Турбонаддув двигателя TDI – особенности конструкции, принцип работы

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:

1. VGT, Variable Geometry Turbocharger (дословно – турбокомпрессор с изменяемой геометрией) применяет BorgWarner;
2. 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.

Материалы: http://systemsauto.ru/vpusk/tdi.html

Двигатель TDI (англ. «Turbocharged Direct Injection» — «турбонагнетатель с непосредственным впрыском) представляет собой современный дизельный двигатель с турбонаддувом, разработанный концерном Volkswagen. Бренд TDI является зарегистрированным товарным знаком.

Предназначение турбонаддува

Турбонаддув двигателя TDI обеспечивает экономичность автомобиля, его высокую динамику и экологическую безопасность. Создание оптимального давления наддува осуществляется благодаря использованию в конструкции двигателя турбокомпрессора с изменяемой геометрией турбины.

У турбокомпрессора имеется два общих названия, используемых разными производителями:

1. VGT (англ. «Variable Geometry Turbocharger» – «турбокомпрессор с изменяемой геометрией») — применяется компанией BorgWarner;
2. VNT (англ. «Variable Nozzle Turbine» – «турбина с переменным соплом») — применяется компанией Garrett.

Турбонаддув двигателя TDI:

А — воздух; Б — отработавшие газы.

1 — вакуумная магистраль; 2 — блок управления двигателем; 3 — датчики давления наддува и температуры воздуха на впуске; 4 — блок управления воздушной заслонкой; 5 — интеркулер; 6 — клапан рециркуляции отработавших газов; 7 — клапан ограничения давления наддува; 8 — турбонагнетатель; 9 — впускной коллектор; 10 — вакуумный привод направляющих лопаток; 11 — выпускной коллектор.

Турбонагнетатель с изменяемой геометрией, в отличие от обычного турбокомпрессора, может регулировать направление и поток отработанных газов. Это обеспечивает оптимальную частоту вращения турбины и соответственно повышает производительность компрессора.

Конструкция турбины с переменным соплом подразумевает объединение направляющих лопаток, механизма управления и вакуумного привода.

VNT-турбина (турбина с изменяемой геометрией):

1 — направляющие лопатки; 2 — кольцо; 3 — рычаг; 4 — тяга вакуумного привода; 5 — турбинное колесо.

Направляющие лопатки предназначены для изменения направления и скорости потока отработанных газов путем изменения величины сечения канала. Лопатки поворачиваются вокруг своей оси на определенный угол с помощью механизма управления. Данный механизм состоит из рычага и кольца.

Вакуумный привод обеспечивает срабатывание механизма управления, воздействуя через тягу на рычаг управления. Клапан ограничения давления наддува, подключенный к системе управления двигателем, регулирует работу вакуумного привода. Этот клапан срабатывает в зависимости от значения давления наддува, измеряемого двумя датчиками: датчиком температуры воздуха на впуске и датчиком давления наддува.

Как работает наддув двигателя TDI

Система наддува двигателя TDI при работе обеспечивает оптимальное давление воздуха в большом диапазоне частоты вращения двигателя. Это осуществляется благодаря регулированию энергии потока отработавших газов.

При малых оборотах двигателя энергия отработанных газов небольшая. Чтобы такую энергию эффективно использовать, направляющие лопатки устанавливают в закрытом положении, при котором достигается наименьшее значение площади канала отработавших газов. Из-за малой площади сечения поток отработанных газов увеличивается и заставляет турбину вращаться быстрее, что, в свою очередь, приводит во вращение колесо компрессора и тем самым повышается производительность турбокомпрессора.

При резком увеличении частоты вращения двигателя энергии отработанных газов становиться не хватать. В связи с этим для прохождения «турбоямы» поворот лопаток осуществляется с некоторой задержкой, что обеспечивает допустимое давление наддува.

Энергия отработанных газов максимальна на высоких оборотах двигателя. Чтобы предотвратить появление избыточного давления наддува, лопатки делают поворот на максимальный угол, обеспечивая тем самым наибольшую площадь поперечного сечения канала.

Надеюсь, всё было понятно. Удачи на дорогах!

Материалы: http://avto-i-avto.ru/ustrojstvo-avto/turbonadduv-dvigatelya-tdi-naznachenie-konstrukciya-i-princip-raboty.html

Технология двигателей TDI (Turbocharged Direct Injection) основана на турбонагревателе и непосредственном впрыске топлива. Говоря простым языком — современный дизельный двигатель с продвинутой системой турбонаддува.

Двигатель и технология разработана концерном Volkswagen и в настоящий момент используется в новых моделях. Данные двигатели обладают хорошей динамикой, отличной экономичностью и экологичностью. Для создания оптимального давления турбонаддува, в двигателе применяется турбокомпрессор с изменяемой геометрией турбины. Это позволило поддерживать оптимальное давление в широком диапазоне скоростных режимов (оборотов двигателя).

Турбонагреватель с изменяемой геометрией, в отличии от обычного компрессора, способен регулировать величину потока отработанных газов и их направление. Благодаря этому, получается достигнуть оптимальной частоты вращения турбины и производительности компрессора.

В двигателе используется VNT-турбина, которая объединяет в себе: направляющие лопатки, вакуумный привод и механизм управления.

Для регулировки величины потока отработанных газов и их направление, как раз и используются направляющие лопатки, за счет изменения величины сечения канала, можно изменить скорость и направление потока газов. Сами лопатки, просто поворачиваются под определенным углом вокруг своей оси, это и позволяет проводить регулировку.

Механизм, который производит управления лопатками, состоит из кольца и рычага. Для того, что бы механизм начал управлять лопатками, нужен вакуумный привод. Он будет воздействовать на рычаг управления через тягу. Сам вакуумный привод, управляется клапаном ограничения давления наддува. Клапан подключен к системе управления двигателем. Работа клапана зависит от показаний датчиков: датчик давления наддува и датчик температуры воздуха на впуске.

Принцип похож на двигатели с технологией TSI. Сохраняя оптимальное давление наддува в широком диапазоне оборотов двигателя, получается достигнуть номинальный крутящий момент в как на низких оборотах, так и на высоких. Все это достигается, за счет регулирования потока энергии отработанных газов.

При низких оборотах двигателя энергия отработанных газов не очень большая. Для достижения большей производительности турбокомпрессора, направляющие лопатки находятся в закрытом положении, это позволяет снизить площадь канала, по которому движутся отработанные газы, в следствии чего поток усиливается и заставляет турбину вращаться быстрее, следовательно быстрее вращается колесо компрессора, и производительность турбокомпрессора возрастает.

При резком увеличении оборотов двигателя, нужно сохранить оптимальное давления, для этого направляющие лопатки поворачиваются под определенным углом увеличивая пространство канала. Так как энергии отработанных газов уже не хватает, но для того, что бы избежать «турбоямы», поворот происходит с некоторой задержкой.

При высоких оборотах двигателя, направляющие лопатки находятся в максимальном положении угла. Это позволяет обеспечить оптимальное давление, путем увеличения площади канала до максимального, также это позволяет предотвратить появление избыточного давление, что могло бы привести к поломке двигателя.

Добавить Отзыв

Услуги и программы VW

Мир Volkswagen © 2015. Обращаем ваше внимание на то, что данный интернет-сайт носит исключительно информационный характер.

Материалы: http://mir-volkswagen.ru/texnologiya-dvigatelya-tdi-osobennosti-konstrukczii-i-princzipy-raboty