TDI - turbodiesel Volkswagen

TDI - Cea mai modernă tehnologie diesel dezvoltată de Volkswagen

Noţiunea TDI este considerată frecvent un sinonim pentru un propulsor diesel cu o curbă amplă de cuplu motor, o putere remarcabilă a motorului şi valori scăzute în ceea ce priveşte consumul.





Din punct de vedere tehnic, Volkswagen numeşte toate motoarele sale diesel foarte moderne cu injecţie directă a carburantului şi turbină de supra-alimentare ca TDI. 

Elementele de bază principale pentru toate propulsoarele TDI sunt reprezentate de injecţia carburantului la mare presiune şi geometria variabilă a turbinei pentru un grad de umplere ridicat al cilindrilor şi un proces eficient de ardere.




Injecţia directă a motorinei oferă cel mai ridicat randament disponibil în prezent pentru propulsoare - 45 de procente. Aceasta înseamnă că cea mai mare parte a energiei oferite de carburant este transformată în energie cinetică şi, prin aceasta, în putere pentru motor. În acest scop este necesar un proces cât mai eficient şi mai complet de ardere a motorului. Rolul decisiv în acest scop revine structurii camerei de combustie şi modalităţii de pulverizare a carburantului.



Prezentare generală a avantajelor tehnicii TDI concepute de Volkswagen:
Toate motoarele TDI sunt caracterizate de un randament ridicat. Consumul redus de carburant, intervalele îndelungate între lucrările de service sau întreţinere, precum şi volumul redus de emisii permit menţinerea unui nivel redus al costurilor.
Turbopropulsoarele pe motorină realizate de Volkswagen oferă chiar şi la turaţii reduse o putere corespunzătoare, care se menţine până la nivelul maxim de turaţii. Rezultă astfel o plăcere ridicată a condusului graţie unor valori excelente de accelerare şi performanţe de rulare care depăşesc nivelul mediu.
Pentru o plăcere remarcabilă a condusului se află la dispoziţie un cuplu motor ridicat pe parcursul unei plaje extinse a turaţiilor şi o putere maximă, în condiţiile unui consum foarte redus de carburant

Principiu de functionare




Pulverizarea optimă este asigurată la Volkswagen, printre altele, de sistemul pompă-injector cu presiuni foarte mari de injecţie care ating un prezent un nivel de până la 2.400 bar. Se aplică următorul principiu: cu cât mai mare este presiunea de injecţie, cu atât mai fină este pulverizarea carburantului. 

Cu cât mai fină este pulverizarea, cu atât mai mare este suprafaţa carburantului pulverizat, ceea ce conduce la un proces intens de formare a amestecului, fiind asigurată o ardere mai eficientă şi mai ecologică.




Punctul critic al injecţiei directe a motorinei a fost reprezentat de o evoluţie mai dură a acestui proces. Apar astfel zgomote deranjate de lucru în faza de funcţionare la rece, este vorba despre cunoscutul fenomen de „detonaţie“. 

Pentru a „înmuia” procesul de ardere şi a îmbunătăţi confortul este utilizată aşa-numita injecţie preliminară. În acest scop, înainte de procesul efectiv de injecţie (injecţie principală), în camera de combustie este alimentată o cantitate redusă de carburant. 

Astfel, presiunea din camera de combustie nu creşte brusc, ci progresiv. Procesul de ardere se realizează „mai moale” şi mai confortabil.




Injecţia ulterioară (de exemplu la propulsorul V6 TDI) este destinată reducerii volumului de emisii: în funcţie de turaţie şi de sarcina motorului, ulterior injecţiei principale, în camera de combustie este alimentată o cantitate redusă de motorină. 

În acest mod se reduce la minim cantitatea de oxizi de azot din gazele de eşapament. Recircularea gazelor de evacuare (EGR) – ceea ce înseamnă amestecarea de gaze de eşapament în aerul aspirat din atmosferă, reduce temperatura maximă din camera de combustie şi diminuează astfel, în mod suplimentar, formarea de oxizi de azot (NOx).


Turbina de supraalimentare




Pentru o nouă îmbunătăţire a puterii motorului şi a cuplului motor al propulsoarelor TDI, Volkswagen apelează la turbocompresorul cu geometrie variabilă.

Prin compactarea aerului necesar pentru procesul de ardere, creşte debitul de aer al motorului fără modificarea capacităţii cilindrice, cu menţinerea turaţiei şi creşterea puterii.




Turbocompresorul valorifică în scop de propulsie energia din gazele de eşapament. Acesta este alcătuit din două turbine. 

Palele turbinei amplasate în galeria de evacuare propulsează elicea de supra-alimentare conectată prin intermediul unui arbore. Aici se realizează procesul de compresie. Aerul încălzit ca urmare a compresiei este răcit în principal prin intermediul unui schimbător de căldură aer/aer, fiind transportat ulterior în camera de ardere. 

Pentru că aerul răcit ocupă un spaţiu mai redus în comparaţie cu cel cald, în acest mod pătrunde în camera de combustie o cantitate mai mare de aer, fiind disponibil un volum superior de oxigen pentru procesul de ardere.




Principalul dezavantaj al turbocompresorului este necesitatea unui anumit debit al gazelor de evacuare în scopul funcţionării, acest debit fiind disponibil numai în condiţiile unei turaţii mai ridicate a motorului. 

Aceata este explicaţia pentru apariţia noţiunii de „Turbo lag“. Pentru a obţine un randament optim şi la niveluri scăzute de turaţii, pentru compresor este necesară o reglare a presiunii gazelor de eşapament.




Prin intermediul unui sistem de palete directoare mecanice există posibilitatea de reglare a diametrului alimentării către turbina de supraalimentare VTG (VTG = geometria variabilă a turbinei) la nivelul propulsorului.

În cazul în care presiunea gazului este redusă în condiţiile unei turaţii scăzute a motorului, sistemul de comandă asigură o poziţie a paletelor directoare care permite îngustarea diametrului, ceea ce conduce la o creştere a debitului de gaze de eşapament, cu o intensificare a presiunii. 

În cazul în care, ca urmare a creşterii turaţiei, se dezvoltă o presiune superioară a gazelor de eşapament, sistemul de comandă, prin modificarea poziţiei paletelor directoare, determină modificarea diametrului alimentării.




Turbinele cu geometrie variabilă oferă o funcţionare cu un randament deosebit în special în sarcină parţială – este evitată astfel „Turbo lag“. Aceste turbine conferă motorului o putere superioară, o capacitatea de reacţie îmbunătăţită semnificativ, cu un efect pozitiv asupra emisiilor.