0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое дизельный двигатель crdi

CRDI двигатель: что это такое

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.

Надежен ли мотор 2.0 CRDI (D4EA)?

Автомобилисты не сходятся во мнении, отличается ли двигатель надежностью. Хотя силовые агрегаты и служат более 400 тысяч километров, известно немало случаев, когда капитальный ремонт был необходим уже после 150 тысяч километров. Причина быстрого выхода двигателя из строя – некачественное обслуживание и использование дешевого топлива.



Принцип работы двигателя CRDi

Особенность дизельных моторов CRDi (и аналогов) является в том, что к инжекторным форсункам подача топлива осуществляется из общего резервуара, где топливо находится под высоким давлением. Таким образом, данная конструкция, в отличие от привычных дизельных двигателей с топливным насосом и кулачковым приводом, позволяет подавать топливо под высоким давлением.

В целом процесс работы двигателя CRDi выглядит следующим образом:

  1. При повороте ключа зажигания дизельное топливо в топливной рейке Common-rail нагнетается при помощи специального насоса (данная рейка и есть резервуар, обозначенный выше);
  2. В рейке топливо за счет нагнетания насосом постоянно находится под давлением для впрыска;
  3. После этого из данной рейки топливо направляется под давлением к инжекторным форсункам по топливопроводам.

Аналоги двигателя CRDi

Первым делом стоит рассказать об аналогах мотора CRDi, близких по конструктивному исполнению:

  • Fiat похожий мотор выпускает под аббревиатурой CDTi;
  • Ford похожий двигатель выпускает с названием TDCi;
  • Концерн General Motors такие моторы выпускает под аббревиатурой CDTi или VCDi;
  • Volkswagen подобные моторы называет TDI.

У других компаний также есть аналоги мотора CRDi от корейских производителей, но они менее распространены, чем названные выше.

Все перечисленные двигатели, в целом, близки друг к другу по общей концепции. Они имеют некоторые незначительные отличие в конструктивном исполнении, но все они дизельные и обладают системой прямого впрыска топлива.

Дизельные двигатели CRDI: плюсы и минусы

Как уже было сказано выше, обозначение CRDI используется для корейских дизелей с прямым впрыском (двигатель crdi 16v и т.п). Другие производители также имеют в линейке своих дизельных моторов похожие агрегаты.

В качестве примера следует упомянуть продукты немецкого бренда Merсedes, которые получили обозначение CDI или CRD, итальянский Fiat обозначил свои моторы как CDTi. На моделях Ford этот двигатель называется TDCi, корпорация GM использует обозначение CDTi или VCDi, Volkswagen применил хорошо известное отечественному потребителю обозначение TDI и т.д.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель TDI. Из этой статьи вы узнаете об устройстве, отличительных особенностях, а также плюсах и минусах двигателей TDI.

Если не брать в расчет отличия в названии и некоторые индивидуальные особенности конструкции, под всеми такими обозначениями следует понимать дизельный двигатель, который оснащен системой Common Rail (прямой впрыск топлива).

Читать еще:  Электрическая схема управления двигателем ваз 2107

Преимущества моторов CRDi

Указанный тип ДВС (CRDi, CDI, TDI и т.д.) позволяет добиться заметно меньшего потребления дизтоплива, а также снижения уровня вредных веществ в составе выхлопных газов.

Главной особенностью дизелей с Common Rail является то, что к инжекторным форсункам топливо подается из общего аккумулятора, в котором горючее находится под высоким давлением. Конструкция выгодно отличается от привычных дизелей с топливным насосом (ТНВД), который имеет кулачковый привод и ограничения по давлению подаваемого топлива.

Общая схема работы системы выглядит так, что после поворота ключа зажигания дизтопливо нагнетается отдельным насосом в топливную рейку Common-rail (от англ. общая, единая рейка, магистраль). Эта рейка и есть упомянутый выше «аккумулятор». Внутри Common-rail горючее постоянно находится под высоким давлением для впрыска. Далее солярка поступает из рейки по топливопроводам к инжекторным форсункам под давлением.

Такое решение по сравнению с другими системами питания дизельных двигателей имеет ряд очевидных преимуществ. Прежде всего, значительно увеличивается топливная экономичность.

Дело в том, что поддержание постоянного высокого давления позволяет эффективно распылять горючее непосредственно в камере сгорания (прямой впрыск). Чем выше давление, тем лучше дизтопливо дозируется и распыляется, в результате чего последующее сгорание заряда происходит полноценно и с максимальной отдачей энергии поршню.

Максимально полноценное сгорание топливно-воздушной смеси является залогом того, что содержание токсичных веществ в отработавших газах будет минимальным, при этом мощность двигателя заметно увеличивается.

  • Главной особенностью указанной системы питания является то, что давление топлива постоянно сохраняется на одном уровне, то есть никак не зависит от частоты вращения коленвала, объема горючего и других факторов, которые могут влиять на впрыск применительно к разным режимам работы ДВС.

Подача топлива реализована таким образом, что топливные форсунки открываются для впрыска под управлением отдельного блока управления EDC. Это стало возможным благодаря тому, что в сами форсунки системы топливоподачи конструктивно внедрены специальные электромагнитные соленоиды.

Это принципиальное отличие системы Common Rail от моторов с кулачковым ТНВД, решение позволяет реализовать подъем иглы в инжекторной форсунке при помощи управляемого соленоида, а не в результате давления горючего.

  • В системе Common Rail общее количество топлива для впрыска, угол опережения впрыска и давление впрыска определяется программно, то есть зашито в ЭБУ и применяется по отношению к разным режимам и условиям работы двигателя.

Другими словами, нагнетание топлива и впрыск являются полностью отдельными процессами. Из этого проистекает еще одно существенное преимущество, которое позволяет сделать впрыск многофазным (минимально двухфазным). Параллельно с этим давление впрыска можно также динамично менять с учетом скоростного режима, оборотов и нагрузки на ДВС.

  • Более того, Common Rail позволяет также реализовать фазированный впрыск за один рабочий такт. Добавим, что ранние разработки этой системы предполагали только двойной впрыск. Главной задачей на раннем этапе стала необходимость избавиться от детонации.

Сегодня современные системы питания могут обеспечивать около 9 фаз топливного впрыска. В список уже описанных выше преимуществ фазированный впрыск добавил заметное снижение уровня шума во время работы дизельного двигателя.

  • Также отметим, что постоянное высокое давление топлива в рейке позволило точно дозировать горючее в течение всего времени впрыска (длительности открытия форсунки). При этом в конструкциях с обычным ТНВД такая возможность полностью отсутствовала.
Читать еще:  Что такое двигатель anj

Дело в том, что попытки любых изменений давления приводили к тому, что в трубопроводах от насоса к форсункам закономерно возникала волнообразная пульсация (волновое гидравлическое давление).

В результате воздействия этих волн давления топливопроводы быстро повреждаются. По этой причине ТНВД имеют строгое ограничение по показателю давления, под которым они нагнетают топливо для подачи на форсунки.

С учетом вышесказанного становится понятно, почему обычные ТНВД не развивают давления больше 300 кгсм2, в то время как системы Common Rail значительно превосходят эту отметку. Например, CRDi предполагает давление до 2000 бар без колебаний давления и разрушения элементов системы.

Недостатки двигателя CRDi

Что касается минусов, агрегаты CRDi и другие установки, оснащенные Common Rail, имеют целый ряд определенных недостатков. Начнем с того, что указанная система изначально очень чувствительна к качеству дизтоплива. Попадание даже мелких сторонних фракций или примесей может стать причиной немедленной поломки насоса, форсунок и других элементов.

  • Также моторы CRDi имеют достаточно высокую стоимость, что сильно увеличивает итоговую цену ТС с подобной силовой установкой. Добавим, само устройство системы питания Common Rail сложное, так как для слаженной работы конструкция включает в себя много электронных датчиков.

Подобная особенность практически полностью исключает возможность простого гаражного ремонта. Для диагностики и/или устранения неполадок требуется обязательное наличие дорогостоящего специального инструмента, стендов и оборудования.

Это значит, что полноценно провести диагностику, ремонт настройку или обслужить систему питания двигателя CRDI можно только в условиях дилерских центров или на крупных сторонних СТО. При этом важно не только иметь нужное оборудование, но и квалифицированный персонал, который специализируется на Common Rail.

  • Параллельно с этим для CRDi и Common Rail достаточно часто возникает острая необходимость приобретения дорогостоящих запасных частей, так как предпочтительна модульная замена. Становится понятно, что по указанным выше причинам стоимость любых работ будет высокой.

Какие неполадки возникают с ГБЦ?

Головка блока – слабое место мотора 2.0 CRDI. В двигателе – слабые гидрокомпенсаторы, которые могут привести к серьезным проблемам: с них слетают рокеры, возникают проблемы с клапаном, которые приводят к серьезным и дорогим механическим повреждениям.

Также в ГБЦ быстро изнашиваются клапаны, появляются трещины по каналам свечей накаливания, что вызывает деформацию.

Считается, что причиной таких неполадок становится износ топливных форсунок. Поэтому проверять их состояние приходится превентивно.

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.

Читать еще:  Двигатель d456 технические характеристики

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.

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector