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.
Двигатель 1.9 TDI (ALH) выпускался приблизительно с 1997 года по 2006. Его можно встретить на автомобилях концерна VAG, относящихся к бюджетным сегментам. В частности, широкое распространение мотор 1.9 TDI (ALH) получил на Skoda Octavia и Seat Leon первых поколений. Его также можно обнаружить под капотами Volkswagen Golf 4, Bora/Jetta, New Beetle, Caddy, Polo и даже Ford Galaxy и Audi A3. Данный силовой агрегат развивает 90 л.с. при 3750 об/мин и 210 Нм при 1900 об/мин.
Топливная система мотора 1.9 TDI (ALH) основана на распределительном ТНВД. Ни о каких насос-форсунках и, тем более, Common Rail, речи не идет.
1.9 TDI (ALH) - это просто и надежно
Этот двигатель ценится за простую и надежную конструкцию «родом из 1990-х». Только, в отличие от своих предков, этот мотор был оснащен турбиной с изменяемой геометрией направляющего аппарата и системой EGR.
У двигателя 1.9 TDI (ALH) есть и более простая модификация , обозначенная индексом AGR . Этот вариант развивает тот же крутящий момент и мощность (90 л.с.), только ее пик приходится на 4000 об/мин. Мотор AGR условно еще бюджетнее: изначально он оснащался простым одномассовым маховиком , тогда как ALH всегда был с двухмассовым. К слову, AGR начали оснащать двухмассовым маховиком, начиная с 100001-го экземпляра.
Также моторы отличаются турбинами. Если в ALH турбина с продвинутым управлением и изменяемой геометрией, то турбина AGR проще, без геометрии и управляется через перепускной клапан («байпас»). Пресловутый клапан-регулятор наддува (N75) присутствует на обоих моторах . Только на ALH он управляет вакуумным приводом-актуатором геометрии турбины, на AGR – управляет давлением, открывающим перепускной клапан.
Двигатель 1.9 TDI (ALH) можно по выгодной цене купить у компании "МоторЛэнд" с гарантией.
Проблемы мотора 1.9 TDI (ALH ), или как убить один из самых ресурсных двигателей
Откровенных конструктивных проблем или недоработок в моторе 1.9 TDI (ALH и AGR) в целом нет. Все проблемы этих моторов возникают по простым причинам: из-за отсутствия нормального обслуживания и общей запущенности силового агрегата. Для продления срока службы (а ресурс этого мотора легко превышает 500 000 км) двигателя ALH нужно периодически:
- проводить компьютерную диагностику;
- проверять работоспобность ТНВД и форсунок;
- очищать впускной коллектор о нагара, сажи и маслянистых отложений;
- контролировать состояние турбины.
Вообще, почти все беды мотора 1.9 TDI (ALH) кроются в системе EGR и турбине.
Двигатель 1.9 TDI (ALH) не заводится
Нередко двигатель 1.9 TDI (ALH) отказывается заводится. Первым делом нужно проверить заслонку, расположенную в клапане EGR. Эта заслонка (ее обычно называют дроссельной, хотя на самом деле она предназначена для ограничения притока воздуха ради добавления выхлопных газов, поступающих через клапан EGR) собственно предназначена для того, чтобы дизельный двигатель плавно заглушился после выключения зажигания: она перекрывает впускной коллектор, в отсутствии притока воздуха двигатель останавливается плавно.
Если из-за сажи заслонка зависнет в закрытом положении, то двигатель не заведется. Шток этой заслонки легко доступен, в большинстве случаев ее можно открыть вручную, просто надавив на шток. Если двигатель заведется, то весь клапан EGR надо снять и очистить от нагара.
Двигатель 1.9 TDI (ALH) не развивает мощность
Часто мотор 1.9 TDI (ALH) перестает тянуть и развивать нормальную мощность. Обычно это происходит внезапно, после ускорения до 130 км/ч и выше. После снижения скорости двигатель перестает развивать нормальную мощность и вяло реагирует на акселератор. Такие симптомы свидетельствуют о том, что «геометрия» турбины «зависла» в положении минимального угла атаки лопаток, что как раз соответствует режиму высокой нагрузки (когда потока выхлопных газов к турбинному колесу предостаточно для обеспечения высокой производительности турбины). Причин «зависания» механизма геометрии несколько:
- нужно проверить ее работоспособность. Делается это на работающем на холостых оборотах двигателе. Нужно отсоединить вакуумную трубку от актуатора (пневмоклапана, «грибка») привода геометрии, а затем надеть ее на место. При этом шток актуатора при отсоединении трубки должен уйти вниз, а после надевания трубки должен плавно пойти вверх. Если ничего такого не происходит: шток не движется или перемещается с рывками, то механизм геометрии изношен. Турбину лучше всего отдать на восстановление.
- если «геометрия» работает нормально, далее нужно переходить к компьютерной диагностике и запускать проверку «базовых установок» управления турбины. Система проверит работоспособность клапана управления наддувом (клапан N75), который как раз управляет тем самым пневмоклапаном. Если шток актуатора не перемещается, то неисправность стоит искать в клапане N75 или в трубках-шлангах. Этих трубок три: вакуумная, «атмосферная» и управляющая турбиной (она соединяется непосредственно с пневмоклапаном). Все трубки имеют свойство перетираться. Если есть утечка вакуума, то геометрия турбины не переходит в положение максимального угла атаки направляющих лопаток и происходит «недодув» турбины. Если есть утечка по атмосферной трубке, то «геометрия» турбины не может перейти в режим минимального угла атаки, и в результате происходит «передув» турбины, что ощущается при ускорениях и высоких нагрузках на двигатель. При этом система управления турбиной при высоких отклонениях от нормы давления во впускном коллекторе подает команду клапану N75 на перевод лопаток турбины в положение минимального угла атаки, чтобы тем самым снизить давление во впуске. Мощность двигателя падает. Если заглушить мотор и вновь его завести, то аварийный режим управления турбиной отключается. Но лишь до той поры, пока давление наддува снова не отклонится от нормы.
- снижение мощности двигателя проявляется при потере герметичности впускного коллектора. Обычно образуется отверстие в интеркулере, через которое стравливается воздух.
Двигатель 1.9 TDI (ALH) развивает избыточную мощность
А вот обратная ситуация, когда мотор 1.9 TDI (ALH) вдруг начинает ехать очень резво, обычно заканчивается серьезной неприятностью. Но сначала по поводу «ехать резво» нужно отметить два момента:
- геометрия турбины внезапно может заклинить в положении, обеспечивающем высокое давление наддува.
- после установки новой исправной турбины мотор может вернуться к исходным параметрам наддува и мощности.
В описанных выше ситуациях происходит следующее: нормальный или высокий поток сжатого турбиной воздуха выдувает из интеркулера масло , которое копилось там месяцами.
Откуда масло в интеркулере? Как правило, все турбодизеля «отправляют» некоторые порции масла во впуск. Но избыточное количество масла во впуске и в интеркулере в частности появляется там из-за износа картриджа турбины. И двигатель может работать на этом масле, но совсем недолго. Масло, подхваченное быстрым потоком сжатого турбиной воздуха, попадает в камеры сгорания, скорость работы двигателя резко увеличивается, словно при максимальной подаче топлива. Но при этом ограничителя подачи этого альтернативного топлива просто нет, и масло буквально потоком идет в цилиндры, сгорает там.
При этом скорость работы мотора вырастает до запредельной. Двигатель либо разрушается (с отрывом шатунов и прочим) либо заклинивает от перегрева . Бывают случаи, что в цилиндры поступает так много масла, что происходит гидроудар . Собственно, «разнос» – это единственная причина, по которой двигатель 1.9 TDI (ALH) «умирает». Известны случаи, когда мотор шел в разнос из-за новой и полностью рабочей турбины, которая была установлена без предварительной очистки впускного коллектора.
Редко серьезные повреждения мотору 1.9 TDI (ALH) наносят льющие форсунки или неисправный ТНВД . Из-за избыточной подачи топлива в цилиндры прогорают поршни . Однако проблему с подачей топлива можно заметить заранее, по увеличившемуся расходу и проблемам с запуском двигателя.
В целом, мотор 1.9 TDI (ALH) получился относительно простым и надежным. Проблемы с ним возникают из-за возраста, километража, экономии на обслуживании, диагностике и игнорировании начинающихся проблем с турбиной. Если этот двигатель все-таки вышел из строя, купить агрегат 1.9 TDI (ALH) для Skoda Octavia, Volkswagen Golf и других автомобилей вы можете у компании "МоторЛэнд" .
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.
Впервые конструкция двигателя, функционирующего на основании принципа самовоспламенения топлива под действием разогретого при сжатии воздуха, была запатентована Рудольфом Дизелем в 1892 году. Дебютные двигатели были приспособлены для работы на растительных маслах и легких продуктах нефти, а в 1898 году они уже могли работать на сырой нефти. Производители пассажирских автомобилей обратили внимание на дизельные двигатели только в 70-е годы 20 века, когда значительно выросли цены на топливо.
Преимущества дизельного двигателя
С тех времен дизельные двигатели значительно усовершенствовались и удачно используются в различных комплектациях автомобилей. Многие автолюбители предпочитают «дизели» обычным бензиновым двигателям, поскольку первые более экономичны (расходуют до 30 % меньше топлива, которое в разы дешевле различных видов бензинов) и обладают более высоким крутящим моментом. И это даже при том, что автомобили, оснащаемые «дизелями» имеют гораздо большую стоимость. Да и сами двигатели обладают увеличенным весом и размером за счет того, что призваны выдерживать колоссальные нагрузки.
Характеристики дизельных двигателей TDI и CDI
На сегодняшний момент известна масса видов дизельных двигателей. Однако если вы намерены сделать выбор между такими агрегатами, как TDI и CDI, заранее следует сравнить их характеристики, чтобы принять правильное решение и получить в итоге именно то, что нужно.
Двигатель TDI (Turbocharged Direct Injection) был разработан немецкой компанией Volkswagen. Его основной отличительной чертой, помимо непосредственного впрыска, является наличие турбонагнетателя с изменяемой геометрией турбин. Система в целом гарантирует оптимизированное наполнение цилиндров, высокоэффективное сжигание топлива, экономичность и экологическую безопасность. Турбонаддув TDI-мотора координирует энергию потока отработавших газов и тем самым обеспечивает необходимое давление воздуха в обширном диапазоне частоты вращения двигателя.
Такие моторы считаются в достаточной мере надежными и непритязательными в использовании. При этом они обладают одной неприятной особенностью. Дело в том, что турбина TDI при высокой температуре эксплуатации (а она у потока отработавших газов составляет до 1000°C) и внушительной частоте вращения (примерно 200 тыс. оборотов в минуту) имеет небольшой ресурс, всего около 150 тыс. км пробега автомобиля. А вот сам двигатель может выдержать и до 1 млн. км.
«Дизель» CDI (Common Rail Diesel Injection) – результат работы концерна Mercedes-Benz. В нем впервые была применена инновационная система впрыска Common Rail. Она позволила значительно уменьшить расход топлива, а мощность была увеличена практически на 40 %. Стоит отметить, что CDI-моторы требуют значительных затрат в сервисном обслуживании, однако при достигнутом низком уровне износа деталей ремонт необходим гораздо реже. Казалось бы, система совершенна, но этот двигатель может быть чувствителен к некачественному топливу.
Впрочем, современные дизельные двигатели на самом деле мало чем отличаются, за исключением некоторых незначительных моментов. Так что однозначно ответить на вопрос, какой же в действительности двигатель лучше, нельзя. Необходимо руководствоваться собственными потребностями, вкусами и предпочтениями. Но сам по себе выбор дизельного двигателя – это уже однозначно правильное решение.
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. 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, 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 . 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.
