моторе 2.0 TDI CR обе детали легко снимаются и чистятся.
Довольно часто при появлении лишнего количества масла во впускном коллекторе стыки между этими деталями начинают потеть маслом. А в корпусе клапана EGR даже есть два отверстия, через которые вытекает масло наружу.
Тут уже надо разбираться не только с течами, но и источниками масла. Это может быть изношенный турбокомпрессор, проблемы с вентиляцией картера и даже сильно засорённый воздушный фильтр.
Хуже, если масло проникнет в сервоприводы, то из-за разъедающих свойств масла пострадают шестеренки и электронные компоненты. Нередко масло заполняет даже электрические разъемы.
В самых запущенных случаях заслонка и клапан EGR просто заклинивают. Из-за заклинившего клапана EGR двигатель еле-еле работает на холостом ходу и глохнет. Из-за заклинивающей заслонки мотор, после выключения зажигания, глохнет с сильными вибрациями.
Если сервопривод выйдет из строя, то тут либо замена узлов целиком, либо творческий ремонт с восстановлением или 3d-печатью шестерён.
Выбрать и купить клапан EGR для двигателя Volkswagen 2.0 TDI, впускной коллектор для двигателя Skoda 2.0 TDI, для двигателя Audi 2.0 TDI или Seat 2.0 TDI вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Топливная система
Топливная система двигателя 2.0 TDI серии EA189 представляет собой вполне обычный Common Rail, но с некоторыми особенностями. В топливном баке есть подкачивающий насос.
Дополнительный насос предусмотрен и после топливного фильтра, он подаёт топливо к ТНВД под давлением 5 бар. Далее перед ТНВД установлен сетчатый фильтр с датчиком давления топлива.
Топливный насос высокого давления Bosch CP4 одноплунжерный. На нём установлен дозирующий клапан.
На топливной рампе находится регулятор давления топлива и датчик давления. В обратной топливной магистрали после всех форсунок находится редукционный клапан, до которого давление поддерживается на уровне 10 бар. Такой подпор топливном необходим для нормальной работы пьезофорсунок.
Сами пьезофорсунки обладают высокой скорострельностью, могут производить до 5 отдельных впрысков в процессе сгорания топлива. Максимальное давление впрыска достигает 1800 бар.
Со стороны топливной системы в основном появляются ошибки по недостаточному или избыточному давлению топлива. Минимальное давление в рампе для запуска мотора – 230 бар.
Если мотор не запускается или давление топлива малое, то поочередно нужно проверять все компоненты до ТНВД. Насос в баке должен за полминуты наливать литр топлива. Насос перед ТНВД должен бодро давить 5 бар.
Можно выкрутить дозирующий клапан ТНВД – если он покрыт стружкой или она видна в его отверстии, то основной насос нужно менять или ремонтировать. Дозирующий клапан должен щелкать в закрытое положение при подаче на него напряжения 12 вольт. Замечено, что при неисправности этого клапана постоянно появляются и чередуются ошибки по низкому и высокому давлению топлива.
Неконтролируемый слив топлива может осуществляться через регулятор на рампе – на холостом ходу из рампы через штуцер обратки должно выливаться не более 100 грамм топлива за полминуты. Также этот клапан должен щелкать при подаче напряжения, а сеточка на его «носике» должна быть чистой.
Ну а редукционный клапан на обратке от форсунок должен держать 10 бар. Т.е. как минимум во время запуска двигателя или сразу после старта он не должен пропускать топливо дальше в обратную магистраль.
Если этот редукционный клапан не держит 10 бар, то производительность форсунок сильно снижается. При этом мотор будет хуже тянуть и уходить в аварийный режим с появлением ошибки по чрезмерному давлению в рампе.
- Также из-за заклинившего клапана на рампе наблюдается превышение давления, а если он плохо слушается управляющего ШИМ-сигнала, то обороты двигателя будут сильно колебаться на холостом ходу.
- Всей этой информации достаточно, чтобы провести диагностику при проблемах в топливной системе.
- Также отметим, что недостаточное давление подачи топлива к ТНВД проявляется в том, что сам ТНВД начнёт цокать или дребезжать.
Обязательно добавим, что много проблем в топливной системе моторов 2.0 TDI с Common Rail появляется после неквалифицированных работ.
Меняли топливный фильтр и перепутали трубки обратки и подачи? Мотор не запустится! Завоздушили ТНВД после снятия дозирующего клапана? Мотор снова не запустится! Откручивали клапаны на ТНВД и рампе и допустили попадание грязи? Стоимость ремонта вырастет в 10-ки раз. Поэтому, если не умеете и не знаете, лучше не делайте. Дороже выйдет.
Отметим, что топливный насос высокого давления Bosch CP4 известен тем, что может настругать стружку в случае, если ролик его толкателя развернётся поперёк кулачка.
То есть, после этого ролик перестанет обкатывать кулачок, потом между этими деталями возникает трение с образованием стружки.
Это происходит в случае неправильной прокачки топливной системы после замены фильтра, после осушения топливного бака и при заправке с не заглушенным двигателем.
Выбрать и купить ТНВД для двигателя Volkswagen 2.0 TDI, ТНВД для двигателя Skoda 2.0 TDI, для двигателя Audi 2.0 TDI или Seat 2.0 TDI вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Пьезофорсунки
Пьезофорсунки Bosch можно продиагностировать на предмет достаточной гидроплотности стандартным способом. За минуту на холостом ходу они должны сливать в обратку не более 7 грамм топлива.
На этих моторах механический износ форсунки приводит к переливу топлива с сопутствующей неровной работе двигателя на всех режимах, а затем и к прогоранию прокладки ГБЦ или поршня, оплавлению сажевого фильтра.
Также из-за напряженной работы выходит из строя пьезоэлемент, после чего форсунка просто не функционирует. В этом случае форсунки не ремонтируются. Вообще, с оригинальными новыми запчастями к ним есть проблемы. Однако оригинальная новая пьезофорсунка Bosch 116-й серии сегодня стоит $230. Они одинаковые на всех Common Rail 2.0 TDI мощностью от 136 до 170 л.с.
Отметим, что пьезофорсунки также установлена на огнеупорные шайбы. На случай их прогорания инженеры VAG предусмотрели вентиляционные каналы, через которые газы будут прорываться наружу, не загрязняя гнёзда форсунок. На форсунках есть резиновые уплотнительные колечки, которые способствуют этому. Их нужно менять вместе с огнеупорными шайбами.
Выбрать и купить форсунки для двигателя Volkswagen 2.0 TDI, форсунки для двигателя Skoda 2.0 TDI, для двигателя Audi 2.0 TDI или Seat 2.0 TDI вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Клапанная крышка
В клапанную крышку встроен двуступенчатый маслоотделитель системы вентиляции картера и вакуумный ресивер. Мембранный клапан в этой крышке следует менять, если возникают запотевания по трубке, отводящей картерные газы во впускной коллектор. Мембрана меняется на неоригинальную довольно просто.
Ремень ГРМ
Ремень ГРМ также приводит ТНВД и помпу. Его стоит менять каждые 120 000 км или раньше.
Распредвалы
Шкив для зубчатого ремня ГРМ присутствует только на выпускном распредвале. Впускной распредвал приводится зубчатой передачей. Шестерня выпускного распредвала составная, с механизмом компенсации зазоров между зубьями – такая конструкция снижает шумность этой зубчатой передачи.
Выбрать и купить ГБЦ для двигателя Volkswagen 2.0 TDI, ГБЦ для двигателя Skoda 2.0 TDI, для двигателя Audi 2.0 TDI или Seat 2.0 TDI вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Масляный насос
С 2-литрового мотора с насос-форсунками на двигатель с Common Rail перекочевал блок балансирных валов со встроенным в него масляным насосом. Один из балансиров приводится косозубыми шестернями. Второй приводится от первого другой парой косозубых шестерён. От второго балансирного вала посредством шестигранного поводка («карандаша») приводится масляный насос.
Такая конструкция по сей день используется на всех двигателях 2.0 TDI, но с одним важным изменением: шестигранный поводок был увеличен в длине до 100 мм и изготовлен из качественной стали. Такое улучшение появилось в ноябре 2009 года.
До этого момента длина «карандаша» составляла 77 мм. А на двигателях 2.0 TDI с Common Rail первых двух лет выпуска этот поводок был изготовлен плохо. К пробегу в 150 000 – 200 000 км его грани изнашивались. Параллельно с этим в масляный поддон попадала стружка наподобие лохмотьев из фольги. Она оседала в маслозаборнике.
К моменту появления на рынке автомобилей с этими Common-Rail-моторами все уже были наслышаны об износе шестигранника. Владельцы меняли его самостоятельно каждые 150 000 км или сразу после покупки машины с непонятной историей обслуживания.
Выбрать и купить двигатель для Volkswagen, Audi, Skoda, Seat вы можете в нашем каталоге контрактных моторов.
Здесь по ссылкам вы можете посмотреть наличие на авторазборке конкретных автомобилей Volkswagen, автомобилей Seat, автомобилей Skoda или автомобилей Audi заказать с них автозапчасти.
Что такое TDI двигатель?
Сокращенное название дизельного двигателя TDI расшифровывается как Turbocharged Direct Injection. Творение инженеров-конструкторов компании Volkswagen на автомобильном концерне.
Разработка данного двигателя началась в далекие 70-е годы. На наименование TDI концерн имеет исключительные права, поскольку название защищено патентом, поэтому всегда можно без ошибок определить происхождение таких двигателей.
На весь дочерний ряд автомобилей немецкого происхождения устанавливают такие силовые агрегаты, независимо от типа транспортного средства, в которые входят микроавтобусы, грузовики, легковые автомобили и джипы.
Двигателями TDI вправе распоряжаться и некоторые другие компании, с которыми у Volkswagen подписан договор на сотрудничество. Для понимания необходимо охарактеризовать данный силовой агрегат.
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.
Функции турбины с изменяемой геометрией
Наряду с системой прямого впрыска главным неоспоримым достоинством мотора составляет турбонаддув изменяемой геометрии, это делает такие двигатели конкурентоспособными не только среди дизельных, но и бензиновых моторов.
В данном турбонагнетателе распределение и показатели отработанного газового потока подчиняются регулировке. За счет этого можно добиться нужной скорости вращения турбины, что позитивно воздействует на производительность. Простая турбина такой возможности лишена.
Если рассматривать турбину VNT, то в ее конструкции предусмотрены направляющие лопатки, система управления и вакуумный привод. При движении вокруг своей оси лопатки находятся в положении нужного угла, и за счет этого изменяется сечение канала. На основании этого появляется возможность корректировки скорости и вектора выхлопов.
Управляющий механизм всегда держит под контролем поворот лопаток. Он оснащен кольцом и рычагом, который воспринимает влияние вакуумного привода, регулируемого независимой тягой.
Клапан является управлением привода, он входит в ЭБУ двигателя и несет ответственность за перемену давления наддува при помощи сигналов, которые приходят от температурного сенсора и сенсора давления наддува.
Дозатор энергии отработанного потока представляет собой своего рода турбину на TDI двигателе. Дозатор обеспечивает необходимое давление воздуха при любых условиях работы двигателя.
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.
Неисправности TDI двигателей
Показатель надежности двигателей TDI достаточно высок, как говорят данные специализированных ресурсов. При правильном качественно организованном обслуживании его можно эксплуатировать миллионы километров.
Степень надежности современных компрессоров также возросла и порой достигает не менее ресурса самого двигателя. 150-200 тыс. км пробега- это средний ресурс большинства турбин.
- Такой ресурс достигается за счет высокой температуры отработанных газов, которая может достигать 1000 градусов, а также большой частотой вращения, которая приближается к двумстам тысячам оборотов в минуту.
- От исправности системы питания и от качества топлива напрямую зависит ресурс форсунок, что является недостатком.
- Наиболее значимые меры, которые продлят жизнь слабым звеньям TDI:
- – своевременная смена масла;
- – периодическая смена воздушного фильтра;
- – систематическая диагностика давления наддува.
- Двигатели Turbocharged Direct Injection достаточно сложны при самостоятельном обслуживании, поэтому рекомендуется всегда обращаться в специализированные автосервисы.
Подведение итогов
Дизельному двигателю получилось подняться на совершенно новую ступень, благодаря разработкам и решениям инженеров. Рекорд поставлен по экономичности двигателей TDI. На 1-ом полном топливном баке модель Audi 100 TDI совершила пробег в размере 4814.4 километра
Средний расход топлива составлял 1.7 л на 100 км, а средняя скорость движения составила 60 км/ч. Моторы TDI, одерживают лидерство по сравнению с бензиновыми не только в городе, но и на гоночных соревнованиях. Регулярно одерживающая победы дизельная Audi R10 TDI даже на самых сложных трассах.
При безошибочном подборе и своевременной замене моторного масла, при грамотной эксплуатации и конечно используя специализированный сервис, мотор TDI проживет долгую беззаботную жизнь. При соблюдении простейших мер и условий данные моторы сохранят свою работоспособность многие тысячи километров.
Что такое TDI двигатель и чем он отличается от TSI?
Дизельные двигатели традиционно вызывают повышенный интерес у наших автомобилистов, стремящихся получить максимум возможного и при этом не переплачивать за топливо.
Один из таких двигателей – TDI, или Turbo Diesel Injection, который компания Volkswagen устанавливает в свой знаменитый внедорожник Toaureg. Это современный силовой агрегат, в котором повышенный крутящий момент удачно сочетается с экономичностью и завораживающий мощностью.
Особенности двигателей TDI
Основной отличительной чертой TDI двигателей является наличие топливного впрыска, осуществляемого под высоким давлением, и современного турбонагнетателя, геометрия турбины которого изменяется для максимальной эффективности сжигания топлива. КПД двигателя достигает 45%, что для дизеля является великолепным результатом. К достоинствам двигателя специалисты относят:
- минимальный расход топлива;
- предельно низкий объём вредных и токсичных веществ в выхлопе;
- высокую надёжность, длительный срок эксплуатации без ремонта, длительный интервал между регламентными сервисными работами.
Благодаря высокому показателю крутящего момента двигатель демонстрирует отличные показатели рабочей динамики, быстрый разгон и максимальную мощность даже на низких оборотах.
Основные конструктивные отличия
- Прямой впрыск. Чтобы обеспечить равномерность сгорания, небольшое количество топлива впрыскивается в камеру перед началом основного цикла. Таким образом, достигается максимальная эффективность без жёсткого ударного воздействия на конструктивные элементы двигателя.
- Турбонагнетатель. Оригинальная конструкция, состоящая из двух турбин, обеспечивает сжатие подаваемого воздуха, благодаря чему возрастает эффективность сгорания топлива. Мощность двигателя возрастает без увеличения оборотов и без роста потребления горючего.
- Система VTG. Изменяемая геометрия турбинных лопастей способствует возрастанию эффективности, на малых оборотах суживая пропускное отверстие, а при увеличении числа оборотов – увеличивая его. Такая регулировка давления способствует стабильности работы двигателя, снижает объём выхлопа и увеличивает управляемость машины.
Сравнение двигателей TDI и TSI
На автомобили Toaureg в разных комплектациях устанавливают дизели TDI и бензиновые агрегаты TSI. Какую комплектацию выбрать? Сравним их плюсы и минусы.
Достоинства и недостатки TDI
Основным преимуществом TDI двигателя является невероятно высокий КПД, составляющий 45%. На текущий момент это наивысший показатель, достигаемый автомобильными дизелями.
В пользу этого двигателя говорят и экологические характеристики – содержание продуктов горения в выхлопе удалось сократить до минимума.
К тому же это очень малошумный агрегат, особенно по сравнению с установками равной мощности.
Что касается недостатков, то они характерны для всех дизелей. По показателю мощности на литр они традиционно проигрывают бензиновым моторам, при этом отличаются относительно большим весом и габаритами. Кроме того, уровень шума более высок, чем у TSI, хотя стоит заметить, что это отличие невелико.
Достоинства и недостатки TSI
Классический бензиновый мотор с двойным турбинным наддувом TSI обладает повышенной мощностью по сравнению со стандартными моделями, причём разница достигает 10-15%. Конструкция позволяет избегать провалов по мощности, а благодаря двойной компрессии достигается максимальная эффективность сжигания топлива.
К недостаткам TSI относят, прежде всего, чрезвычайно сложную конструкцию двойной системы компрессии. Помимо повышенной стоимости самого двигателя, это удорожает его ремонт и обслуживание.
Двадцатилетие двигателей TDI от Audi: инновационная технология с большим будущим — ДРАЙВ
- Выпуск модели Audi 100 TDI осенью 1989 года ознаменовал начало новой «дизельной эры»
- Инновационные технологии послужили основой для создания пяти миллионов двигателей
- «Хроника TDI»: обзор двигателей и технологий
В 2009 году Audi отмечает еще один важный юбилей — двадцатую годовщину создания технологии TDI. Осенью 1989 года на Франкфуртском международном автосалоне был представлен Audi 100 2.5 TDI — первый автомобиль, оснащенный турбированным дизельным двигателем с непосредственным впрыском топлива. Марка с четырьмя кольцами на эмблеме последовательно наращивает свое лидерство в этой области: с 1989 года компания Audi выпустила более пяти миллионов двигателей TDI и сейчас предлагает на рынке широкий ассортимент самых современных дизельных силовых агрегатов. Сочетая в себе внушительную мощность, спортивный характер и образцовую эффективность, эти двигатели демонстрируют огромный потенциал для дальнейшего развития технологии.
Уже более 30 лет Audi производит дизельные двигатели, первый из которых — пятицилиндровый мотор с предкамерным впрыском — дебютировал в 1978 году.
11 лет спустя компания совершила технологический прорыв, явившийся настоящей революцией на рынке дизельных автомобилей.
Аббревиатура TDI содержит в себе обозначение технологий, открывших новое измерение в производстве моторов: прямой впрыск топлива, турбонаддув и полностью электронное управление.
Со временем прогрессивные технологические решения позволили компании Audi достичь совершенства в производстве дизельных двигателей и обеспечили марке с четырьмя кольцами невероятный успех на рынке.
Технология TDI помогла раз и навсегда развеять традиционный стереотип «медленного, шумного и грязного» дизельного двигателя.
Сегодня практически каждый автопроизводитель использует данную технологию при разработке своих дизельных силовых агрегатов.
«Двадцатилетие TDI — это 20 лет прогресса и усовершенствований, спортивной мощи и эффективности, — говорит Михаэль Дик, директор по техническим разработкам Audi AG.
— Технология TDI является одним из ключевых факторов, способствующих продвижению нашего бренда в премиум-сегменте.
Это наиболее успешная разработка в области повышения эффективности силовых агрегатов, по характеристикам мощности и экономии топлива ей нет равных».
Рихард Баудер, отец технологии TDI, и сегодня возглавляет направление разработки дизельных двигателей в Audi. По его словам, программа создания новых моторов стартовала в 1976 году, когда в памяти еще были свежи воспоминания о топливном кризисе 1973 года.
«Нашей целью было создание двигателя внутреннего сгорания, потребляющего как можно меньше топлива.
Мы перебрали все мыслимые и немыслимые варианты и концепции, которые можно было бы применить для дизельного двигателя, а в процессе анализировали и совершенствовали разнообразные методы впрыска и сгорания топлива.
Одним из наиболее значительных наших прорывов стала разработка топливной форсунки с двумя пружинами, что обеспечило возможность предварительного впрыска небольшого количества топлива. Результатом было более равномерное сгорание и снижение шума двигателя — фундаментальные преимущества для легковых автомобилей».
Первый двигатель TDI с самого начала имел большой успех. Когда он устанавливался на Audi 100 третьего поколения, пятицилиндровый мотор объемом 2461 куб. см позволял развивать мощность 120 л.с. (88 кВт) и крутящий момент 265 Нм при 2250 об./мин. Подача топлива в камеры сгорания происходила при помощи топливного насоса высокого давления распределительного типа.
Передовое достижение: максимальная скорость почти 200 км/ч, расход топлива — 5,7 л/100 км
После запуска двигателя в серийное производство на Audi 100 Avant в конце 1989 года, его впечатляющие характеристики ознаменовали начало новой эры. В то время дизельные двигатели ценились за свою экономичность и надежность, но их главным недостатком была нерасторопность.
Однако благодаря способности двигателя обеспечивать максимальную скорость почти 200 км/ч, автомобиль Audi 100 2.5 TDI проложил себе дорогу в мир скоростных туринг-седанов.
Впечатляющие характеристики разгона с места и крайне низкий расход топлива (5,7 литра на 100 км) позволили новому мотору стать одной из самых передовых разработок того времени.
Триумф ждал двигатели TDI от Audi и в среднем классе. Начиная с 1991 года, модель Audi 80 оснащалась четырехцилиндровым двигателем объемом 1,9 литра, который развивал мощность 90 л.с. (66 кВт) и крутящий момент 182 Нм.
Четыре года спустя появилась его модернизированная версия мощностью 110 л.с. (81 кВт). Увеличения мощности удалось достичь главным образом благодаря использованию турбонагнетателя новой конструкции.
Нагнетатель с изменяемой геометрией турбины (VTG) позволял распределять крутящий момент равномернее и быстрее даже при раскрутке двигателя с очень низких оборотов.
В 1993 году компания Audi полностью перевела свою программу разработки дизельных двигателей на технологию TDI, после чего в 1994 году, был сделан еще один шаг вперед: мощность пятицилиндрового двигателя удалось увеличить до 140 л.с. (103 кВт).
В серийное производство была запущена шестиступенчатая модель коробки передач, а двигатель TDI был впервые совмещен с системой постоянного полного привода — так возник автомобиль TDI quattro. С крутящим моментом 290 Нм при 1900 об.
/мин, максимальной скоростью 208 км/ч и разгоном с места до 100 км/ч за 9,9 секунды этот автомобиль практически сразу стал сенсацией.
Телевизионный ролик, в котором звучал ставший знаменитым вопрос «Где же топливный бак?», принес ему всеобщую славу: автомобиль Audi A6 TDI покрывал расстояние до 1300 километров на одном баке топлива.
1997 год: двигатель V6 TDI впервые устанавливается на легковом автомобиле
В 1997 году компания Audi в очередной раз произвела революцию в автомобилестроении, представив первый двигатель V6 TDI, установленный на легковом автомобиле. Благодаря использованию четырех клапанов на цилиндр — еще одно инновационное решение — этот двигатель объемом 2,5 литра развивал мощность до 150 л.с. (110 кВт) и крутящий момент 310 Нм.
Двумя годами позже дебютировал первый V8 TDI от Audi. В автомобиле Audi A8, оснащенном этим двигателем, также была применена революционная технология — система непосредственного впрыска топлива common rail. Двигатель объемом 3,3 литра развивал мощность 224 л.с. (165 кВт) и крутящий момент 480 Нм.
Максимальная скорость 242 км/ч и низкий уровень шума сделали автомобили с двигателем TDI еще более привлекательными.
Другое важное технологическое решение было разработано для четырехцилиндрового двигателя. В 2000 году новая система впрыска высокого давления (2050 бар) с интегрированными элементами насос/форсунка обеспечила увеличение мощности до 115 л.с. (85 кВт), а, впоследствии — до 130 л.с. (96 кВт).
В 2001 году Audi снова устанавливает рекорд, на этот раз — в компакт-классе: модели Audi A2 1,2 TDI удалось достичь среднего расхода топлива 2,99 литра/100 км. Компактный Audi A2 с облегченным алюминиевым кузовом был оснащен трехцилиндровым дизельным двигателем с рабочим объемом 1,2 литра.
Разработанный на основе своего более крупного собрата, двигателя 1,4 TDI, он развивал мощность 61 л.с. (45 кВт) и крутящий момент 140 Нм. Модель Audi A2 3L TDI стала первым в мире пятидверным автомобилем с расходом топлива менее трех литров на 100 километров, причем аналогов не существует и по сей день.
В 2003 году линейка двигателей Audi пополнилась новым 2,0 TDI, более мощным кузеном 1,9-литрового TDI.
Новое поколение: двигатель 3,0 TDI
Компания Audi активно разрабатывала технологии и для больших двигателей. Представленный в 2003 году мотор V8 объемом 4,0 литра, развивавший мощность 275 л.с. (202 кВт), предвосхитил некоторые технические элементы нового поколения V-образных двигателей.
Первый представитель этого семейства появился годом позже. Это был новый V6 TDI с рабочим объемом 3,0 литра.
Его отличительные признаки — угол развала цилиндров 90 градусов, расстояние между цилиндрами 90 мм, цепной привод распределительного вала сзади — стали теперь стандартными характеристиками нового семейства V-образных двигателей Audi.
Трехлитровый двигатель мощностью 224 л.с. (165 кВт) был оснащен системой непосредственного впрыска топлива на основе технологии common rail и инновационными пьезо-форсунками.
Они способны впрыскивать топливо очень малыми порциями и посредством очень быстрого открывания и закрывания могут многократно в течение всего рабочего цикла подавать в камеры сгорания топливо в виде раздельных предварительных, основных и последующих впрысков. Когда на пьезо-кристаллы подается электрический ток, они слегка расширяются.
Расширение происходит почти мгновенно, за долю миллисекунды. В форсунке несколько сотен мельчайших пьезо-дисков расположеных один над другим, и энергия роста этого «штабеля» кристаллов передается непосредственно игле форсунки.
Таким образом, пьезо-форсунки способны производить точно регулируемые импульсы давления и поддерживать равномерный процесс сгорания, что позволило понизить рабочий шум двигателя до уровня бензиновых агрегатов.
Другим новшеством стал сажевый фильтр для очистки отработавших газов. В 2007/2008 годах новый четырехцилиндровый двигатель 2.0 TDI был также оснащен системой common rail с пьезо-форсунками.
В 2009 году эта технология стала использоваться для всех дизельных двигателей.
Рихард Баудер, возглавляющий в Audi направление разработки дизельных двигателей, не скрывает гордости, подводя итог достигнутых на сегодняшний день успехов: «В 1989 году мы начали с давления впрыска 900 бар; сегодня мы уже на уровне 2000 бар. За это время наши двигатели TDI набрали более 100 процентов мощности и 70 процентов крутящего момента при заданном рабочем объеме.
В то же время, содержание вредных веществ в отработавших газах снижено на 98 процентов». За последние 20 лет был достигнут впечатляющий прогресс в развитии технология TDI, за это время компания Audi произвела более пяти миллионов таких двигателей.
Если рассматривать все существующие модели, то сейчас каждый второй автомобиль, производимый в Европе, имеет двигатель, основанный на принципе TDI.
Двигатели TDI, предлагаемые компанией Audi на рынке в настоящее время, обладают идеально сбалансированными характеристиками: экологической безопасностью и эффективностью, надежностью и техническим совершенством, удобством в эксплуатации и мощностью. В автоспорте, который по праву может считаться самым жестким испытательным полигоном, они демонстрируют на практике, насколько тесно связаны в Audi эффективность и динамичность.
Гоночный автомобиль Audi R10 TDI, дизельный двигатель V12 которого выдает мощность более 650 л.с. (480 кВт), с 2006 года три раза подряд завоевывал победу в гонках «24 часа Ле-Мана». Его преемник, спорткар Audi R15 TDI с дизельным двигателем V10, сразу начал занимать верхние строчки рейтингов после своего первого появления на гоночной трассе в 2009 году.
В мире серийных автомобилей двигатели TDI от Audi также не знают себе равных по мощности. Топовая версия модели Audi Q7 оснащена мощнейшим в мире серийным дизельным мотором. Двигатель V12 TDI с рабочим объемом 6,0 литров выдает 500 л.с. (368 кВт) мощности и 1000 Нм крутящего момента, наделяя большой SUV характером спортивного автомобиля.
Двигатель 2,0 TDI мощностью 170 л.с. (125 кВт) и с крутящим моментом 350 Нм — еще один мотор Audi со спортивным характером. Он позволяет сочетать в автомобиле мощность, динамичность и особую утонченность, придавая моделям Audi TT и TT Roadster особую привлекательность.
Облегченные конструкции кузова этой модельной серии, состоящие в основном из алюминия, улучшают их и без того превосходные драйверские характеристики. Audi TT Coupe, оснащенный постоянным полным приводом quattro, разгоняется с нуля до 100 км/ч за 7,5 секунды и достигает максимальной скорости 226 км/ч.
При этом он в среднем обходится всего 5,3 литра дизельного топлива на 100 км.
Дальнейшее улучшение показателей расхода топлива: технологии на основе платформы модульного повышения эффективности
Дизельные двигатели в силу своей природы особенно эффективно используют содержащуюся в топливе энергию, а технологии, разработанные на основе платформы модульного повышения эффективности Audi, позволяют и далее совершенствовать это качество.
Подсистемы двигателя с программным управлением (например, топливный насос, регулируемый в зависимости от текущих потребностей в топливе) потребляют меньше энергии. Высокотехнологичные методы производства позволяют снизить трение внутри двигателя.
Например, при изготовлении многих двигателей TDI используются лазерные лучи, с помощью которых можно идеально выровнять траектории движения цилиндров.
Это позволяет продлить срок службы, снизить расход масла и уменьшить нагрузки на поршневые кольца, что приводит к уменьшению трения и, соответственно, сокращению расхода топлива.
Помимо двигателей, свой вклад в повышение эффективности вносят система «старт-стоп» и система рекуперации. Той же самой цели служат многие другие технические элементы автомобиля: облегченная конструкция кузова из алюминия и светодиодные фары, высокоэффективная система кондиционирования воздуха и функция расчета экономичного маршрута в навигационной системе.
Благодаря широкому применению передовых технологий, в программе производства Audi сейчас насчитывается 33 модели с уровнем выбросов CO2 менее 140 грамм на километр и практически все из них оснащены двигателями TDI.
Они демонстрируют образцовые показатели экономии топлива. Двигатель 2.0 TDI модельной серии A4 выдает мощность 136 л.с.
(100 кВт) и при этом довольствуется всего 4,6 литра топлива на 100 км, что эквивалентно содержанию CO2 в выхлопе на уровне 119 грамм/км.
Двигатель 1,6 TDI, который добавится к модельной серии A3 в 2010 году, развивает мощность 105 л.с (77 кВт), а потребляет всего 3,8 литра топлива на 100 километров, что соответствует всего 99 граммам CO2 на километр.
В ходе недавнего автопробега Audi Efficiency Challenge A to B — марафона по Европе с общей длиной маршрута более 4182 километров — хорошо себя зарекомендовали еще два четырехцилиндровых двигателя.
Это мотор Audi A3 1,6 TDI, который потребляет всего 3,3 литра на 100 км и двигатель Audi A4 2,0 TDI с расходом 4,4 литра на 100 км.
Такие испытания на выносливость традиционны для Audi: даже самые первые модели Audi 100 TDI пересекали континент, демонстрируя сенсационно низкие показатели расхода топлива наряду с большим запасом хода без дозаправки.
Следующий шаг: экологически чистый Audi clean diesel
Даже через 20 лет после выпуска на рынок технологии TDI компания Audi продолжает укреплять лидерские позиции и готова встретить будущее во всеоружии.
Инновационная технология производства экологически чистых дизельных двигателей clean diesel обеспечивает еще более глубокую очистку отработавших газов путем усиленного преобразования оксидов азота в безвредные азот и воду.
Двигатель 3,0 TDI clean diesel уже соответствует самым строгим нормативам по содержанию вредных веществ в выхлопе, действующим в Соединенных Штатах, а также ограничениям стандарта Euro 6, введение которого запланировано на 2014 год. Сегодня этот двигатель уже устанавливается на Audi Q7 и Audi A4.
В среднесрочной перспективе компания Audi делает ставку на биологические виды топлива, например, sunfuel — синтетическое топливо, получаемое из биологического сырья.
При производстве таких видов топлива используются остатки растений, обладающих высокой энергоемкостью, а не только их плоды, как это происходит при выработке существующих сегодня разновидностей биотоплива.
При сгорании растения выделяют ровно столько оксида углерода, сколько они получили из атмосферы в процессе роста. Параллельно Audi продолжит работу над дальнейшим снижением расхода топлива: запланировано 20-процентное снижение расхода топлива к 2012 году по сравнению с уровнем 2007 года.
Потенциал, заложенный в технологии TDI, еще далеко не исчерпан. Уникальная концепция двигателя позволила Audi за прошедшие 20 лет проделать потрясающе успешный путь, и он обязательно будет продолжен в следующем десятилетии.
Загрузка...
