TDI Power je hnací silou. Vše, co potřebujete vědět o motoru TDI

Hustý černý kouř z výfuku, špinavé hadry a nepříjemný zápach jsou dávno pryč. Vznětové motory jsou dnes ekonomické, čisté, výkonné a mají jedinečné dynamické vlastnosti, které umožňují dieselovým vozům TDI vyhrávat nejen závody na semaforech, ale také prestižní okruhové závody včetně 24 hodin Le Mans. V čem je tedy krása moderního vznětového motoru a jak se liší od svých „starověkých“ protějšků?

Začněme původem. Vznětový motor sám o sobě není tak starodávný – patent na spalovací motor se „vznětovým zapalováním“ získal německý vynálezce Rudolf Diesel v roce 1893, tedy 33 let po vynálezu samotného spalovacího motoru, který mimochodem nejezdil na benzín, ale na plyn. Podstata Dieselova vynálezu spočívala v tom, že se palivo nezapálilo od jiskry, ale díky vysoké teplotě vzduchu ve válci. Do vzduchu ohřátého kompresí byla vstřikována nafta, která způsobila samovolné vznícení. Vynález Rudolfa Diesela ale nebyl hned použit a první experimentální motor dokonce explodoval, jako zázrakem nezabil mechaniky, kteří jej montovali. Práce však neustávaly a brzy se objevily fungující instalace, o které byl zájem v mnoha průmyslových odvětvích. Vzhledem k jejich obrovské velikosti a hmotnosti byly první dieselové motory stacionární, poté se začaly používat při stavbě lodí a teprve v roce 1924 byla nafta instalována do nákladních automobilů na „těžké palivo“. S hustotou 0,85 g/cm3 je motorová nafta skutečně těžší než benzín, jehož hustota je 0,72-0,75 g/cm3.

Piezo vstřikovače

Tato zařízení vstřikují přesně odměřené množství paliva do válců motoru za méně než 0,2 milisekundy. Pro srovnání, lidskému oku trvá mrknutí 200 milisekund.

Litr na 100 km

Historie vznětových motorů Audi začala v roce 1980, kdy se pod kapotou Audi 80 objevil atmosférický 54litrový dieselový motor o výkonu 1,6 koní. Inženýři a konstruktéři společnosti se poté ujali nejtěžšího úkolu ze všech: vyvinout kompaktní a výkonný vznětový motor s přímým vstřikováním. V roce 1989 byl cíl splněn a první turbodieselový motor na světě s označením TDI byl uveden do výroby. 2,5litrový, přeplňovaný, mezichlazený, pětiválcový motor produkoval 120 koní. a poskytoval točivý moment 256 Nm při 2250 ot./min.

Turbodieselové motory zaznamenaly okamžitý úspěch. Nová technologie v té době výrazně předstihla své konkurenty jak v jízdní dynamice, tak ve spotřebě paliva.

Výkon, rychlost, hospodárnost

Moderní motory TDI nejsou prakticky v žádném případě horší než jejich benzínové protějšky. A v něčem je dokonce předčí.

Audi prokázalo úžasnou efektivitu prvního TDI uspořádáním velkolepé cesty, která překonala všechny rekordy spotřeby paliva. Audi 100 TDI ujelo na jednu nádrž 4 814,4 kilometrů v devíti evropských zemích. Při průměrné rychlosti 60,2 km/h byla průměrná spotřeba paliva pouze 1,76 litru na 100 kilometrů!

Jak to funguje

Proces spalování paliva ve válci dieselového motoru je druh výbuchu. Výbuch je řízený a vysoce přesný. Přesnost tohoto výbuchu u mnoha motorů zajišťuje mechanické zařízení zvané vysokotlaké palivové čerpadlo (HPFP). Taková čerpadla, pracující v tandemu s konvenčními pružinovými vstřikovači, vstřikují palivo do válců pod tlakem 20-40 barů.

Evoluce naftových motorů nakonec vedla k tomu, že vysokotlaké palivové čerpadlo vytváří tlak pouze ve společném palivovém potrubí a vstřikovací moment řídí elektronika – mechanické vstřikovače ustoupily piezoelektrickým. Tento napájecí systém se nazývá Common Rail (doslova přeloženo z angličtiny – common highway). A u některých motorů se také používají vstřikovače čerpadla. To znamená, že tlak v každém vstřikovači, vstřikující palivo do válce na příkaz elektroniky, je vytvářen vlastním malým čerpadlem. Čerpadlo je malé, ale tlak je vysoký – u moderních motorů je to již 1600 a v některých dokonce 2000 barů. Proč konstruktéři neustále zvyšují vstřikovací tlak paliva? Celá věc spočívá v tom, že u dieselového motoru je proces tvorby směsi velmi krátký – při rychlosti klikového hřídele 2000 3 ot / min jsou pro smíchání paliva se vzduchem přiděleny pouze 4-XNUMX milisekundy a se zvýšením rychlosti se tato doba ještě zmenší.

Za tak krátkou dobu je možné připravit homogenní směs paliva a vzduchu pouze zvýšením vstřikovacího tlaku. Navíc při nízkém tlaku palivo zcela neshoří, což snižuje účinnost a zvyšuje množství škodlivých emisí.

Vstřikovací systém

Nové materiály a elektronické ovládání zajišťují pokrok v oblastech, jako je dynamika, plynulost a tichost provozu, spotřeba paliva a snižování škodlivých emisí.

Pokrok dieselových motorů má dnes dva hlavní cíle: zvýšení výkonu a snížení toxicity. Všechny moderní vznětové motory TDI pro osobní vozy od Audi dnes mají přeplňování turbodmychadlem (nejefektivnější způsob zvýšení výkonu) a Common Rail. Bez těchto systémů je prostě nemožné zajistit, aby dieselový motor splňoval přísné emisní normy. Stejně jako nelze vytvořit karburátorový zážehový motor, který by splňoval přísné normy Euro 4.

Pro ruský trh však zavedení přísných evropských norem toxicity vedlo k tomu, že řada společností vetovala dodávky dieselových vozidel do Ruska. Moderní vznětové motory, které splňují nové ekologické normy, totiž kladou zvýšené nároky na kvalitu paliva. A nejvíce stížností je na obsah síry.

Rychleji než okamžik

Okvětní lístky masožravé rostliny Dionaea se dokážou zavřít za méně než půl sekundy, což stačí k ulovení mouchy. Airbag se plně nafoukne za pouhých 20 milisekund. Ale i tento krátký okamžik je pro vývojáře naftových motorů Audi příliš dlouhý. U motoru 3,0 TDI je palivo vstřikováno do každého z jeho šesti válců za méně než 0,2 milisekundy.

Otázka síry

V Rusku je v současnosti povoleno používání motorové nafty s obsahem síry 0,05 %, ale podle evropských norem by obsah síry v palivu měl být řádově menší – ne více než 0,005 %! Proč je síra tak nebezpečná? Za prvé, po spalování se oxidy síry spojují s vodou a tvoří kyselinu sírovou a siřičitou. Škody na životním prostředí jsou zřejmé. Síra navíc snižuje účinnost katalyzátoru.

Stále více ropných rafinérií však přechází na výrobu motorové nafty splňující normy Euro 4 Od roku 2008 se partnerem Audi Russia stala ruská společnost Lukoil. Motorová nafta vyráběná Lukoilem je dnes nejmodernější v Rusku a odpovídá evropské normě EN-590 verze 2004 (Euro-4). To znamená, že obsah síry v takovém palivu není vyšší než 0,005 % a cetanové číslo není nižší než 51 jednotek.

Cetanové číslo je inverzní analogie oktanového čísla pro benzín. Čím je vyšší, tím větší je sklon paliva k samovznícení nebo detonaci, což na rozdíl od benzínového motoru nejenže neškodí, ale je prostě nezbytné pro běžný provoz naftového motoru.

Dalším problémem je zvýšená viskozita motorové nafty při nízkých teplotách. Každý viděl kamion KamAZ zaparkovaný na kraji silnice v mrazu a pod ním se plazil řidič s foukačkou. Tankováno letní naftou. Faktem je, že používání letního paliva v zimě je riskantní – teplota může kdykoli klesnout pod „kritickou značku“. A pak pokusy o nastartování mohou vést k selhání palivového zařízení, které nemůže dlouho fungovat „na sucho“. Motorová nafta Lukoil obsahuje komponenty, které zlepšují nízkoteplotní vlastnosti paliva. A změna paliva na síti čerpacích stanic v souladu s ročním obdobím je přísně kontrolována.

Zimní startování vznětového vozidla však lze usnadnit instalací předehřívače. Je nabízen jako volitelná výbava téměř u všech modelů Audi. Audi, které jako jedno z prvních oficiálně dodávalo na ruský trh osobní vozy s naftovým motorem, je činí pro kupující stále atraktivnější.

V loňském roce se tak prodloužil servisní interval pro vozy Audi TDI se vznětovým motorem. Nyní je to, jako u benzínových verzí, 15000 7 km. A výstupní vlastnosti naftových audi jsou někdy dokonce lepší než benzinové. Vznětové Audi Q4,2 100 TDI tak zrychluje na 7 km/h o jednu sekundu rychleji než benzínové Audi Q4,2 6,4 FSI (7,4 s oproti 2008 s). Průměrná spotřeba naftové úpravy je přitom o téměř dva a půl litru nižší. A v roce 7 se pod kapotou Audi Q12 objevil nejnovější šestilitrový turbodiesel V500 TDI – první dvanáctiválcový turbodiesel na světě pod kapotou osobního vozu. Výkon – 1000 koní, točivý moment – XNUMX Nm!

TDI: Osvědčený Le Mans

Vozy Audi R10 vedou nejtěžší tratě. Technologie sportovních vítězství jsou nyní dostupné i pro „civilní“ vozy.

Vypadá to, že podíl dieselových aut na tuzemském trhu brzy poroste. Rusko pomalu, ale jistě zpřísňuje normy toxicity, což nevyhnutelně povede k legislativnímu zlepšení kvality motorové nafty. Letos vstoupily v platnost normy Euro 3 a v roce 2010 nás čeká Euro 4 A neustálé zdražování benzinu tlačí kupující k výběru dieselového auta. Evropa se takto rozhodla – podíl naftových aut tam už dávno přesáhl 50 %.

Dieselový autoservis Audi a Volkswagen TDI Service Russia díky svým zkušenostem dobře zná všechny možné problémy těchto motorů. Pokud plánujete nákup jakéhokoli vznětového motoru TDI, podívejte se na náš článek s „tipy pro provoz turbodieselů„.