Принцип действия двигателя CDI

CDI – это один из типов дизельных моторов, которые более выгодны, чем бензиновые. Встречается несколько разновидностей таких двигателей: HDI, TDI, SDI и CDI, о котором стоит поговорить более подробно.

Особенности CDI двигателя

Следует разобраться в особенностях CDI двигателя, что это такое и как был создан этот мотор.

Двигатель CDI работает на дизельном топливе, а аббревиатура расшифровывается как Common rail Diesel Injection. Это значит, что в двигателе используется особая система непосредственного впрыска топлива CR или Common Rail. То есть в моторе CDI предусмотрен общий канал, по которому подается топливо. Система CR появилась благодаря попытке повышения экологичности двигателей и увеличения их КПД. Технология была предложена и разработана фирмой Bosch еще в 90-х годах, но использована концерном «Мерседес».

Такие моторы комплектуются оригинальным блоком управления, обеспечивающим поддержку давления на высоком уровне в течение всего рабочего цикла при любых нагрузках, давлении и оборотах, благодаря особому программному обеспечению. Таким образом, топливная смесь в движке всегда распределяется под высоким давлением. Впрыск топлива непосредственно осуществляется форсунками (инжектор), которые имеют электрическую схему управления и оснащены электромагнитными клапанами. Клапаны нередко пьезоэлектрические.

Отличие двигателя CDI от системы CR в том, что перед поступлением главной порции горючего в камеру сгорания осуществляется предварительный впрыск – все это за очень короткое время. Это значит, что основной объем горючего поступает в подготовленную камеру, благодаря чему улучшается воспламеняемость смеси и уменьшается ее расход.

Двигатель CDI впоследствии (с 2002 года) стал производиться на заводах других концернов, но все новейшие разработки проводятся и внедряются Мерседесом. Эта система стала чрезвычайно популярной в Европе. В настоящее время половина автомобилей европейского автопрома оснащена именно двигателем CDI.

Преимущества

Главное преимущество таких моторов – значительный прирост мощности – 40% при уменьшении объемов потребленного горючего на 10-15%. Кроме того:

• продлевается срок службы деталей и двигателя;
• при работе мотор производит меньше шума;
• более высокий крутящий момент;
• уменьшилась вибрация;
• снизилась токсичность выбросов.

Это однозначно впечатляющий результат, но из-за сложности устройства, дорогих запчастей, ремонт затруднился и стал более дорогостоящим. К тому же за ремонт возьмется не каждый мастер. Причем запчасти рекомендуется использовать только фирменные, иначе на гарантию можно не рассчитывать. К тому же двигатели CDI особенно требовательны к качеству топлива.

Недостатки

То, что родоначальником двигателей CDI стал именно Мерседес, говорит о высоком качестве таких двигателей. Однако не удалось избежать некоторых проблем, которые стоит рассмотреть на примере первого двигателя – модели OM611.

Это 4-х цилиндровый двигатель с 16-клапанной ГБЦ с установленной системой непосредственного впрыска CR и турбиной, имеющей промежуточное охлаждение. Двигатель 611 устанавливался практически на все модели, которые выпускались в начале 2000-х годов. Моторы различались по мощности. На самых сильных моторах она достигалась благодаря турбине с изменяемой геометрией и за счет программного обеспечения. Из-за высокого КПД внешний нагрев двигателя низкий, поэтому для эксплуатации в холодное время года производители установили жидкостный отопитель Webasto.

Обратите внимание! На базе этой модели производились моторы и других поколений. И все недоработки были унаследованы.

На этот движок впервые была установлена система CR. Она достаточно надежна, но из строя нередко выходят огнеупорные шайбы и болты, которые при замене или переустановке форсунок оставляют, а не заменяют на новые. Болты, предназначены для одноразового использования при повторном монтаже «вытягиваются» и не обеспечивают должной фиксации детали на посадочном месте. Из-за этого в посадочных местах образуется кокс, и форсунки потом очень сложно достать.

Важно! Форсунки нужно диагностировать каждые 100 тыс. км пробега и обязательно после манипуляций с ними следует устанавливать новые болты.

Следующая проблема связана со свечами. Их следует раз в 20 тыс. км пробега выкручивать и обрабатывать термопастой, иначе в будущем вероятен съем ГБЦ и высверливание свечей.

Один из главных недостатков связан с кривошатунным механизмом — прокручивает вкладыш. На это влияет множество факторов:

• Недостаточное давление масла – это связано с тем, что масляный насос не выдает достаточное давление. Некоторые меняют его на более высокопроизводительный и проблема уходит.
• Неправильное масло – двигатель должен эксплуатироваться на правильном качественном масле и интервал его замены уменьшается.
• Неработающий ЕГР.
• Езда «в натяг» – делать этого нельзя. Езда «в натяг» и с грузом может привести к поломке коленвала.

Важно! Вкладыши рекомендуется менять 1 раз в 200 тыс. км пробега.

• выход из строя датчиков коленвала и распредвала;
• выход из строя форсунок, что происходит из-за износа вследствие большого пробега и низкого качества топлива – изменяется гидроплотность впрыска и падает давление в топливной рейке;
• неисправность датчика давления в топливной рейке;
• поломка клапана отключения подачи топлива;
• в зимнее время уменьшается эластичность резиновых уплотнителей ТНВД, из-за чего начинает подтекать солярка.

Есть и другие менее часто встречающиеся проблемы.

Двигатель CDI является более совершенным по сравнению с обычными бензиновыми моторами, но и в его случае конструкторам не удалось избежать отдельных проблем. Чтобы максимально эффективно эксплуатировать мотор и избежать вышеописанных неисправностей, необходимо соблюдать рекомендации производителя по обслуживанию: вовремя менять все расходники, проводить диагностику, заправляться только качественным топливом и использовать для замены оригинальные запчасти.

Что такое CRDI двигатель? Наш обзор по пунктам

Забегая наперед скажу, что две последние буквы «.DI» всех вышеперечисленных аббревиатур означают Direct Injection — непосредственный впрыск. Технология прямого или как его еще называют непосредственного впрыска, одна из самых продвинутых на сегодняшний день и предусматривает наличие общего канала, через который происходит подача топлива.

Двигатель HDI

Аббревиатура HDI присваивается моторам, которые базируются на технологии Common Rail (разработанная компанией Bosch в 1993 году). Сам же мотор и технологию HDI разработал всемирно известный автомобильный концерн PSA Peugeot Citroen. HDI, как я уже говорил, принадлежит к линейке двигателей с прямым впрыском, характерные отличия уменьшенный расход топлива на

15%, снижение шумности на

10дБ, при одновременном повышении мощности на целых

40%. Моторы с приставкой HDI считаются более выносливыми и «живучими».

Преимущества CRDI

Преимуществ у Common Rail Direct Injection достаточно много, мы перечислим и разберем, лишь наиболее важные.

• экономичность;
• мощность;
• снижение вредных выхлопов;
• более длительный срок службы, в сравнении с предшествующей системой;
• повышенная отзывчивость и приемистость;
• более ровная и тихая работа;

Благодаря созданию и поддержанию постоянного высокого давления, топливо распыляется более качественно, что очень положительно влияет на его сгорание. А это и мощность, и э экономичность, и снижение выхлопов.

Благодаря использованию многофазного впрыска удается достигать действительно мягкой и ровной работы мотора во всем диапазоне оборотов. Что позитивно сказывается как на собственно езде, так и на комфорте водителя и пассажиров.

Одним из основных недостатков классического ТНВД являются своеобразные волны, которые возникают в процессе работы мотора. Такие перепады давления очень негативно сказывались на сроке службы системы. В CRDI двигателях, такая проблема отсутствует, что позволяет им работать гораздо большие сроки. Все эти преимущества сделали дизели CRDI популярными не только среди автомобилистов, такая же или подобная система используется в новых моделях локомотивов и в судостроении.

Двигатель TDI

Сокращение TDI, пожалуй, самое популярное и легко расшифровываемое. Первая буква «T» в этой аббревиатуре обозначает наличие турбонаддува, который позволяет получить серьезную прибавку мощности. Турбомотор обладает всеми присущими турбированным моторам свойствами, он более экономичен, имеет более чистый выхлоп, при этом более дорогой в обслуживании. Кроме того, мало кто знает, что большинство турбин, устанавливаемых на турбодвигателя, рассчитаны на

150-200 тыс. км. пробега, и это при том, что сам мотор, как правило, «миллионник».

Актуально: Как проверить турбину дизельного двигателя? Диагностика неисправностей в домашних условиях

Преимущества двигателя CRDi и его аналогов

Дизельный двигатель подобной конструкции, имеющий систему непосредственного впрыска, обладает рядом очевидных преимуществ перед обычными моторами:

Повышенная экономичность.

За счет высокого давления, которое сохраняется в системе постоянно, появляется возможность более эффективно направлять дизельное топливо в работу. Сгорание топлива происходит максимально, из-за чего его тратится меньше на работу двигателя;

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.

Описание системы

Термин Common Rail с английского на русский дословно переводится «общая магистраль». Исходя из перевода данного термина именно это определение заложено в принципе работы данной системы. При ее создании был спроектирован новый дизельный двигатель CRDI с непосредственным впрыском топлива в цилиндр.

Мотор CRDI получил улучшенные характеристики по динамике и мощности, которые пошли в сравнение с аналогами характеристик бензиновых двигателей. Для программного управления режимами двигателя был разработан специальный электронный блок. Последним шагом в разработке этой системы стала подача топлива под высоким давлением в общую магистраль.

Для любого дизельного двигателя характерны различные режимы работы и переменные нагрузки. При работе двигателя возникает различная нагрузка, независящая от оборотов коленчатого вала. Возникает вопрос, как стабилизируется высокое давление в системе?

Для этой цели был установлен блок управления, который сохраняет высокое давление в системе за счет изменения объема работы топливного насоса. Причем самое максимальное давление создается, когда обороты коленчатого вала достигают минимального значения.

От условий работы мотора, ЭБУ за счет подачи различных импульсов приводит в действие простые форсунки, которые снабжены электромагнитными или пъезоэлектрическими клапанами.

Преимущество Common Rail заключается в оптимальной работе двигателя. Максимальная отдача выгорания топлива в цилиндрах CRDI тесно связана с большой точностью электронного блока и высокого давления впрыска. Причем оптимальные результаты достигаются на всех режимах работы двигателя. Исходя из этого, происходит понижение расхода топлива и снижается показатель токсичности выхлопных газов.

За счет создания CRDI, обладающей значительным потенциалом, отрасль дизельных двигателей получило широкое развитие. Всем известно, что необходимо развивать технологии по снижению выбросов выхлопных газов в атмосферу. Поскольку нормы экологии по токсичности регулярно увеличиваются. За счет всех этих условий Common Rail в дальнейшем будет усиленно развиваться.

Турбонаддув TDI: турбина с изменяемой геометрией

От эффективности работы турбоанддува TDI в значительной мере зависит не только динамика, но и экономичность наряду с экологичностью. Правильное наддува воздуха должно быть реализовано в максимально широком диапазоне. По этой причине на моторы TDI ставится турбокомпрессор с изменяемой геометрией турбины.

Ведущие производители турбин в мире используют следующие названия:

• Турбина VGT (от англ. Variable Geometry Turbocharger, что означает турбокомпрессор с изменяемой геометрией). Производится BorgWarner.
• Турбокомпрессор для дизеля VNT (от англ. Variable Nozzle Turbine, что означает турбина с переменным соплом). Это название использует фирма Garrett.

Турбонагнетатель с изменяемой геометрией отличается от обычной турбины тем, что имеет возможность регулировки как направления, так и величины потока отработавших газов. Данная особенность позволяет добиться наиболее подходящей частоты вращения турбины применительно к конкретному режиму работы ДВС. Производительность компрессора в этом случае сильно повышается.

Например, турбина VNT имеет в основе конструкции специальные направляющие лопатки. Дополнительно имеется механизм управления, а также отмечено наличие вакуумного привода. Указанные лопатки турбины производят поворот на необходимый угол вокруг свой оси, тем самым способны менять скорость и направление потока выхлопа. Это происходит благодаря изменению величины сечения канала.

Статья в тему: Ремонт АКПП своими руками

Механизм управления отвечает за поворот лопаток. Конструктивно механизм имеет кольцо и рычаг. На рычаг оказывает воздействие вакуумный привод, который управляет работой механизма посредством специальной тяги. Вакуумный привод управляется отдельным клапаном, который ограничивает давление наддува. Клапан является составным элементом электронной системы управления ДВС и срабатывает зависимо от показателей величины давления наддува. Эта величина измеряется отдельными датчиками:

• температурный датчик, который измеряет температуру воздуха на впуске;
• датчик давления наддува;

Другими словами, турбонаддув на TDI работает так, чтобы давление наддувочного воздуха всегда было оптимальным на разных оборотах двигателя. Фактически, турбина дозирует энергию потока отработавших газов.

1. Как известно, на низких оборотах двигателя скорость потока (энергия) выхлопа является достаточно низкой. В таком режиме направляющие лопатки обычно закрыты, чем достигается минимальное сечение в канале. В результате прохождения через такой канал даже небольшое количество газов более эффективно крутит турбину, заставляя компрессорное колесо вращаться заметно быстрее. Получается, турбокомпрессор обеспечивает большую производительность на низких оборотах.
2. Если водитель резко нажимает на газ, тогда у обычной турбины возникает эффект так называемой «турбоямы». Под турбоямой следует понимать задержку отклика на нажатие педали газа, то есть не моментальный прирост мощности, а подхват после небольшой паузы. Такая особенность обусловлена инерционностью системы турбонаддува, в результате чего потока газов оказывается недостаточно в момент резкого увеличения оборотов коленвала. В турбинах с изменяемой геометрией направляющие лопатки осуществляют свой поворот с определенной задержкой, что позволяет поддерживать нужное давление наддува и практически избавиться от турбоямы.
3. При езде на высоких и приближенных к максимальным оборотах двигателя отработавшие газы имеют максимум энергии. Чтобы предотвратить создание избыточного давления наддува лопатки в турбинах с изменяемой геометрией поворачиваются так, чтобы мощный поток газов двигался по широкому каналу с наибольшим поперечным сечением.

Рекомендуем также прочитать статью о сроке службы турбин на дизеле. Из этой статьи вы узнаете о ресурсе данного агрегата сравнительно с бензиновыми аналогами, а также получите возможность ознакомиться с основными советами и рекомендациями для увеличения ресурса турбины дизельного двигателя.

Относительно малый ресурс турбокомпрессора связан с тем, что на TDI ставятся исключительно турбины с изменяемой геометрией. Турбокомпрессор во время работы двигателя раскручивается до 200 тыс. об/мин и постоянно взаимодействует с потоком разогретых до 1000 градусов по Цельсию выхлопных газов. Такие температурные и механические нагрузки, а также индивидуальные особенности конструкции указанных турбин сравнительно быстро приводят к необходимости ремонта или замены турбокомпрессора.

Турбореактивный двигатель TDI-J85 для крылатых ракет Grey Wolf

Двигатель TDI-J85 и связанная с ним недорогая крылатая ракета были спроектированы и изготовлены Northrop Grumman в сотрудничестве Technical Directions. Двигатель может также приводить в действие и другие беспилотные летательные аппараты.

Турбореактивный двигатель TDI-J85 для крылатых ракет испытывает Исследовательская лаборатория ВВС США. tdi-engines.com

Gray Wolf (Серый волк) — это ведомство, подчиненное министру обороны США и руководящее производством прототипов и демонстрационных образцов недорогих крылатых ракет с дальностью полета более 460 км.

Начальная тестовая кампания TDI-J85 включала в себя несколько запусков двигателя в полете и работу на большой высоте.

«Успех этого теста значительно повышает нашу уверенность в эффективности двигателя и систем оружия в целом», — говорится в заявлении полковника ВВС США Гарри Хааса, главы Управления по боеприпасам AFRL, сокращенно AFRL/RW. Он утверждает, что TDI-J85 является первым в своем классе и ценовом сегменте, успешно работающим на высоте.

Турбореактивный двигатель TDI-J85. tdi-engines.com

TDI-J85 — турбореактивный двигатель весит всего 28 фунтов (12,7 кг) . Для сравнения: турбовентиляторный двигатель Williams F107 , оснащенный крылатой ракетой воздушного базирования AGM-86B (ALCM) и вариантами крылатой ракеты Tomahawk Land Attack, относится к классу тяги в 600 фунтов и весит около 67 фунтов (30,39 кг).

«Двигатель TDI-J85 прошел успешную летно-испытательную кампанию, кульминацией которой стало несколько запусков двигателей в полете и работа на большой высоте. Двигатель оправдал ожидания по характеристикам тяги и превзошел ожидания по эффективности использования топлива», — говорится в пресс-релизе AFRL. «Испытанные двигатели накопили достаточное время работы в полете, создавая уверенность в долговечности конструкции».

«Конструкция двигателя была ориентирована на доступность и технологичность, что позволяет увеличить производство. Результаты испытаний подтвердили работоспособность двигателя», — продолжил он. «Это первый двигатель в своем классе и ценовой категории, успешно работающий на высоте».

Особо подчеркивается, что с двигателем TDI-J85, топливная нагрузка может быть уменьшена, чтобы освободить место для более крупных боеголовок или других полезных нагрузок.

В настоящее время ВВС заявляют, что они стремятся продемонстрировать экспериментальную конструкцию недорогой крылатой ракеты, которая может «летать на расстояниях, превышающих 250 морских миль (463 км)».

Крылатая ракета Gray Wolf. tdi-engines.com

Усовершенствованные двигатели также не ограничатся приведением в действие крылатых ракет воздушного базирования. Такие двигатели, как TDI-J85, могут помочь в продвижении нового поколения других расходных систем, в том числе приманок , а также беспилотных летательных аппаратов.

Будущие планы ВВС по программе «Grey Wolf» не совсем ясны. В июне 2020 года было заявлен, что отменяются запланированные дополнительные фазы тестирования и перенесет работу по созданию сетевых роящихся боеприпасов на другой проект.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Теги: Технологии TDI-J85 ВВС США двигатель крылатые ракеты турбореактивный двигатель

Предыдущая статья Со второй попытки. Секретный беспилотник Пентагона отправился в космос

Следующая статья Истребитель F-22 Raptor: еще 40 лет в строю. Сколько стоит модернизация

• 0
• 0
• 0
• 0

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.

https://drivertip.ru/osnovy/chto-takoe-cdi-dvigatel.html
https://akki-carsh.ru/dvigatel/cdi-chto-eto-takoe.html