Преимущества и недостатки современного турбомотора
Перед тем, как мы приступим к анализу плюсов и минусов турбодвигателя, хотелось бы еще раз обратить ваше внимание на один нюанс. Как утверждают маркетологи, доля реализуемых новых автомобилей с турбонаддувом сегодня существенно увеличилась
Более того, многочисленные источники делают акцент на том, что турбодвигатели все больше и больше теснят «атмосферники», автолюбители зачастую выбирают именно «турбо», так как считают атмосферные двигатели безнадежно устаревшим типом ДВС и т.п. Давайте разбираться, так ли хорош турбомотр на самом деле.
Плюсы турбодвигателя
- Начнем с явных плюсов. Действительно, турбодвигатель легче по весу, меньше по рабочему объему, но при этом выдает высокую максимальную мощность. Также моторы с турбиной обеспечивают высокий крутящий момент, который доступен на низких оборотах и является стабильным в широком диапазоне. Другими словами, турбомоторы имеют ровную полку крутящего момента, доступную с самых «низов» и до относительно высоких оборотов.
- В атмосферном двигателе такой ровной полки нет, так как тяга напрямую зависит от оборотов двигателя. На низки оборотах атмомотор обычно выдает меньший крутящий момент, то есть его нужно раскручивать для получения приемлемой динамики. На высоких оборотах мотор выходит на максимум мощности, но крутящий момент снижается в результате возникающих естественных потерь.
-
Теперь несколько слов об экономичности турбодвигателей. Такие моторы и правда расходуют меньше топлива по сравнению с атмосферными агрегатами в определенных условиях. Дело в том, что процесс наполнения цилиндров воздухом и топливом полностью контролируется электроникой.
Получается, ЭБУ следит за тем, чтобы соотношение компонентов смеси было оптимальным на любых режимах работы турбированного ДВС, благодаря чему достигается полноценное сгорание заряда и происходит отдача максимума полезной энергии. В случае с атмосферными двигателями наполнение зависит как от оборотов коленвала, так и от температуры наружного воздуха, атмосферного давления и ряда других факторов.
- Если учесть небольшой вес самого агрегата с турбиной, доступную тягу на низких оборотах и отсутствие зависимости от внешних факторов, турбомотор закономерно расходует в штатных режимах эксплуатации меньше топлива. При этом следует помнить, что данное преимущество полностью исчезает в том случае, если постоянно ездить в режиме «газ в пол». Тогда расход топлива на турбодвигателе может оказаться даже большим, чем у атмосферных аналогов.
Минусы турбированного ДВС
Итак, с основными плюсами разобрались. Что касается минусов, они также присутствуют. Вполне очевидно, что турбомотор сложнее как в плане электроники и исполнительных устройств, так и в плане реализации самой схемы турбонаддува. Повышенные требования к качеству топлива и моторного масла тоже никуда не делись.
Дело в том, что небольшой по размерам и объему агрегат работает в условиях высоких механических и тепловых нагрузок. Давление наддува и температура в цилиндрах намного выше по сравнению с атмосферными двигателями, что означает ускоренный износ турбомотора.
Производители учитывают разные нюансы, закладывая больший запас прочности в агрегат, но во время ремонта турбодвигателя стоимость усиленных деталей получается ощутимо выше. Также двигатель с турбиной имеет большое количество датчиков и магистралей, а также дополнительных систем, что усложняет диагностику в случае возникновения неисправностей.
- Очень важным моментом является ресурс самой турбины. Турбонагнетатель повсеместно устанавливается на современные ДВС, окончательно вытеснив механический компрессор. При этом турбина на бензиновом двигателе обычно «ходит» всего около 150 тыс. км, на дизеле этот показатель в среднем составляет до 250 тыс. км. Затем турбокомпрессор нуждается в дорогом ремонте или полной замене.
- Что касается известной проблемы в виде «турбоямы» или «турболага», на современных двигателях этот недостаток практически устранен посредством установки турбин с изменяемой геометрией, путем использования технологий «би-турбо» и т.д. Почему практически, а не до конца? Дело в том, что идеальной остроты отклика во время дозирования тяги в процессе дросселирования, которая свойственна атмосферным моторам, все равно нет. Параллельно с этим более сложные системы турбонаддува требуют повышенных затрат, создают определенные затруднения, которые связаны с обслуживанием и ремонтом.
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
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.
Возможные проблемы с CRDI
1.9 TDI
В значительной степени безупречную репутацию двигатели 1.9 TDI заработали еще в начале 90-х годов. По сравнению с конкурентами, 90-сильный немецкий дизель с непосредственным впрыском восхищал отличными характеристиками при низком расходе топлива. При этом он был непритязателен к сервису и имел большой запас прочности. За это он сразу же приглянулся тюнерам.
Единственные весомые недостатки: шумная работа и вибрации — более сильные, чем в двигателях с непрямым впрыском. Версии, близкие к 90-сильному «оригиналу» с распределительным насосом, относительно дешевыми и простыми форсунками, обычной турбиной (без изменяемой геометрии) и без дорогого двухмассового маховика сохранились в производстве до 2009 года. Но в последние годы они использовались только в немногих дешевых моделях.
За все время было создано более десятка вариаций дизельного мотора. Они получили различные кодовые обозначения. Причем модификаций турбодизеля больше, чем вариантов форсировки (мощности). И хотя все образцы имеют одинаковый рабочий объем и общее название 1.9 TDI, они могут существенно отличаться друг от друга: начиная с системы питания, конструкции турбокомпрессора и заканчивая сплавом, из которого изготовлен блок и головка.
Но с двигателями 1.9 TDI, подвергшихся тюнингу, необходимо быть осторожным. Многие доморощенные тюнеры в два раза увеличивали отдачу 90-сильного агрегата без каких-либо доработок, просто загрузив софт с экстремальными параметрами работы. Обычно они ссылались на тот факт, что среди модификаций дизельного мотора имеется 160-сильная версия. Однако, между всеми этими двигателями намного больше технических отличий, чем настроек параметров.
Недостатки
В действительности технология, на которой основывается работа дизельного силового агрегата CRDI и его аналогов, существенно превосходит стандартные дизельные моторы. Но также система оказалась заметно сложнее, откуда вытекает перечень определённых недостатков.
Читать также: Toyo observe g3 ice тесты
Но тут следует быть предельно объективными. Все рассмотренные недостатки достаточно условные, поскольку вытекают только из одного нюанса. И речь идёт о повышенной чувствительности к качеству используемого горючего. Это сформировало ошибочное мнение относительно того, что двигатели типа CRDI обладают низким уровнем надёжности. Такое утверждение совершенно не соответствует действительности.
Достаточно заливать в топливный бак хорошую солярку, и все эти проблемы совершенно не будут касаться автовладельца. Да, есть ряд других факторов, которые способны повлечь за собой поломки и быстрый износ. Но все они связаны с неправильной эксплуатацией, агрессивной манерой вождения и халатным отношением к автомобилю.
Именно низкое качество дизтоплива ведёт к возникновению более 90% неисправностей с двигателями CRDI. Фактически достаточно решить одну проблему, и отношение к этому мотору поменяется.
Покупать машину с силовой установкой типа CRDI дело лично каждого. Следует внимательно изучить все особенности мотора, рассмотреть его сильные и слабые стороны, на основании чего принять уже соответствующее правильное решение.
То, насколько двигатель будет долго служить и как сильно вам удастся ощутить все объективные преимущества CRDI, зависит именно от отношения водителя к своему транспортному средству. Придерживаясь рекомендаций производителя по своевременному обслуживанию и замене расходных материалов, а также стараясь посещать проверенные АЗС, этот мотор сумеет проявить все свои наилучшие качества. И тогда ни о каком сложном и дорогостоящем ремонте не будет идти и речи.
CRDI действительно являются новым витком в развитии производительных и высокоэффективных дизельных двигателей, которые отличаются превосходными техническими характеристиками с великолепными экономическими показателями. Но объективно отечественное дизтопливо пока ещё не готово к таким двигателям.
Современные легковые автомобили, все чаще комплектуются дизельными двигателями. Особенно это касается, среднеразмерных и больших авто. Но и субкомпактный класс все более часто оснащается моторами на тяжелом топливе.
Доминирующим вариантом дизельного мотора в последние годы является система CRDI (аббревиатура расшифровывается как Common Rail Direct Injection). Что же такое CRD двигатель, каковы его преимущества и недостатки, чем он лучше предыдущих систем, об этом мы расскажем в данной статье.
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.
Макияж для голубоглазых брюнеток
Брюнеткам стоит отдать предпочтение более насыщеным оттенкам
Идеально подойдут все оттенки бирюзы.Однако коричневые тени стоит использовать с осторожностью поскольку они могут придать вам уставший вид. В таком случае лучше использовать оттенки кофе или коричневой глины.Если брюнетка обладает смуглой кожей, то в макияже можно использовать тени для век с золотым отливом
2.7 и 3.0 TDI
Рейтинг: ★★★☆☆
Краткое описание:
— 6-цилиндровый;
— 24-клапанный;
— непосредственный впрыск Common Rail;
— турбонагнетатель;
— предназначен для автомобилей среднего класса и выше, внедорожников.
Двигатели 2.7 и 3.0 TDI V6 разработаны с нуля и со старым V6 2.5 TDI не имеют ничего общего. Это современные турбодизели с системой впрыска Common Rail и системой из трех цепей ГРМ, расположенных в неудобном месте – со стороны коробки передач. Эти двигатели обеспечивают фантастическую производительность и потребляют заметно меньше топлива, чем 2.5 TDI, при спокойных передвижениях.
3-литровый TDI дебютировал в 2004 году в модели Audi A8
Он вызвал восхищение у журналистов и клиентов, обративших внимание на фантастические динамические характеристики. Силовой агрегат имеет чугунный блок и цилиндры, разнесенные на угол 90 градусов
Помимо набора цепей ГРМ, приводящих в движение валы, имеется зубчатый ремень привода насоса высокого давления Common Rail, создающего давление в 1600 бар. Подача топлива в цилиндры осуществляется пьезоэлектрическими форсунками Bosch. Двигатель имел два интеркулера, расположенных по бокам. 2,7-литровый агрегат отличался уменьшенным на 8 мм ходом поршня. Все V6 TDI с Common Rail имеют DPF-фильтр.
Большинство представителей TDI с числом цилиндров более 6, например, 4.2 TDI и 6.0 TDI, получены путем увеличения количества цилиндров. Это не относится к 10-цилиндровому агрегату (известному по VW Touareg), который де-факто представляет собой объединение двух 2,5-литровых рядных «пятерок».
Эксплуатация и типичные неисправности
Технически сложный 3.0 TDI требует для любого ремонта много сил и средств. Здесь мы имеем дело с «набором оборудования», повышающим стоимость владения. К сожалению TDI CR V6 практически не способен пройти 300 000 км без ремонта. Зачастую серьезные проблемы начинают появляться уже после 150 000 км.
Привод ГРМ
Во многих автомобилях неприятности доставляет натяжитель цепи ГРМ. Это проявляется скрежетом при запуске. Тянуть с ремонтом не стоит. Комплексная замена ГРМ с новыми натяжителями обойдется в 2000-2500 долларов. К счастью, случаев перескока цепи немного, но если это случится, то потребуется капитальный ремонт двигателя.
Прогар поршней
Первые партии 3.0 TDI оснащались пьезоэлектрическими форсунками, которые быстро выходили из строя. Они обеспечивали нехватку топлива, подаваемого в цилиндры. В результате слишком бедная смесь приводила к росту температуры и прогару поршней.
Технические характеристики 2.7 TDI
Версии |
2.7 TDI |
2.7 TDI |
2.7 TDI |
Система питания |
Common Rail |
Common Rail |
Common Rail |
Рабочий объем |
2698 см3 |
2698 см3 |
2698 см3 |
Цилиндры / клапаны |
V6 / 24 |
V6 / 24 |
V6 / 24 |
Макс. мощность |
180 л.с. / 3300 |
190 л.с. / 3500 |
204 л.с. / 3500 |
Макс. крутящий момент |
380 Нм / 1400-3500 |
400 Нм / 1400-3500 |
450 Нм / 1400-3500 |
Привод ГРМ |
цепной |
цепной |
цепной |
Технические характеристики 3.0 TDI
Версии |
3.0 TDI |
3.0 TDI |
3.0 TDI |
3.0 TDI |
3.0 BiTDI |
Система питания |
Common Rail |
Common Rail |
Common Rail |
Common Rail |
Common Rail |
Рабочий объем |
2967 см3 |
2967 см3 |
2967 см3 |
2967 см3 |
2967 см3 |
Цилиндры / клапаны |
V6 / 24 |
V6 / 24 |
V6 / 24 |
V6 / 24 |
V6 / 24 |
Макс. мощность |
224 л.с. / 4000 |
233 л.с. / 4000 |
240 л.с. / 4000 |
245 л.с. / 4000 |
313 л.с. / 3900 |
Макс. крутящий момент |
450 Нм / 1400-3250 |
450 Нм / 1400-3250 |
500 Нм / 1400-3500 |
580 Нм / 1400-3250 |
650 Нм / 1450-2800 |
Привод ГРМ |
цепной |
цепной |
цепной |
цепной |
цепной |
Применение:
Audi A4 B7, B8 — с 11.2004;
Audi A5 – с 06.2007;
Audi A6 C6, C7 – с 05.2004;
Audi A7 – с 10.2010;
Audi A8 D3, D4 – с 01.2004;
Audi Q5/SQ5 – с 11.2008;
Audi Q7 – с 03.2006;
Porsche Cayenne I — 02.2009-06.2010;
Porsche Cayenne II – с 06.2010;
Volkswagen Phaeton – с 09.2004;
Volkswagen Touareg I — 11.2004-01.2010;
Volkswagen Touareg II – с 01.2010.
Заключение
Отличный выбор для тех, кому не приходится считаться с эксплуатационными расходами. Если вы покупаете дизель для того, чтобы экономить, то держитесь подальше от 3.0 TDI. Неплохой альтернативой станет бензиновый мотор V6 3.0 TSI.
TDI – только для идиотов?
Чаще всего приходилось сталкиваться с неисправностями привода масляного насоса. Что интересно, в зависимости от модификации 2.0 TDI применялось два совершенно разных решения, и оба могли скоропостижно «уйти из жизни».
В версиях с уравновешивающим валом использовался привод маслонасоса с помощью тонкого шестигранного вала, прозванного механиками «карандаш». К сожалению, он быстро изнашивался, и возникал острый дефицит смазки. В лучшем случае заканчивался турбокомпрессор, в худшем – сам двигатель.
Другие модификации имели привод маслонасоса посредством надежной цепи. Но это в теории. А на практике, хотя цепь и оказалась надежной, но зубчатые шестерни быстро изнашивались. При этом сначала снизу появлялся грохот. Однако из-за шумной работы двигателя распознать недуг было непросто. Далее события развивались по банальному сценарию – нехватка смазки, загорание лампочки низкого давления масла, и выход из строя двигателя. В любом случае, если высветилась масленка, значит процесс для турбодизеля уже не обратимый.
Недостатки турбонаддува:
Провал в разгонной динамике или «турбояма»
Суть этого явления заключается в том, что при разгоне с малых оборотов, вместо интенсивного ускорения, мы получаем вялую динамику, зачастую уступающую атмосферным аналогам. Дело в том, что работа турбонаддува напрямую связана с частотой вращения коленвала двигателя (при этом механической связи между этими элементами нет), и если эта величина невелика, то и эффективности от наддува не будет.
Кроме того, определённое влияние на этот процесс оказывает и большая инертность системы надува, поскольку для создания необходимого давления на впуске требуется определённое время. Для решения этой задачи проводится огромная работа, результаты которой уже позволили минимизировать продолжительность такого провала в динамике. Кроме того, переход на автоматическую трансмиссию или использование вариатора позволяет автомобилю автоматически при разгоне переходить на пониженную передачу, что сводит негативное явление к нулю.
Конструктивное решение вышеописанной проблемы инертности наддува сводится к внедрению одного из следующих механизмов:
— битурбонаддув (двойной наддув);- турбина с адаптивной геометрией;- комбинированный наддув.
Двойной турбонаддув (битурбонаддув) заключается в применении двух параллельных систем наддува и базируется на том принципе, что две небольшие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна полноразмерная. Количество цилиндров, для которых каждая из этих турбин создаёт необходимое давление, делится между ними поровну. Разновидностью этой системы является использование нескольких компрессоров, активируемых на разных оборотах двигателя (каждый в своём рабочем диапазоне).
Турбина с адаптивной геометрией позволяет повысить эффективность системы за счёт оптимизации потока выхлопных газов путём изменения площади впускного канала.
Комбинированный наддув представляет собой систему, состоящую из механического нагнетателя, обеспечивающего необходимое давление на малых оборотах, и турбокомпрессора, включающегося в работу по достижении определённой частоты вращения коленвала.
Повышенная температура
Как уже упоминалось выше, сжатие воздуха неразрывно связано с его нагревом, что негативно сказывается на работе двигателя. Ввиду этого, необходимо вводить дополнительную систему охлаждения, которая также является потребителем вырабатываемой энергии.
Таким образом, турбонаддув является отличным способом повышения эффективности двигателя внутреннего сгорания за счёт оптимизации процесса сжигания топлива. Несмотря на все недостатки, это эффективный способ достижения высоких показателей мощности и экономичности. Кроме того, работы по совершенствованию этой системы наглядно демонстрируют, что несмотря на её многолетнюю историю, потенциал турбонаддува ещё не исчерпан.
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%.