Двигатель cdi – Что такое CDI двигатель

shokavto.ru

CDi HDi TDi – кто лучше?

Со словом «дизель» у наших соотечественников еще ассоциируется трактор МТЗ и водитель в телогрейке, пытающийся зимой паяльной лампой отогреть его бак. Более прогрессивные автовладельцы представляют двигатель немецкой или японской иномарки, который потребляет ничтожно малое количество топлива, если сравнивать с бензиновыми Жигулями.

Но время и техника неумолимо идут вперед, и все больше появляется у нас на дорогах красивых и современных автомобилей, у которых лишь характерное урчание из-под капота выдает тип установленного мотора.

  Действительно, вначале  дизельные двигатели встречались исключительно на грузовых автомобилях, судах и военной технике — то есть там, где нужна надежность и экономичность, а размеры, вес и комфорт были на втором плане.

 Сегодня ситуация изменилась, и каждый производитель готов предложить вам на выбор несколько вариантов дизельных моторов, маскируя под шильдиками уже не бюджетные варианты, а агрегаты, изготовленные по технологии будущего. Скромные буквы CDI, TDI, HDI, SDI и т.д. скрывают за собой альтернативу, которая двигает и звучит получше бензиновых моторов. Получив данные производителей, мы попытались разобраться, чем же отличаются системы дизелей, скрытые за неброским шильдиком на крышке багажника.

Итак, аббревиатура DI присутствует во всех упомянутых системах. Она обозначает непосредственный впрыск топлива в камеру сгорания (англ. Direct Injection), что обеспечивает хороший КПД. Технология впрыска сравнительно молода.

За ее основу была взята система подачи топлива Common Rail, разработанная компанией BOSCH в 1993 году. Принцип работы системы заключается в том, что форсунки соединены общим каналом, куда топливо нагнетается под высоким давлением. Важнейшим компонентом дизеля, определяющим надежность и эффективность его работы, как раз и является система питания топлива. Основная ее функция — подача строго определенного количества горючего в заданный момент и с необходимым давлением. Высокое давление топлива и требования к точности делают топливную систему дизеля сложной и дорогой. Главными ее элементами являются: топливный насос высокого давления, форсунки и топливный фильтр. Насос предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от режима работы двигателя и управляющих действий водителя.

В обычном дизеле каждая секция насоса высокого давления нагнетает солярку в «индивидуальный» топливопровод (идущий к определенной форсунке). Внутренний его диаметр обычно составляет не более 2 мм, а наружный – 7 — 8 мм, то есть стенки достаточно толстые. Но когда под высоким давлением в 2000 атмосфер по нему «прогоняется» порция топлива, трубка раздувается подобна змее, заглатывающей жертву. И как только эта солярка уходит в форсунку, топливопровод снова сжимается. Поэтому вслед заданной порции топлива к форсунке непременно «подкачивается» крохотная лишняя доза. Эта капля, сгорая, увеличивает расход горючего, повышает дымность мотора, да и процесс ее сжигания далеко не полноценный. Вдобавок сами пульсации отдельных трубопроводов повышают шумность работы двигателя. С ростом оборотистости современных дизелей (до 4000 — 5000 об/мин) это стало доставлять ощутимые неудобства. 

На европейских заправках продают много разновидностей дизельного топлива. Но главное достоинство солярки – её качество

Компьютерное управление подачей топлива позволило впрыскивать его в камеру сгорания цилиндра двумя точно дозированными порциями, чего раньше сделать было невозможно. Сначала поступает крохотная, всего около милиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд». Для дизеля — двигателя с воспламенением топлива от сжатия — это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно. Но главное — система Common Rail полностью исключает впрыск в камеру сгорания лишней порции горючего. В результате расход топлива двигателем сокращается примерно на 20%, а крутящий момент на малых оборотах возрастает на 25%. К тому же уменьшается содержание в выхлопе сажи и снижается шумность работы мотора. Прогрессивные изменения в системе подачи топлива к форсункам дизелей стали возможны лишь благодаря развитию электроники.

Одной из первых эту систему стала использовать компания Daimler-Benz, обозначив свои моторы аббревиатурой CDI. Начав с дизеля для Mercedes-Benz A-class, аналогичными двигателями оснастили B, C, S, E-class, а также внедорожный ML. Факты говорят сами за себя. Mercedes-Benz С 220 CDI рабочим объемом 2151 см3 и мощностью 125 л.с., максимальным крутящим моментом 300 Нм при 1800-2600 об/мин с механической коробкой передач потребляет в среднем 6,1 л дизельного топлива на 100 км. Столь низкий расход топлива при емкости бака в 62 литра позволяет автомобилю проходить до тысячи километров без дозаправки.

 Целое семейство подобных силовых агрегатов рабочим объемом от 1,5 до 2,4 литра есть в распоряжении компании Toyota. Внедрение свежих технических решений улучшило показатели мощности и крутящего момента новых моторов не менее чем на 40%, топливной экономичности — на 30%. Все это — при неплохих данных по части экологии.

 Компания Mazda тоже имеет в арсенале дизельный мотор с прямым впрыском. Он хорошо зарекомендовал себя еще на модели 626. Двухлитровая рядная «четверка» имеет мощность 100 л.с. с крутящим моментом 220 Нм при 2000 об/мин. Соблюдая все нормы экологии, автомобиль с таким силовым агрегатом потребляет 5,2 литра топлива на 100 км при скорости 120 км/ч.

 Аббревиатуру TDI первым стал использовать концерн Volkswagen для обозначения дизелей с непосредственным впрыском и турбонаддувом. TDI с объемом 1,2 л модели Volkswagen Lupo держит мировой рекорд среди легковых автомобилей по коэффициенту полезного действия. TDI помогли автомобилям Volkswagen и Audi стать самыми продвинутыми в классе автомобилей с дизельными двигателями.

 Прокатится на волне популярности захотели многие, а потому конкуренты не заставили себя ждать. В первую очередь это касается фирмы Adam Opel AG, выпустившей семейство двигателей ЕСОТЕС TDI — целый кладезь новаций: непосредственный впрыск, головка блока с четырьмя клапанами на цилиндр при одном распределительном вале, турбонаддув с промежуточным охлаждением, управляемый электроникой топливный насос с повышенным давлением, форсунки, обеспечивающие высокую дисперсность топлива при распылении в комбинации с характерным завихрением всасываемого воздуха. Все это позволило снизить расход топлива на 17% (относительно обычного турбонаддувного дизеля) и уменьшить уровень выбросов на 20%.

 Многочисленные успехи в области дизелестроения позволили восcтановить незаслуженно забытое направление — V-образные 8-цилиндровые дизельные силовые агрегаты, объединяющее в себе мощь, комфорт и экономный расход топлива. BMW 740d уже 8 лет оснащают дизельным V8 . Баварский дизель имеет прямой впрыск, улучшивший топливную экономичность многоцилиндрового мотора на 30-40% по отношению к бензиновому собрату. Здесь применены 4 клапана на цилиндр, Common Rail и турбонаддув с промежуточным охлаждением. 3,9-литровый силовой агрегат развивает 230 л.с. при 4000 об/мин, его крутящий момент — 500 Нм при 1800 об/мин.

Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя без последствий для экономичности. Двигатели TDI, как правило, неприхотливые и надежные. Но есть в них один недостаток. Ресурс турбины обычно составляет 150 тысяч, это при том, что ресурс самого двигателя может доходить до миллиона.

 Для тех, кого пугает перспектива дорогостоящего ремонта, есть другой вариант. Аббревиатура SDI используется для обозначения атмосферных (безнаддувных) дизелей с непосредственным впрыском топлива. Эти моторы не боятся больших пробегов и прочно держат свою позицию в рейтинге надежности.

Мировой лидер в производстве дизельных двигателей — концерн PSA Peugeot Citroen спрятал технологию Common Rail под шильдиком HDI. Три буквы скрывают настоящий клад для «ленивого» водителя. Межсервисный интервал моторов HDI составляет 30 тыс. км, а ремень ГРМ и ремень навесных агрегатов не требуют замены в течение всего срока эксплуатации автомобиля. Как всегда, на высоте акустические способности французов — тихая работа двигателя обеспечена даже на холостых оборотах. О надежности французских дизелей свидетельствует тот факт, что каждый второй автомобиль, проданный во Франции в 2006 году, работает на солярке.

Технологии CDI, TDI, HDI, SDI строятся вокруг системы Common Rail третьего поколения, поэтому по сути своей мало чем различаются. То, что мы сейчас видим, – всего лишь отличительный знак производителей. Выявить лидера в этой гонке не представляется возможным, т.к. речь идет о вкусах и предпочтениях. Одно можно сказать уверенно – тот, кто выбирает сегодня дизель, несомненно, выигрывает.

tradeing.by

Mercedes 2.1 CDI – проблемы и неисправности

Первый дизель Mercedes с системой впрыска типа Common Rail был представлен в конце 1997 года. Это был мотор 2.1 CDI с обозначением ОМ 611 мощностью от 82 до 204 л.с. Он дал начало новому семейству двигателей, применявшемуся, в том числе в коммерческих автомобилях и легких грузовиках (ОМ 646 и ОМ 651).

В зависимости от назначения, дизель получал различное коммерческое обозначение. Например, 180 CDI, 200 CDI, 220 CDI и 250 CDI. Существуют так же модификации BlueTEC и BlueEFFICIENCY.

Изначально этот двигатель имел рабочий объем 2151 куб. см и мощность 102 или 125 л.с. В конструкции агрегата использовалась система впрыска Bosch с электромагнитными форсунками Common Rail первого поколения, система рециркуляции отработавших газов и турбонаддув. Привод ГРМ цепного типа, что снижает затраты на техническое обслуживание.

В 1999 году появились версии мощностью 115 и 143 л.с, а три года спустя — новое поколение 2.1 CDI  с обозначением ОМ 646 и отдачей 122 и 150 л.с. Позже были представлены и остальные модификации. Двигатель получил систему Common Rail нового поколения, электрический клапан EGR и генератор с жидкостным охлаждением. ОМ 646 дополнительно оснастили балансирными валами и электрическим ТНВД (вместо механического).

Последнее поколение моторов 2.1 CDI было названо ОМ 651 и дебютировало в 2008 году. Это практически другой двигатель, в котором изменен диаметр цилиндра (уменьшен до 83 мм) и ход поршня (увеличен до 99 мм). Рабочий объем новой версии агрегата сократился до 2143 см3. Степень сжатия была снижена до 16,2:1. Блок двигателя, как и прежде, изготовлен из чугуна, а головка – из легких сплавов.

Новый турбодизель очень продвинутый, а значит и более дорогой в обслуживании и ремонте. Он имеет два турбонагнетателя (в версиях более 143 л.с.), которые создают давление наддува 2 бар. Однорядная цепь ГРМ находится сзади двигателя – со стороны коробки. Балансировочный вал приводится в движение зубчатыми шестернями.

В более мощных модификациях применены пьезоэлектрические форсунки фирмы Delphi. Давление впрыска достигает 2000 бар. Для сравнения, давление впрыска ОМ 611 – 1350 бар. Система впрыска Common Rail обеспечивает мягкую работу двигателя и низкий расход топлива. Экономичность, конечно же, зависит от степени форсировки и веса автомобиля. В случае с Mercedes C-Class средний расход 143-сильной версии составляет около 7 л/100 км. Вопреки общепринятому мнению, система впрыска не является проблемной и слишком дорогой в ремонте.

Механики подчеркивают, что на вторичном рынке большинство дизельных Mercedes имеют гораздо больший пробег, чем показывают счетчики. Отсюда и неприятности, с которыми сталкиваются вторые и последующие владельцы. Турбонагнетатель и двухмассовый маховик редко подводят ранее 150 000 км.

Проблемы появились в последних двигателях ОМ 651. Они связаны с топливными форсунками Delphi (дефектные уже заменены) и утечками охлаждающей жидкости. Затраты на замену форсунок частично компенсировались изготовителем форсунок.

Общие неисправности двигателей 2.1 CDI

Чаще всего владельцы Мерседес с большим пробегом и двигателем 2.1 CDI имеют проблемы с утренним запуском и падением мощности. В обоих случаях причин несколько. Проблемы с запуском, как правило, связаны с падением давления в системе впрыска из-за неисправности насоса, форсунок или клапана высокого давления. Падение мощности может быть вызвано неисправностью системы заслонок во впускном коллекторе.

В автомобилях, оборудованных фильтром твердых частиц (первоначально вообще не использовался, в 2003 году появился в некоторых моделях, а позже стал применяться массово) и передвигающихся только по городу, возникают проблемы с саморегенерацией, а так же происходит разжижение масла топливом.

Проблемы усугубились после появления двигателя серии ОМ 651. Форсунки выходили из строя примерно к 50 000 км. Некоторые источники сообщают, что дефект затронул около 300 000 автомобилей.

Шкив генератора

Шкив генератора имеет муфту свободного хода, которая часто выходит из строя. Неисправность сопровождается шумом, а промедление с заменой может ускорить износ натяжителя ремня. Устранение проблемы не сложное и не слишком дорогое. Шкив стоит менее 60 долларов.

Электромагнитные клапана

Электромагнитные клапаны используются для управления производительностью турбокомпрессора и EGR (старые двигатели 2.1). Когда они отказывают, наблюдается падение мощности. Ремонт быстр и недорог – около 50 долларов.

Форсунки

Симптомы: проблемы с запуском двигателя, неравномерная работа, чрезмерно большой расход топлива. Форсунки можно отремонтировать. Стоимость услуги – около 70 долларов за штуку.

Более серьезные неприятности возникают, когда теряют герметичность уплотнительные шайбы под форсунками. Извлечение форсунок – сложная задача. Они могут прикипеть — понадобится фрезеровка.

Термостат

Симптомы: слишком медленный прогрев двигателя. Термостат может открыться уже при температуре 45 градусов. Внимание! Приобретая данную деталь, всегда используйте каталожный номер – термостат неоднократно модернизировался. Стоимость нового – около 60-70 долларов.

Неисправности двигателей ОМ 651

Форсунки

Вскоре после начала производства нового 2,1-литрового турбодизеля выяснилось, что пьезоэлектрические форсунки Delphi изготовлены с дефектом. Необходима замена.

Утечки охлаждающей жидкости

Бесконтрольные утечки антифриза вскоре могут привести к перегреву двигателя. Виноват в этом насос системы охлаждения. Потекшую помпу необходимо заменить. 

Заслонки во впускном коллекторе

Заслонки со временем изнашиваются и разрушаются. Это приводит к заметному падению мощности, а в случае обрыва – к повреждению двигателя. Из-за отсутствия деталей приходится менять весь коллектор, что увеличивает стоимость ремонта до 600 долларов.

Рекомендации по обслуживанию

Топливный фильтр

В Российских условиях эксплуатации («солярка» плохого качества) топливный фильтр рекомендуется менять через каждые 40 000 км (согласно предписаниям производителя – 60-80 тыс. км). Это позволит продлить срок службы системы впрыска.

Выжигание сажевого фильтра

Процесс саморегенерации не возможен при эксплуатации автомобиля преимущественно на коротких дистанциях. Необходимо периодическое создание благоприятных условий – продолжительные поездки по скоростным шоссе.

Привод ГРМ

В двигателях используется цепной привод ГРМ, не требующий технического обслуживания. Цепь, как правило, не требует замены. Тем не менее, при больших пробегах рекомендуется проверить ее состояние.

Обслуживание

* Все автомобили с CDI имеют бортовой компьютер, определяющий срок замены масла;

** Производитель не требует периодической замены DPF;

*** Не реже, чем каждые 250 тысяч. км или каждые 15 лет.

Заключение

Двигатель 2.1 CDI не так надежен, как старые моторы, но взамен он дает более высокую отдачу, низкий расход топлива и мягкую работу. Как правило, выходят из строя только навесное и вспомогательное оборудование. Срок службы кривошипно-шатунного механизма весьма значительный.

Технические данные Mercedes 2.1 CDI — часть 1

Технические данные Mercedes 2.1 CDI – часть 2

Применение

Mercedes C-Class

Mercedes E

Mercedes S

Mercedes SLK

Mercedes ML

Mercedes Vito, Viano, Sprinter

Mercedes GLK

vvm-auto.ru

Как это работает: дизельный двигатель. Часть 2.

    В этот раз вы узнаете, откуда взялись и что обозначают аббревиатуры дизельных двигателей CDI, TDI, HDI, SDI, CRDI и ЕСОТЕС TDI. А так же поймете, что такое система Common Rail и как она дала второе дыхание дизелю!

    Итак, когда дизельные двигатели обозначались одной буквой D – это были громкие и медленные двигатели. Тогда в двигателях были разделенные камеры сгорания. С изобретением неразделенной камеры сгорания (так называемый непосредственный впрыск) в развитии дизелей наметился прогресс: расход топлива стал уменьшаться.

    Однако, управлять процессами в дизельных двигателях с непосредственным впрыском было не возможно при оборотах коленчатого вала свыше 2500 в минуту.

    Новую жизнь для дизелей открыла фирма BOSCH, которая в 1993г, благодаря развитию микропроцессоров, изобрела систему Common rail  !

    Common rail (от англ.общая магистраль) – это современная технология систем подачи топлива в дизельных двигателях с непосредственным впрыском топлива.

    До Common rail  роль управляющей электроники в легковых дизельных двигателях сводилась к управлению топливным насосом, давлением наддува, стартовой процедурой и регулированием холостого хода. Давление в системе практически постоянно, топливный насос высокого давления (ТНВД) варьирует лишь количество топлива, что подается в цилиндр за один ход, а бездумная форсунка открывается под действием ударной волны в топливе (жидкость практически несжимаема) и закрывается под действием пружины.

    В «коммон рейл» все обстоит иначе – можно непосредственно регулировать момент впрыска, количество топлива и закон его подачи, даже давление в магистрали. Иными словами, всегда обеспечивать оптимальные условия работы. Принципиальное отличие системы в том, что ТНВД (топливный насос высокого давления) подает топливо не в индивидуальные трубопроводы к форсункам, а в «общую магистраль», оборудованную датчиком давления и обратным клапаном, сливающим лишнее топливо в бак. Форсунки остались прежними, механическими (ничего другого пока не придумали), но вот к каждой добавился пьезоэлектрический клапан, открыванием и закрыванием которого управляет электронный блок. Он же управляет ТНВД, обеспечивая различную подачу топлива и давление в «общей магистрали». Так, давление на холостом ходу минимально, что позволяет снизить шум работы форсунок и ТНВД, а при разгоне с низких оборотов – максимально, что обеспечивает наилучшую приемистость.

Устройство топливной системы Common Rail — Коммон Рейл

Схема компонентов системы «Common rail» фирмы «BOSCH»

        1 – топливный насос высокого давления;
        2 – электронный блокуправления;

        3 – датчик давления;

        4 – собственно «общий путь» – коллектор;
        5 – обратный клапан;

        6 –форсунка с электронным управлением;

        7 – топливный бак.

    Оснащенные данной системой автомобили, получили уменьшенный расход топлива на 15 процентов, в то время как мощность двигателя выросла почти на 40 процентов, шум снизился на 10 дБ (как можно вспомнить, минусом неразделенной камеры сгорания был повышенный шум). Все это притом, что крутящий момент дизеля был также увеличен.

    BOSCH внедрила Common rail  на серийные автомобили лишь в 1997 году. Первыми автомобилями с данной системой были Mercedes-Benz 220 CDI и Alfa Romeo 156 JTD. На данное время, каждый второй автомобиль с дизельным двигателем оснащен именно этой системой впрыска и каждый производитель обозначает эту систему по-своему:

    Например, Mercedes-Benz обозначил свои моторы с технологией Common Rail аббревиатурой CDI.

    Мировой лидер в производстве дизельных двигателей — концерн PSA Peugeot Citroen спрятал технологию Common Rail под шильдиком HDI. HDI экономичны и очень тяговиты, но cложны в ремонте. Межсервисный интервал этих моторов составляет 30 тыс. км и они считаются одними из самых тихих. О успехах французских дизелей говорит тот факт, что Франция – одна из самых «дизелизованных» стран: 85% новых легковушек работают на солярке.

Отличительный знак французских дизелей

    Аббревиатура SDI используется для обозначения атмосферных (безнаддувных — нет турбины) дизелей с непосредственным впрыском топлива. Это самые простые дизели, которые не боятся больших пробегов и прочно держат свою позицию в рейтинге надежности. Система разработана VW.

    Volkswagen применил аббревиатуру TDI для обозначения дизелей с системой Коммон Рейл и турбонаддувом. TDI с объемом 1,2 л модели Volkswagen Lupo держит мировой рекорд среди легковых автомобилей по коэффициенту полезного действия.

    С появлением турбонаддува и Common Rail, Adam Opel AG не заставил долго ждать и своих инноваций. Фирма выпустила семейство двигателей ЕСОТЕС TDI: непосредственный впрыск, головка блока с четырьмя клапанами на цилиндр при одном распределительном вале, турбонаддув с промежуточным охлаждением, управляемый электроникой топливный насос с повышенным давлением, форсунки, обеспечивающие высокую дисперсность топлива при распылении в комбинации с характерным завихрением всасываемого воздуха. Все это позволило снизить расход топлива на 17% (относительно обычного турбонаддувного дизеля) и уменьшить уровень выбросов на 20%.

    Технологии CDI, TDI, HDI, CRDI, SDI строятся вокруг системы Common Rail третьего поколения, поэтому по сути своей мало чем различаются. То, что мы сейчас видим, – всего лишь отличительный знак производителей. Выявить лидера в этой гонке не представляется возможным, т.к. речь идет о вкусах и предпочтениях. 

    P.S. Есть и другие двигатели, на основе Коммон Рейл, например, JTD (в основном японцы) или XTD (китайцы), но они не так распространены в Беларуси.

    P.P.S. Следующим шагом в развитии дизельных двигателей стало изобретение «Насос-форсунки». Об этом будем рассказывать в будущем. 

    Спасибо за внимание!

autogrodno.by