HDi

Archiu:Peugeot 908 hdi fap engine.jpg

El motor V12 del Peugeot 908 HDi FAP

HDi (acrònim de high presure direct injection) és la denominació comercial utilisada pel Groupe PSA per a designar als seus motors diésel d'injecció directa i turbocompressor, dotats de la tecnologia common-rail inventada en el seu dia per Magneti Marelli, susibiaria de Fiat S.p.A.. En el cas de PSA els equips són suministrats per Siemens/Continental, Bosch o Delphi en distintes generacions de les seues pròpies versions de la tecnologia common-rail en funció de cada motorisació.^{cita requerida}

En 1998 el Groupe PSA aplega a un acort d'empresa conjunta en Ford Motor Company per a la producció d'estos nous motors de diésel d'injecció directa, coneguts com HDi de "segona generació" en el cas de PSA i com TDCi en el cas de Ford. D'esta manera els motors montats per les marques del Groupe PSA són idèntics als montats per la marca Ford i Volvo cars encara que la denominació comercial varia en cada marca, com Tdci en Ford, D4 en Volvo o CRTD en Mazda. Els motors es monten en les plantes del Groupe PSA en Trémery i Douvrin en França, aixina com en les plantes de Dogenham en Anglaterra i en Skövde en Suècia.

En funció dels acorts comercials entre abdós grups i en tercers, mecàniques HDi desenrollades per PSA han segut montades per Opel, Fiat, Suzuki, Zastava Automobili, Mazda, Volvo Cars, Land Rover, Jaguar Cars o MINI. Reciprocamente determinades motorisacions montades per PSA i denominades HDi provenen d'atres fabricants com Ford o Iveco.

Antecedents: els motors PSA d'injecció indirecta

Tradicionalment, els motors diésel oferixen un rendiment calorífic superior als motors de gasolina lo que implica un menor consum, generalment a canvi d'un manteniment major.

No obstant de cara a la seua utilisació en turismes, els motors de combustió interna presenten una important desventaja front als motors d'explosió, puix a diferència d'estos el moment exacte en el que es produïx la combustió és difícil i costós de controlar.

Fins a l'aparició dels injectorés en actuadors electromecànics, els motors diésel utilisaven per a això complexes bombes d'injecció distribuïdores, en les que la pròpia bomba era capaç de proporcionar a cada injector una determinada cantitat de combustible en un determinat moment. Estes bombes, rotatives o llineals, eren substancialment distintes de les empleades en els motors d'explosió, ya que controlaven mecánicamente la duració i la pressió de l'injecció de cada injector, funcionant en el cas de les bombes llineals com a autèntics motors invertits. En ser els líquits incompresibles, la pressió d'eixida que proporcionava la bomba es transmetia a través de cada conducte i era suficient per a véncer la resistència del moll de l'injector, desplaçant l'agulla que tapava la tovera produint-se l'injecció.

No obstant el sistema tenia les seues llimitacions. En un motor d'explosió convencional alimentat per carburador o injecció indirecta, el cicle de treball està controlat en total precisió per una purna elèctrica i es dispon de la totalitat de la carrera d'admissió per a realisar l'aspiració o l'injecció de combustible en el colector d'admissió. En canvi en el cicle diésel el motor solament aspira i comprimix aire, devent realisar-se l'injecció exactament quan este haja alcançat la temperatura i pressió necessàries. Per esta raó en motors diésel de chicotet tamany s'utilisaven sistemes d'injecció indirecta.^{cita requerida}

Estos motors recorren a situar l'injector fora del cilindre, encara que no en el colector d'admissió com en els motors d'injecció indirecta de gasolina, sino en una precámara comunicada en el cilindre per mig d'una lumbrera. D'esta manera durant el cicle de compressió l'aire adquirix la pressió i temperatura necessàries en l'interior esta cambra, la forma de la qual és l'ideal per a que s'inicie la combustió que posteriorment s'estén al cilindre a través de la lumbrera. Gràcies a l'ocupació de precámara es conseguixen bones prestacions en baixes pressions d'injecció sense ser necessària una gran precisió per part de l'injector, que actua com un simple "tapó" de la pressió enviada per la bomba. PSA havia desenrollat els motors TUD, XUD i DJ/DK en precámaras esfèriques tipo Ricardo-Comet V, referents mundials sobre motors d'injecció indirecta mecànica.

En motors majors es venia utilisant des de sempre la inyeccion directa, per mig d'injectors o bomba-injectors situats en l'interior del cilindre i cámara llaurades en el cap del pistón, conseguint-se rendiments tèrmics superiors al no desperdiciar-se inútilment calor a través els conductes de refrigeració de la culata i produir-se el front de la flama en la zona òptima. No obstant les pressions requerides eren molt majors i la precisió difícil de conseguir, lo que encaria els equips d'injecció i aumentava la rumorosidad i vibracions del motor.

Popularisació de l'injecció directa i distints sistemes d'injecció electrònica diésel

Archiu:1953-1960 Perkins R6 4-stroke Diesel engine photo1.JPG

Motor diésel de 4 temps Perkins R6 de 1953-1960

Archiu:1994 Rover Maestro 700 L Diesel van (11999026814).jpg

Austin Mestre 700 L Dièsel van, primera aplicació de l'injecció directa en un derivat d'un turisme

Archiu:1990 Audi 100 Avant TDI rear.jpg

Audi 100, primer vehícul en lluir les sigles TDI

A partir de la segona mitat dels anys 80, els alvanços en tecnologia diésel combinats en la ventajosa fiscalitat del combustible en Europa, a on llevat excepcions no existix combustible professional, varen fer que les matriculacions de vehículs diésel es dispararen. En França la situació no era nova i PSA mantenia una cómoda posició dominant basada en els seus excelents TUD, XUD i DJ/DK d'injecció indirecta mecànica en tots els segments del mercat, des dels menuts Peugeot 106 als grans Citroën XM.

Fòra de França no obstant una série d'acontenyiments precipiten el fi d'era de l'injecció en precámara, obligant a PSA a posicionar-se en el mercat: En 1985 Perkins desenrolla el chicotet motor 2.0 MDI d'injecció directa en bomba rotativa Bosch sobre la base del motor Série O d'Austin/Rover. Montat inicialment en l'Austin Mestre Van en versió naturalment aspirat, el motor conegut després com a Prima rebria posteriorment un turbocompressor i introduiria el control electrònic del cabal i l'alvanç de la bomba en successives versions. En 1986 Fiat desenrolla el Fiat Croma 1.9 D i.d en injecció directa per mig d'una bomba rotativa Bosch VE i injectors mecànics, lluntà antecedent dels JTD de Fiat.

En 1989 Audi llança en l'Audi 100 el motor 2.5 R5 TDI, motor de cinc cilindres en llínea en injecció directa alimentada per una bomba radial en gestió electrònica del cabal i l'alvanç i injectors mecànics de doble fase, capaces de realisar una preinyección mecánicament. En 1991 apareix la versió quatre cilindres del motor, donant lloc a l'1.9 TDI que faria mundialment famosa la denominació "TDI" com a alternativa prestacional als seus propis "GTI" de gasolina. En el canvi de sigle VAG comença a substituir la bomba radial per dos sistemes distints, per un costat presenta en 1999 el motor 3.3 V8 TDI en injecció common-rail mentres que en el 2000 els motors 1.9, junt en el nou 1.4 passen a utilisar injectors-bomba controlats electrònicament, sistema que VAG abandonarà en 2009 en favor del common-rail en tots els seus TDI.^{cita requerida} L'èxit del concepte TDI duria a l'indústria a registrar múltiples denominacions similars tals com "HDi", "TDdi", "TDCi", "Vaig donar", "CDTu", "dTi", "dCi", "CDI", "JTD", "CRVaig donar", "DI-D", "D4D", etc. En general totes estes denominacions són, com en el cas de VAG, purament comercials, englobant en molts casos tecnologies totalment distintes. A partir de 1991 BMW va introduir l'injecció diésel indirecta controlada electrònicament tds en el motor M51 de 2.5 litros. Seria la vora del cisne de la tecnologia d'injecció indirecta en els automòvils de turisme, sent substituïts anys despuix pels motors d en injecció directa common-rail Bosch similar a l'empleada per PSA.

L'irrupció del control electrònic per al control de les bombes i posteriorment dels injectors, va supondre afegir a les ventages tradicionals un consum de combustible menor (20% menys que un Diésel clàssic en prestacions equivalents) i un aument del confort i el plaure de conducció. Per la seua banda el sistema common-rail simplifica enormement el disseny de la bomba inyectora que prescindix de mecanismes de distribució, alvanç i control del ralentí, mentres que l'injecció directa a altes pressions és suficient per a provocar la combustió del gasoil, de modo que les bugies de precalentamiento per lo general no són imprescindibles per a l'arrancada en fret, encara que el seu funcionament es manté per a contribuir a la reducció de sorolls i facilitar la regeneració dels filtres de partícules.