Турбонаддув двигателя TDI – назначение, конструкция и принцип работы

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.
устройство наддува двигателя tdi

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

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.

Видео:

Надеюсь, всё было понятно. Удачи на дорогах!

Добавить комментарий