Двигатели tsi – Все о двигателе tsi skoda и volkswagen. Ресурс, надежность, характеристики. — DRIVE2

TSI двигатель — что это такое?

Дата публикации: 21 января 2019.
Категория: Автотехника.

Многие современные модели автомобилей от всемирно известного концерна Volkswagen (а также Skoda, SEAT и Audi) укомплектованы бензиновым двигателем TSI. Разработка подобного мотора была начата еще в конце 90-х годов. Тогда же появились и его первые образцы. Начало же массового производства двигателя с аббревиатурой TSI приходится на 2005/2006 годы. В нашей статье мы постараемся простым языком рассказать о конструктивных особенностях этого силового агрегата.

Расшифровка аббревиатуры TSI

Двигатель TSI (Turbo Stratified Injection) был разработан инженерами концерна Volkswagen и его латинская аббревиатура запатентована этой же компанией. С английского она переводится, как бензиновый турбированный двигатель с непосредственным (то есть, прямым) послойным впрыском топлива в цилиндры мотора. Основной девиз, которым руководствовались инженеры немецкого производителя – максимальная мощность при минимальном потреблении топлива. При проектировании были взяты за основу все лучшие разработки, которые до этого уже использовались в дизельных моторах TDI (Turbocharged Direct Injection) и бензиновых FSI (Fuel Stratified Injection). Объединив все достоинства этих двух двигателей, конструкторы создали мощный малолитражный высокоэкономичный силовой агрегат с индексом TSI.

Сравнительные технические характеристики и основные достоинства

Описывать технические характеристики весьма широкой линейки всех двигателей TSI от Volkswagen не имеет смысла. Эту информацию легко найти на сайте производителя. Отметим только, что поставляемые на российский рынок модели автомобилей, чаще всего оснащены моторами TSI с рабочим объемом от 1,4 до 2,0 литров, мощностью от 125 до 220 лс и крутящим моментом от 200 до 350 Нм.

Для сравнения! Современный атмосферный двигатель MPI (с распределенным впрыском) от Volkswagen с рабочим объемом 1,6 литра обладает мощностью в 110 лс и крутящим моментом 155 Нм (в диапазоне 3800÷4000 об/мин). Вполне достойные показатели для большинства выпускаемых концерном малолитражек. А вот из меньшего по объему TSI (1,4 литра) немцам удалось выжать аж 150 «лошадок» с крутящим моментом 250 Нм (в диапазоне 1500÷3500 об/мин)! Причем в городском цикле Jetta с «атмосферником» потребляет 8,2 литров бензина на 100 км пробега, а c TSI всего 7,2 литра. То есть MPI, имея на 14% больший объем, проигрывает турбированному мотору с непосредственным впрыском: по мощности (на 36%), по крутящему моменту (на 62%) и по расходу бензина (на 14 %).

Конструктивные особенности

Естественно, рассказать обо всех конструктивных «хитростях» и технических «ноу-хау», примененных в современных двигателях TSI в короткой обзорной статье невозможно. Поэтому мы остановимся только на основных принципиальных особенностях устройства этих моторов.

Система турбонаддува

У обычных турбированных двигателей крыльчатка нагнетателя воздуха раскручивается выхлопными газами. Поэтому производительность турбины зависит от оборотов двигателя. То есть, достичь максимальной мощности и крутящего момента возможно только при 3000÷3500 об/мин и выше. Этот недостаток получил название эффекта «турбо-ямы». Чтобы устранить подобный весьма ощутимый минус на двигатели TSI последовательно с газовой турбиной установили дополнительный высокоскоростной механический компрессор, соединенный с валом двигателя ременной передачей. Технологически два нагнетателя воздуха расположены на противоположных сторонах блока цилиндров двигателя.

Алгоритм работы турбонаддува в таких моторах выглядит следующем образом:

• На холостых оборотах воздух в цилиндры поступает, минуя механический компрессор, через газовую турбину, создающую минимальное дополнительное повышение давления.
• При нажатии на педаль акселератора электромеханическая муфта включает в работу механический нагнетатель, что позволяет даже при незначительном увеличении оборотов двигателя (до 1400÷1500 об/мин) достичь максимального крутящего момента. В этот период (в диапазоне 1400÷3500 об/мин) оба нагнетателя работают одновременно и последовательно.
• После того, как двигатель «раскручен» до 3500 об/мин «электронные мозги» выключают механический компрессор и основным нагнетателем воздуха в цилиндры становится газовая турбина. Причем при повышенных нагрузках (например, при резком ускорении или преодолении крутых подъемов) предусмотрен динамический режим, когда бортовой компьютер периодически «включает» в работу дополнительный компрессор «в помощь» турбине.

На заметку! Двигатели TSI от Volkswagen (объемами 1,0, 1,2 и 1,4 литра) могут быть укомплектованы только одной газовой турбиной (без механического компрессора). Эффект «турбо-ямы» устранен за счет конструктивных особенностей нагнетателя (в частности уменьшения диаметра крыльчатки). Поэтому турбина может работать высокоэффективно в широком диапазоне оборотов.

Система охлаждения

Еще одной технической особенностью двигателя TSI является то, что в нем применен интеркулер с жидкостной системой охлаждения. Это позволяет достичь большей плотности воздуха, и как следствие, в значительной степени повысить эффективность сгорания топливной смеси. Что в свою очередь приводит к дополнительной экономии бензина.

Впрыск топлива

Система подачи топлива в цилиндры двигателей семейства TSI во многом напоминает аналогичный процесс в дизельных моторах TDI. Бензин впрыскивается непосредственно в камеру сгорания под очень большим давлением (в диапазоне 100÷150 бар) через форсунку, имеющую 6 отверстий (которые и обеспечивают заявленный производителем послойный впрыск). По сравнению с двигателями MPI топливо более равномерно заполняет весь внутренний объем цилиндра. За счет этого происходит увеличение эффективности сгорания воздушно-бензиновой смеси и КПД двигателя, а также снижение в значительной мере расхода топлива.

Блок цилиндров

В зависимости от рабочего объема конструкторам удалось уменьшить массу двигателя TSI (по сравнению с аналогичным MPI) на 14÷22 кг. В качестве материала для изготовления блока цилиндров использован специальный сплав на основе алюминия. Механическая и термическая прочность обеспечивается за счет запрессованных гильз из чугуна.

Новинка в семействе двигателей TSI

На новые версии автомобилей Golf уже устанавливают один из самых совершенных (по утверждению производителя) двигатель Volkswagen 1,5 TSI ACT BlueMotion.

Этот 130-сильный мотор имеет определенные конструктивные особенности:

• Процесс сгорания топлива осуществляется по оптимизированному циклу Миллера, предусматривающему более раннее закрытие впускных клапанов. Это позволяет увеличить компрессию до 12,5 (без риска возникновения калильного воспламенения топливно-воздушной смеси). Такое техническое решение приводит к дополнительному снижению расхода топлива и уровня вредных выбросов.
• Силовой агрегат оснащен системой активного управления цилиндрами (об этом свидетельствует аббревиатура ACT в названии мотора). Она работает при оборотах двигателя в диапазоне 1400÷4000 об/мин и скорости движения до 130 км/час. Когда для комфортной езды (например, при движении по трассе без резких ускорений) не нужна полная мощность мотора, бортовой компьютер автоматически отключает два цилиндра. Причем процесс перехода в «усеченный» режим происходит незаметно для водителя, и только на цифровом дисплее приборной панели появляется соответствующая надпись.

На заметку! В сочетании с 7-ми ступенчатой АКПП (с двойным сцеплением) предусмотрен так называемый микрогибридный режим, когда в определенных условиях (например, при спуске по склону) двигатель полностью выключается. А это дополнительная экономия 0,4 литра бензина на каждые 100 км пробега.

• Система наддува также претерпела изменения. В ней используется турбина с изменяемой геометрией (VTG). Она позволяет увеличить эффективность работы нагнетателя и обеспечить оптимальное наполнение цилиндров воздухом даже при самых высоких нагрузках.

Все вышеописанные инновационные технические решения обеспечили автомобилям, оснащенным двигателями Volkswagen 1,5 TSI ACT BlueMotion, «дизельную» экономию топлива (4,8 л на 100 км в смешанном режиме эксплуатации) при значительно более низкой цене силового агрегата.

avto-moto-shtuchki.ru

Двигатель TSI Фольксваген: характеристики, неисправности и тюнинг

Двигатель TSI впервые появился на автомобильном рынке в начале 2000 годов. Что такое TSI? Это аббревиатура, авторские права на которую принадлежат концерну Volkswagen, имеющая двоякое значение.

Изначально она расшифровывалась как «Twincharget Stratified Injection» (рус. — двойной наддув, послойный впрыск). Сейчас в нее вкладывают другой смысл «Turbo Stratified Injection» (с англ. — турбина с послойным впрыском), не указывая количество компрессоров, которые используются для наддува.

Разработали конструкцию силового агрегата TSI, объединяющего распределенный впрыск горючего и турбонаддув, специалисты концерна Volkswagen.

В настоящее время концерн выпускает 5 видов двигателей TSI с объемом цилиндров от 1,2 до 3 л. Их мощность, в зависимости от модели, варьируется от 90 до 379 л. с. На некоторых из них устанавливают одну турбину, на остальных – турбокомпрессор и механический нагнетатель. Все они отличаются высокой экономичностью и производительностью, а также открывают широкие возможности при проведении тюнинга.

Технические характеристики

Среди TSI двигателей наиболее известным и титулованным является силовой агрегат с объемом цилиндров 1,4 л, который неоднократно становился победителем на престижном Engine of Year в классе автомобильных агрегатов с аналогичными параметрами. Не менее популярен и силовой агрегат 1,8 TSI.

Двигатель 1,4 TSI имеет следующие характеристики:

Скачать .xls-файл

Скачать картинку

Отправить на email

mail

ПАРАМЕТР	ЗНАЧЕНИЕ
Рабочий объем, куб. см.	1390
Мощность	122 — 180 лошадиных сил
Крутящий момент, Нм (об/мин)	200 (1500) — 250 (4500)
Количество цилиндров	4
Клапанов всего	16
Диаметр цилиндра, мм	76.5
Рабочий ход поршня, мм	75.6
Степень сжатия	10
Горючее	Неэтилированный бензин АИ-95, АИ-98
Потребление горючего, л/100 км. (город/трасса)	8,2/5,1
Моторное масло	5W-30, 5W-40
Объем моторного масла, л	3.8
Система смазки	Комбинированная
Система охлаждения	Жидкостная
Масса, кг	126
Моторесурс, тыс. км. (практика)	300

Модификация двигателя CAXA используются на автомобилях VOLKSWAGEN: Golf 5, Passat, Sirocco, Tiguan, SEAT Toledo и Skoda Octavia 2.

CAXC: AUDI 3, SEAT Leon.

CFBA: Golf 6, Jetta, Passat B6 и SKODA Oktavia 2.

BMY: Golf 5, Touran, Jetta.

CAVF: SEAT Ibiza FR.

BWK, CAVA, CDGA: Passat B7, Tiguan, Touran.

CAVD: Golf 6, Sirocco, Jetta.

BLG: Golf 5, Jetta, Touran.

CAVE, CTHE: Polo GTI, SEAT Ibiza Supra, SKODA Fabia RS.

Описание

Двигатель 1,4 TSI – классический рядный 4-х цилиндровый агрегат, блок цилиндров которого отлит из высокопрочного чугуна.

Его алюминиевая головка оснащена двумя распредвалами и шестнадцатиклапанным газораспределительным механизмом, который приводится в действие цепным приводом. Срок службы цепи практически ограничен пробегом в 100 000 км.

Маломощные модификации мотора TSI оснащаются одним турбокомпрессором TD02, который поддерживает крутящий момент в заданных пределах при оборотах от 1500 до 4000 об/мин. Регулирует величину наддува перепускной клапан.

В таких силовых агрегатах охлаждение потока наддувочного воздуха организовано отдельно от главной охлаждающей системы – специально созданным дополнительным контуром охлаждения, состоящим из:

• охладителя;
• насоса;
• радиатора;
• трубопроводов.

Охладитель размещается во впускном коллекторе. Он изготавливается из алюминиевых пластин, сквозь которые проходят патрубки второго контура охлаждения.

Более мощные версии мотора TSI (1,4 Tvincharger), кроме турбокомпрессора дополнительно оснащаются механическим нагнетателем. Как правило, в этих силовых агрегатах устанавливают пару «компрессор EatonTVS + турбонаддув KKK K03».

В зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигатель может работать в режимах:

• Без наддува – до 1000 об/мин;
• Работа механического нагнетателя – от 1000 до 2400 об/мин;
• Совместная работа турбокомпрессора и механического нагнетателя – от 2400 до 3500 об/мин;
• Работа турбокомпрессора – более 3500 об/мин.

Работа двигателя осуществляется следующим образом:

1. В режиме холостого хода мотор TSI находится в безнаддувном режиме. Механический нагнетатель выключен, а регулирующая заслонка открыта. Турбокомпрессор давления наддува не создает, так как энергии выхлопных газов для этого недостаточно.
2. Когда число оборотов мотора TSI растет, регулирующая заслонка закрывается, а нагнетатель включается и создает необходимое давление наддува. Турбокомпрессор обеспечивает дополнительное сжатие воздуха.
3. При возрастании числа оборотов двигателя до 2400 об/мин включается турбокомпрессор, который и создает необходимое давление наддува. Нагнетатель подключается при необходимости.
4. Если число оборотов мотора TSI превышает 3500 об/мин, работает только турбокомпрессор. Регулирующая заслонка открыта. Нагнетатель выключен.

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание двигателя TSI ничем не отличается от обслуживания обычного атмосферного силового агрегата. Необходима регулярная смена масла (через 10 тыс. км пробега) и проверка мотора TSI на предмет подтеканий моторного масла и охлаждающей жидкости.

Регулировка клапанов не требуется, так как имеются гидрокомпенсаторы. Цепь меняют после 100 тыс. км пробега.

Однако надежность работы этих двигателей сильно зависит от качества расходных материалов и соблюдения правил эксплуатации автомобиля. Например, использование некачественного бензина резко снижает моторесурс силового агрегата TSI (до 120 000 км). Ремонт же такого мотора достаточно сложен и требует немалых финансовых затрат.

Неисправности

Несмотря на высокую надежность, двигатели TSI несвободны от неисправностей, характерных для всех моторов этого типа.

НЕИСПРАВНОСТИ	ПРИЧИНЫ
Растяжение цепи привода газораспределительного механизма.	Может проявиться уже после 40 — 60 тыс. км. пробега. Характерный симптом – шелестящие щелчки в районе головки блока цилиндров.
Непрогретый мотор TSI «троит» и вибрирует.	Характерный дефект всех двигателей TSI. На прогретом двигателе дефект пропадает.
Автомобиль отказывается двигаться.	Неисправны клапан управления турбиной или перепускной клапан турбокомпрессора.

• Существует еще одно неудобство, которое может доставить двигатель TSI – его долгое прогревание на холостом ходу в холодное время года.
• Кроме того, во время движения автомобиля силовой агрегат TSI долго входит в рабочий тепловой режим. Избавиться от этой неприятности можно, если установить под капот автономный предпусковой подогреватель.

Тюнинг

Двигатели семейства TSI отличаются широкими возможностями для несложного тюнинга.

1. Самый простой вариант – чип-тюнинг Stage 1. С его помощью увеличивают мощность 120-сильного агрегата до 150 л. с.
2. На более мощных моторах (Twincharger) с помощью той же прошивки можно получить мощность до 200 л. с.
3. А если выполнить стандартный чип-тюнинг Stage 2, добавить безкатализаторную выхлопную систему, холодный впуск или интеркулер – то можно получить мощность и 250 л. с.

Дальнейшее повышение мощностных характеристик двигателей TSI существенно снижает их надежность и моторесурс.

Автор статьи – Юрий Гордон

dvigatels.ru

что это, отличия и особенности, плюсы и минусы

Что означает TSI

Двигатели с TSI – это агрегаты с двойным турбонаддувом и системой «послойного» впрыска топлива. Данная конструкция гораздо сложнее, чем у турбированных агрегатов, однако, стоит заметить, что их мощность, надежность и экономичность на достаточно высоком уровне. Он имеет множество плюсов и практически лишен недостатков.

Особенности двигателей TSI

Такой агрегат отличается от мотора FSI системой впрыска топлива. Он оснащен дополнительной системой механической компрессии. Конструкция этого мотора довольно сложная, однако данный недостаток компенсируется его большей мощностью, надежностью и экономичностью.

Компоновка агрегата TSI особенна тем, что его система механической компрессии и турбонагнетатель разнесены по разные стороны мотора. Традиционный турбированный агрегат получает дополнительную мощность с помощью энергию выхлопных газов, которые через систему приводов, раскручивая колесо турбины, создают нагнетание воздуха. Если сравнить такой двигатель с классическим бензиновым мотором, то эффективность мотора системой турбонаддува с системой TSI гораздо эффективней.

При пуске холодного агрегата TSI происходит двойной впрыск. Данная функция сделана для того, чтобы сразу же после запуска мотора быстро прогреть катализатор. Первый раз это происходит при такте всасывания топлива, второй – если коленчатый вал агрегата при вращении не дошел до 50° до верхней «мертвой точки». Если агрегат функционирует в нормальных эксплуатационных условиях, топливо подается лишь во время такта всасывания, равномерно распределяясь в камере сгорания.

Форсунки, установленные на двигателе TSI, имеют шесть каналов для впрыска топлива. Таким образом, направление отдельных струй топлива не допускает увлажнения элементов камеры внутреннего сгорания, тем самым обеспечивая оптимальное распределение топливно-воздушной смеси. Это позволяет достичь высокого значения давление впрыска топлива и гарантирует высококачественное приготовление топливной смеси, а также ее надежное распыление. Благодаря этому, топлива хватит даже в случае максимальных нагрузок.

На двигателях с TSI топливо поступает не во всасывающий коллектор, а прямо в цилиндры. Образование смеси происходит «послойно», при этом качественное сгорание происходит с максимальной эффективностью. Эти факторы позволяют несколько повысить мощность агрегата и понизить расход топлива.

Достоинства и недостатки двигателей TSI

К достоинствам силовых установок с TSI относятся:

• Экономия энергии. Топливо, потребляемое двигателем, значительно экономится.
• Эффективность конструкции. Можно добиться максимального крутящего момента даже при минимальном потреблении топлива.
• Благодаря снижению массы и рабочего объема двигателя уменьшаются потери, обусловленные трением.
• Улучшенные характеристики системы сжигания топлива способствуют уменьшению количества выбросов в атмосферу.

Такие дагрегаты несколько сложнее турбированных, однако, более надежны, экономичны и имеют мало минусов. Они предназначены для работы исключительно на хороших маслах и топливе.

К недостаткам моторов TSI, которые эксплуатируются в наших условиях, относят следующее:

• Своевременное и регулярное техническое обслуживание в авторизированных сервисных центрах.
• Использование горюче-смазочных материалов только высокого качества.
• Проблемы с эксплуатацией в зимнее время, так как эти моторы достаточно чувствительны к перепадам температур.

Однако водители, имеющие опыт эксплуатации моторов TSI, отмечают, что прогрев авто на холостых оборотах вовсе не обязателен – движение без рекомендуемого производителем прогрева при холодном моторе допустимо.

Что такое двигатели системы FSI

Автомобильный агрегат, работающий по технологии FSI, разработан в лаборатории автоконцерна Mitsubishi. Сегодня такие двигатели устанавливаются на многие марки автомобидей различных европейских, японских и американских производителей. Лидером в производстве силовых установок FSI считается немецкая компания Volkswagen. Практически все автомобили, которые они производят, сейчас оснащаются этими агрегатами. Кроме них такие моторы, но в меньших объемах, устанавливают такие автоконцерны, как: Ford, Mazda, BMW, Mercedes-Benz, General Motors, Hyundai, Infiniti.

Основное отличие в конструкции двигателей FSI от других ДВС заключается в подаче топлива под максимально высоким давлением сразу в камеру сгорания. Использование FSI двигателей позволяет снизить расход топлива (примерно на 10-15%) и существенно снижает количество выхлопных газов в окружающую среду.

Важной отличительной чертой системы FSI является наличие 2-х последовательных топливных систем, которые подают бензин. Первая – это система с низким давлением циркулирующего топлива. Она соединяет бензобак, сетчатый фильтр, контрольный датчик, циркуляционный насос, а также трубопровод подачи топлива во вторую систему. Вторая – подает топливо на форсунку, после чего оно распыляется и подается на цилиндры для сжигания, т. е в итоге – для выполнения механической работы.

Особенности впрыска топлива FSI

Дополнительная система FSI впрыскивает топливо равномерными слоями. Конструкторы разработали устройство достаточно небольшого объема. Дебютную модель мотора испытывали на 1.4-л двигателе, мощностью 85 лошадиных сил. Такое новшество был встречено овациями, а выпущенный в 2006 году 2-х л силовой мотор с такой технологией, удостоился высокого признания в высших кругах.

Силовые установки с FSI предусматривают систему двойного впрыска. Ее прямое предназначение – запуск холодного двигателя. Соответственно в момент, когда мотор прогревается, в него поступает обогащенное топливо. Система FSI настолько универсальная, что ее популярность ежегодно только возрастает. Такой успех обусловлен ее практичностью и экономичностью.

Если сравнить старый двигатель с мотором FSI, то в первом, топливо подавалось через коллекторы, а потом попадало в цилиндры. В двигателях с технологией FSI топливо поступает непосредственно в камеру сгорания. Оно подается дозами и достаточно экономично расходуется. Данный процесс отличается от агрегатов старого образца, он более рационален, а также способствует повышению экологичности.

Как устроен мотор системы FSI

Силовые установки с технологией FSI сегодня устанавливаются практически во всех транспортных средствах крупных автоконцернов. Это высокоэффективная система значительно увеличивает возможности обычного двигателя. В своем классе данные моторы имеют лучшую динамику разгона. Одно из ее основных достоинств – экономия топлива до 25%. Объем таких моторов колеблется в промежутке 1.4-5.2 литра.

Топливная система FSI в этом агрегате сконструирована аналогично дизельным двигателям: топливный насос мощно нагнетает топливо в рампу. Впрыск топлива, управляемый системой электромагнитных клапанов, осуществляется при помощи форсунок. Открытие каждой из форсунок осуществляется после подачи сигнала центральным блоком управления. Фаза функционирования при этом зависит от двух условий: от оборотов и нагрузки двигателя.

Также мотор с FSI отличается от обычного агрегата следующим:

• Кислород поступает в агрегат через заслонку, контролирующую подачу топлива. Смесь превращается в однотипную, при этом топливо практически сразу сгорает.
• FSI гораздо выше по показателям разгона, экономичности, экологичности.
• В форсунках предусмотрено шесть отверстий, через которые равномерно распыляется топливная смесь.

Кроме этого, распредвал в двигателях с FSI поворачивается на 41°, обеспечивая лучшую тягу во время движения на 1 и 2 скоростях. Отработанные выхлопные газы проходят через систему, что существенно снижает выброс вредных веществ.

По мнению специалистов и пользователей, силовые установки, функционирующие с технологией FSI, более усовершенствованные и рекомендуются для эксплуатации.

Их отличает среди прочих моторов следующее:

• Увеличение мощности.
• Улучшение динамики.
• Уменьшение расхода топлива.
• Уменьшение выбросов выхлопных газов в атмосферу.

Также позитивной стороной двигателя FSI является наличие 2-хконтурного впрыска горючего. Процесс происходит следующим образом: с первого контура топливо поступает под высоким давлением, со второго – под низким.

Подводим итоги

Разница в названиях двигателей, точнее наличие буквы «Т» указывает, что двигатель имеет турбонаддув. Больше никакой разницы между TSI и FSI не существует. Оба мотора TSI и FSI хороши в плане экологичности и экономии топлива и имеют ряд плюсов и минусов. Однако мотор FSI слишком чувствительный к плохому горючему и низким температурам, именно поэтому его использование не так распространено и многие автовладельцы перешли на системы MPI и TSI.

jrepair.ru

Что такое TSI, все тонкости данного устройства

Машины с маркировкой TSI имеют под капотом особенное сердце. Это мотор, в котором конструкторы Volkswagen применили самые современные технологии и исследования, воплотив их на серийных машинах для изменения характеристик этого типа мотора.

Что значит определение двигатель TSI

В последнее время на многих автомобилях появилась новая маркировка TSI. Это сокращение обозначает новый тип автомобильного двигателя с улучшенной конструкцией. Аббревиатуру TSI, которую можно расшифровать как Turbo Stratified Injection, при переводе на русский язык можно изложить примерно как «Турбо Послойный Впрыск Топлива». Используя такой принцип подачи топлива в моторах TSI, производителю удалось добиться высоких качеств работы при эксплуатации моторов.

Главной особенностью моторов TSI является дублирование систем наддува механическим компрессором и турбинным нагнетателем. Такая конструкция позволяет на всех режимах роботы мотора добиться высоких эксплуатационных качеств и существенной экономии топлива из-за возможности варьирования режимов впрыска топлива, за счет этого удается добиться высокого КПД.

В таких двигателях есть такие основные режимы работы:

Диапазон наддува компрессора по необходимости.

При оборотах двигателя до 3500, по необходимости подключается компрессор. Все это необходимо тогда, когда мотор работает постоянно на этом режиме, а после следует сильное ускорение. Инерционность турбонагнетателя приводит к задержке создания необходимого давления (так называемой «турбо-яме»). Поэтому здесь подключен компрессор, который в минимальный срок создает необходимое давление на впуске.

Диапазон постоянного наддува компрессора.

Начиная с оборотов холостого хода и до 2400 оборотов двигателя, механический компрессор включен в работу постоянно. При такой разнице в оборотах давление наддува в компрессоре регулирует блок управления заслонки, установленной во впускном коллекторе.

Диапазон наддува только турбонагнетателя.

Когда обороты двигателя свыше 3500, то при этом турбинный нагнетатель один может создать необходимое давление. В этом случае давление наддува воздуха регулируется магнитным клапаном ограничения давления наддува.

Кроме двойной системы наддува, особенностью мотора TSI есть специфика системы охлаждения двигателя. В ней создано два контура охлаждения: головки цилиндров с турбиной и блока цилиндров с интеркулером.

Основные составляющие двигателя, усовершенствование произошло

Задачу повышения мощности двигателя без существенного увеличения его объема и массы, сохранение топливной экономичности конструкторскому отделу концерна Volkswagen удалось внедрить в жизнь, приняв нестандартные решения.

Конструктивно двигатель TSI имеет особенности в сравнении с другими моторами, а именно двойное нагнетание – механическим компрессором и турбокомпрессором. Базой для двигателя TSI был взят четырехцилиндровый силовой агрегат, который оснастили топливной системой последовательного впрыска, механическим нагнетателем типа Roots, установили турбокомпрессор.

Разделение системы охлаждения на две (одна охлаждает головку двигателя и выпускной коллектор, а другая – блок цилиндров и жидкостный интеркулер) позволяет эффективно охлаждать нагнетаемый воздух.

Механический компрессор и турбонагнетатель

Когда был определен один из важнейших приоритетов для автомобиля – при меньших объемах наибольшая удельная мощность – конструкторская мысль пришла к идее наддува. Зачем мотору две системы наддува?

Каждая из систем отдельно имеет свои недостатки. Так, на низких оборотах не работает турбина. Для ее нормальной работы двигатель нужно раскрутить до 3000 об/мин, то есть все время держать высокие обороты во избежание провалов (так называемых турбо-ям). На высоких оборотах падает эффективность работы механического компрессора, но на низах он позволяет работать мотору с полной отдачей. На переходных режимах обе системы дублируют друг друга, что дает положительный результат, давая возможность снимать максимальный крутящий момент с двигателя. Первыми были механические (принудительные) нагнетатели, которые имеют привод от коленчатого вала двигателя.

Но большее применение получил в автомобилестроении нагнетатель, приводимый в действие турбиной, на которую воздействуют выхлопные газы. При изменении нагрузки и количества оборотов, блок ЭБУ двигателя рассчитывает, какое количество воздуха нужно для создания нужного момента вращения, и попадает в цилиндры. В этом случае он определяет, работает турбинный нагнетатель сам или должен быть добавлен в работу механический компрессор.

В двигателях TSI несколько диапазонов работы:

Безнаддувный при минимальной нагрузке.

В режиме без наддува регулирующая заслонка открыта полностью. Воздух, который идет в двигатель, поступает через заслонку турбонагнетателя, которую контролирует регулирующий блок управления. В это время турбинный нагнетатель уже работает под действием выхлопных газов. Их энергия настолько незначительна, что создается минимальное давление наддува. В этом случае дроссельная заслонка открывается по желанию водителя (нажатием на педаль газа), и на впуске в цилиндры создается разрежение.

Механический компрессор и турбинный нагнетатель при высоких нагрузках и частоте оборотов до 2400 об/мин.

При работе в этом диапазоне заслонка, регулирующая количество воздуха, закрыта или немного приоткрыта для регулировки давления во впускном коллекторе. При этом компрессор включается в работу через магнитную муфту и приводится в действие поликлиновым ременным приводом (он засасывает воздух и сжимает его). Сжатый воздух нагнетается компрессором к турбинному нагнетателю. Воздух при этом дополнительно сжимается. Давление наддува компрессора измеряется во впускном коллекторе датчиком давления и меняется блоком управления регулирующей заслонкой. Суммарное давление наддува измеряется датчиком давления наддува, при этом дроссельная заслонка открыта полностью. На входе в цилиндры создается давление до 2,5 бар.

Работа турбинного нагнетателя и механического компрессора при высоких нагрузках и частоте оборотов от 2400 до 3500 об/мин.

Когда мотор работает в таком режиме (к примеру, при постоянной скорости), то давление наддува создается только турбинным нагнетателем. При ускорении турбина сработала бы с задержкой и не смогла бы вовремя создать необходимое давление воздуха (может возникнуть турбо-яма). Но для исключения этого, блок управления двигателя через электромагнитную муфту подключает компрессор. При этом меняется положение регулирующей заслонки, создавая соответствующее давление наддува. Так механический компрессор помогает турбинному нагнетателю в создании необходимого давления воздуха для работы двигателя.

Работа с турбинным нагнетателем.

Когда частота оборотов двигателя свыше 3500 об/мин, турбина может сама создавать необходимое давление воздуха в любой точке нагрузки. В этой ситуации заслонка, которая регулирует подачу воздуха, полностью открыта, и свежий воздух напрямую поступает к турбинному нагнетателю. В этих условиях давления отработанных газов будет хватать, чтобы турбинный нагнетатель создал давление, необходимое для наддува. При этом дроссельная заслонка полностью открыта. На впуске создается давление до 2,0 бар. Давление, созданное турбинным нагнетателем, замеряет датчик давления наддува, и оно регулируется клапаном ограничения давления наддува.

Двойной наддув – это одновременное использование механического компрессора + турбинного нагнетателя. Компрессор – это нагнетатель механического типа, который подключается через электромагнитную муфту.

Достоинства механического компрессора:

— быстрое нагнетание необходимого давления во впускной коллектор;

— создание большего момента вращения при невысоких оборотах двигателя;

— его подключение происходит по потребности;

— он не требует дополнительной смазки и охлаждения.

Недостатки механического компрессора:

— отбор мощности у мотора,

— давление наддува создается в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и после регулируется, при этом снова теряется часть произведенной работы.

Турбинный нагнетатель постоянно приводится в действие выхлопными газами.

Преимущества данного агрегата: высокий коэффициент полезного действия из-за использования энергии отработавших выхлопных газов. Недостатки турбинного нагнетателя: при небольшом рабочем объеме двигателя вырабатываемое количество выхлопных газов не достаточно для создания давления наддува при низких оборотах мотора и создания высокого момента вращения турбины, высокая температурная нагрузка.

Применяя комбинированную систему наддува, то есть объединив классический турбонаддув и механический, создатели двигателя TSI достигли максимальных мощностных показателей на всех режимах работы мотора.

Система охлаждения

Классическая система охлаждения одноконтурная. Для повышения эффективности роботы двигателя TSI конструкторы разделили систему охлаждения двигателя на два контура для повышения качества работы мотора и его систем.

Систему охлаждения разделили на два модуля: один контур обслуживает выпускной коллектор и головку двигателя (горячий), другой (холодный) охлаждает блок цилиндров и нагнетаемый воздух в интеркулере. На этих моторах стоит водяной интеркулер, который заменил воздушный. Благодаря этому воздух, который нагнетается в цилиндры, имеет показатель давления выше. Результат такой модернизации – равномерное заполнение камер сгорания топливно-воздушной смесью и увеличение динамики автомобиля. Так, уже при оборотах 1000 — 1500 получаем крутящий момент около заявленного показателя в 210 Нм.

Двухконтурная система охлаждения – это схема, при которой разделены контуры блока цилиндров и головки блока. В головке блока цилиндров охлаждающая жидкость движется от выпускного коллектора к впускному. Таким образом, поддерживается равномерный температурный режим. Такая конструктивная схема называется поперечным охлаждением. Также в систему охлаждения внесены такие изменения:

— термостат изготовлен с двумя ступенями;

— для охлаждения турбины при остановке двигателя установлен рециркуляционный насос для ОЖ;

— турбинный нагнетатель имеет принудительное охлаждение.

Приблизительно одна треть охлаждающей жидкости двигателя поступает в блок цилиндров, а оставшиеся 2/3 – в головку блока цилиндров к камерам сгорания. Преимущества системы охлаждения с двумя контурами:

— блок цилиндров прогревается более быстро, температура поднимается до 95о из-за того, что остается в блоке;

— понижение трения в кривошипно-шатунном механизме из-за повышения температуры в блоке цилиндров;

— улучшение охлаждения камер сгорания благодаря понижению температуры около 80о в головке блока; таким образом, достигается улучшение заполнения при понижении возможности детонации.

Особенностью системы охлаждения является корпус распределителя охлаждающей жидкости с термостатом, у которого две ступени. При таком объеме охлаждающей жидкости при высоких оборотах двигателя возникает повышенное давление в системе охлаждения. Даже в этих условиях термостат с двумя ступенями открывается в установленное время в соответствии с требуемой температурой.

Когда установлен термостат с одной ступенью, то нужно было бы преодолевать высокое давление и двигать большую тарелку термостата. И поэтому из-за встречных сил термостат смог бы открыться лишь при высокой температуре.

В термостате, имеющем две ступени, когда достигнута температура открытия, вначале откроется малая тарелка. Из-за малой площади, силы, которые воздействуют на тарелку, меньше, и термостат открывается строго в соответствии с температурой. Пройдя определенный ход, малая тарелка начинает тянуть большую, полностью открывая большое проходное отверстие для охлаждающей жидкости.

При прогреве двигателя TSI такая система дает возможность поддерживать рабочую температуру в двигателе в соответствии с заданными параметрами и снизить расход топлива и вредные выбросы. Для улучшения прогрева и уменьшения возможности перегрева необходимо интенсивно охлаждать горячую головку цилиндров. При этом количество охлаждающей жидкости в головке блока в два раза превышает количество жидкости в блоке цилиндров, а термостаты открываются соответственно при температуре в 95° и 80°.

Турбина от перегрева защищается дополнительным вспомогательным водяным насосом на электрическом приводе, заставляющим жидкость после остановки двигателя циркулировать в отдельном контуре до 1/4 часа. При таком принципе работы существенно повышается ресурс работы турбинного нагнетателя двигателя TSI.

Впрыск топлива

Подача топлива происходит через регулируемую систему впрыска топлива. Достоинство этой системы – это то, что электрический топливный насос, как и топливный насос высокого давления, подает столько бензина, сколько нужно двигателю. Таким образом, понижается электрическая и механическая мощность топливных насосов, и экономится топливо.

Для непосредственного впрыска топлива форсунки устанавливаются прямо в головку блока цилиндров. Под высоким давлением через них топливо впрыскивается в цилиндры. Основное задание для форсунок: они обязаны в минимальный промежуток времени качественно распылить и целенаправленно подать бензин в цилиндры.

При пуске холодного двигателя в двигателе TSI происходит двойной впрыск. Это сделано для того, чтобы при пуске двигателя прогреть катализатор. Первый раз при такте всасывания, а второй – когда коленчатый вал двигателя при вращении не дошел около 50о до верхней мертвой точки. Когда двигатель работает в нормальных условиях, топливо подается во время такта всасывания, при этом оно распределяется равномерно в камере сгорания. Форсунки, установленные на TSI, имеют 6 каналов для впрыска топлива.

Так, направление отдельных струй не допускает увлажнения элементов камеры сгорания, обеспечивая более качественное распределение топливно-воздушной смеси. При этом максимальное значение давление впрыска топлива достигает 150 бар. Это дает возможность гарантировать качественное приготовление топливной смеси и надежное распыление. В этом случае топлива хватит даже при максимальных нагрузках.

На моторах TSI топливо поступает прямо в цилиндры, а не во всасывающий коллектор, смесеобразование происходит «послойно», и при этом происходит качественное сгорание с высокой эффективностью. Все эти факторы дают возможность незначительно повысить мощность и понизить расход топлива.

Облегченный блок

Необходимо отметить то, что усилия инженеров по снижению веса блока цилиндров дало свои результаты. Отлит блок двигателя TSI объемом 1,2 л из алюминия. При сравнении с блоком мотора, который изготовлен из серого чугуна (такие блоки цилиндров применяют в двигателе TSI с объемом 1,4 л), новый блок цилиндров уменьшил вес на 14,5 кг и составил 19,5 кг. Конструкция нового блока цилиндров двигателя TSI – 1,2 л с открытой плитой – идентична блоку цилиндров двигателя TSI с объемом 1,4 л. Особенность этой схемы в том, что внутренняя стенка блока цилиндров с гильзами не имеет перемычек в зоне, где контактирует блок цилиндров с головкой блока.

Такая конструкция имеет свои преимущества:

— она понижает возможность образования воздушных пузырьков, в системе с двухконтурным охлаждением они могут создать проблему для удаления воздуха из системы охлаждения двигателя.

— собирая блок цилиндров и головку блока цилиндров в единый узел, уменьшаются деформации цилиндров и образуют более однородную конструкцию, в сравнении с конструкцией с закрытой плитой и перемычками.

Все это приводит к сокращению расхода масла, потому что поршневые кольца при этом лучше компенсируют деформации. В блок цилиндров установлены четыре гильзы, вылитые из серого чугуна с профилированной наружной поверхностью. Этот профиль улучшает соединение между блоком цилиндров и гильзами цилиндров, потому уменьшается деформация блока цилиндров. Это технологическое решение позволило уменьшить неравномерность при распределении тепла, которое появляется между гильзами и алюминиевым блоком.

Достоинства двигателя TSI

К достоинствам моторов с аббревиатурой TSI относится:

1. Эффективность конструкции (при минимальном потреблении топлива удается добиться максимального крутящего момента в большем диапазоне оборотов коленчатого вала).

2. Из-за снижения массы двигателя и рабочего объема значительно уменьшаются потери на трение.

3. Топливо, потребляемое двигателем, экономится.

4. При улучшенных характеристиках сжигания топлива уменьшается количество вредных выбросов в окружающую среду.

TSI – это моторы с системами непосредственного впрыска топлива и двойным турбонаддувом (содержит компрессор и турбину). Такие двигатели сложнее обычных турбированных, но они более надежны, мощнее и экономичнее. У них практически отсутствуют недостатки.

Особенностью этих моторов является двухступенчатый наддув, который состоит из турбинного нагнетателя и компрессора с механическим приводом. Двигатель TSI насыщен современными технологическими решениями, но при этом для его надежной эксплуатации требуется соответствующий уход. Потому нужно использовать качественные расходные материалы и жидкости, вовремя проводить техническое обслуживание. Узлы и агрегаты, входящие в двигатель TSI, и своевременное обслуживание с лихвой окупятся из-за экономии бензина.

С целью понижения шумности этот двигатель имеет дополнительный корпус, который сделан из звукопоглощающих материалов.

Использование двигателя в нашей стране

Этот двигатель предназначен для работы только на хорошем топливе и только на отличных маслах, у нас хорошее топливо нужно поискать.

К недостаткам двигателей TSI, которые будут эксплуатироваться в наших условиях, относят:

— высокие требования к качеству горюче-смазочных материалов – бензину, маслу и др.;

— техническое обслуживание, которое нужно проводить регулярно и только в авторизированных сервисных центрах;

— эти двигатели чувствительны к низким температурам окружающей среды, что затрудняет его эксплуатацию в зимнее время.

Но водители, которые имеют опыт эксплуатации моторов TSI, замечают, что прогрев на холостых оборотах не обязателен – можно начинать движение без прогрева при холодном моторе. Двигатели TSI с системами непосредственного впрыска топлива в цилиндры и двойным турбонаддувом – это моторы более сложные, чем обычные, но они надежнее, мощнее и экономичнее.

Одним из самых больших недостатков является то, что зимой двигатель при работе на холостых оборотах плохо прогревается. При движении двигатель выходит на заданный температурный режим долго. Потому водителям, которые ездят на близкие расстояния, это создаст проблему (вам придется ехать с непрогретой «печкой» и терпеть дующий из отопителя холодный воздух в морозную погоду). Других проблем двигатель TSI не создает.

Также нужно отметить увеличенные механические и тепловые нагрузки, двойной наддув. Все это вынуждает заводы-изготовители постоянно работать над изменением конструкции, упрочнять некоторые узлы и агрегаты двигателя. Это усложняет само производство и техобслуживание таких агрегатов.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

auto.today

Что такое двигатель TSI

Попытки усовершенствовать двигатель внутреннего сгорания не прекращались ни на минуту, независимо от мировых войн и глобальных экономических кризисов. Продолжаются они и сейчас, хотя число скептиков, утверждающих, что ничего революционного в этой сфере создать уже нельзя, постоянно растёт.

С одной стороны, они действительно правы, но только частично – эволюционное совершенствование идёт полным ходом. Яркий пример тому – появление новой линейки силовых агрегатов под аббревиатурой TSI, отличающиеся повышенной мощностью при пониженном расходе топлива, а ведь обе этих характеристики считаются антагонистическими.

Их история начинается относительно недавно, с 2004 года, когда сравнительно маломощный двухлитровый атмосферный двигатель, известный под аббревиатурой FSI, специалисты Audi снабдили турбокомпрессором. В результате появился мотор TFSI (сокращение от Turbocharged FuelStratified Injection, в переводе на русский язык – «турбонаддув с послойным впрыском горючего»). Через два года автоконцерн Volkswagen разработал свою версию турбированного 2-литрового атмосферника, назвав его просто TSI, без буквы F. В настоящее время силовые агрегаты с такой маркировкой выпускаются концерном VAG для большого семейства моделей, представляющих бренды Volkswagen, Audi, Skoda и др. Впрочем, по сути оба типа двигателей практически неотличимы

Что собой представляют двигатели TSI

Ни в России, ни в Европе рядовой обыватель вряд ли сможет объяснить, что это такое – двигатель TSI, даже на концептуальном уровне. Между тем многие европейские автомобили немецкого, испанского и чешского производства поставляются именно с такими моторами.

Интересный факт: согласно опросам, значительная часть автовладельцев путает термин TSI с TDI, считая первые одной из разновидностей дизельных моторов. На самом деле TSI – чисто бензиновый двигатель, бензиновых аналогов которому не существует в природе. На сегодня самым известным представителем этого семейства можно назвать 1.4-литровый агрегат, который, несмотря на малый объём, отличается хорошей динамикой при отличной экономичности. Не случайно у него имеется множество престижных наград именно в этих номинациях.

Рассмотрим особенности конструкции этих двигателей.

Первое поколение таких инжекторных силовых установок, работающих на бензине, оснащалось двумя турбинами, работу которых поддерживал механический компрессор в паре с системой послойного впрыска бензина. В дальнейшем по мере усовершенствования конструкции было принято решение оставить только одну турбину, что не изменило обозначения агрегата, однако расшифровываться аббревиатура стала немножко иначе – слово Twincharger было заменено на Turbo, что и отразило отказ от двойной турбины. Так что сегодня аббревиатура двигателя TSI расшифровывается немного по-другому.

Разумеется, любой турбированный мотор конструкционно намного сложнее атмосферного. В данном случае конструкторам удалось добиться повышения мощности двигателя при одновременном улучшении экономичности, сделав автомобили, оснащённые моторами небольшого объема, очень динамичными. Правда, стоимость таких силовых агрегатов тоже намного выше, чем у классических атмосферных аналогов, но это, как говорится. Издержки технического прогресса.

Стоит отметить, что моторы первых поколений не отличались высокой надёжностью, но по мере устранения недоработок этот показатель удалось привести к каноническим величинам. В настоящее время линейка силовых агрегатов TSI считается одной из наиболее многочисленных, а наиболее популярной, как мы уже отмечали, оказалась 1.4-литровая версия, у которой тоже имеется немало модификаций.

Именно ему удалось разбить в пух и прах предубеждение, что моторы такого объёма сегодня мало востребованы в силу недостаточной мощности, не позволяющей увеличивать функционал автомобиля.

Действительно, мощность мотора 1.4 TSI удалось увеличить до 122 лошадиных сил, но и это не предел – при «правильной» перепрошивке и на модифицированных двигателях этот показатель составляет уже 140 лошадей, а последнее поколение способно развивать при том же объёме целых 170 л. с.

Согласитесь, просто фантастическая мощность для столь скудного объёма! Как же инженеры концерна VAG добились столь впечатляющих результатов? Дело в том, что изначально именно 1.4-литровый двигатель был взят за основу для разработки всех остальных линеек моторов, включая литровые и объемом 3.0 литра. По этой причине именно на нём немецкие специалисты тестировали все новинки, включая новую турбину, изготовленную по особой спецификации. В результате удалось добиться прироста мощности в 20 лошадиных сил, а по мере совершенствования конструкции и программного обеспечения этот показатель смогли повысить ещё больше.

Выйти на уровень 170 л. с. удалось благодаря внедрению ещё одной инновации – установке двух турбонагнетателей в составе отдельного нагнетателя и отдельного турбокомпрессора. Разумеется, пришлось существенно подправить и прошивку, под управлением которой и функционирует силовой агрегат.

Что означает двигатель TSI с точки зрения возможности его тюнинга? Сами конструкторы не исключают, что благодаря совершенствованию прошивки можно добиться ещё большего прироста мощности, но за счёт уменьшения ресурса мотора.

Обобщая вышесказанное, отметим, что все моторы данной линейки сконструированы и функционируют по одинаковому принципу. И только самый младший представитель семейства, литровый агрегат, немного выделается на общем фоне, поскольку он изначально проектировался исключительно с турбонаддувом – атмосферных аналогов у него не существует. В настоящее время этот мотор устанавливается на городские малолитражки – например, на модель UP от Volkswagen, а также на гибридные модификации.

Конструктивные особенности двигателя

Моторы семейства TSI являются показательным примером эволюционного пути развития ДВС. Если не считать турбонагнетателя, в остальном это классический бензиновый агрегат, которому присущ и БЦ, и поршневая группа, и остальные узлы. Особенностью его конструкции стало включение пары нагнетателей, что вынудило конструкторов внести изменения и в систему охлаждения, и в блок, отвечающий за впрыск бензина. Поскольку в результате таких изменений общий вес силового агрегата увеличился, его решили облегчить, заменив чугунный БЦ на алюминиевый.

Рассмотрим основные компоненты, характерные для двигателей TSI.

Турбонагнетатель в паре с механическим компрессором разнесены по разные стороны БЦ. При этом источником энергии для компрессора являются выхлопные газы, которые приводят в движение колесо турбины, и только затем через специально сконструированные приводы формируется давление, нагнетающее воздух в камеры сгорания.

Отметим, что турбированные двигатели старого типа считаются эффективнее атмосферных аналогов, но у силовых агрегатов семейства TSI этот показатель ещё выше. Здесь надо оговориться, что работа классического мотора с турбонаддувом оказывается малоэффективной на низких оборотах вращения коленвала, включая холостой ход. Этот недостаток известен как синдром «турбо ямы», когда мотор способен работать в режиме номинальной мощности только при достижении порядка 3000 оборотов/минуту. По этой причине во время разогрева силового агрегата водителю приходится постоянно нажимать на педаль акселератора, чтобы двигатель не работал в обеднённом режиме.

Моторы TSI в этом плане заметно совершеннее. Достигается это включением в конструкцию механического нагнетателя, который нормально работает на пониженных оборотах, в отличие от классической турбины, «заводящейся» на 2500-3000 оборотах.

Присутствие пары нагнетателей существенно улучшает работу двигателя, так как позволяет нагнетать воздух в цилиндры на всех режимах. Именно механический компрессор ответственен за стабильную работу силового агрегата на низких оборотах, поэтому здесь пресловутый синдром при исправной работе всех компонентов мотора не проявляется.

Синергия пары турбина-компрессор действительно впечатляет, и это именно то новшество, которые и позволило конструкторам основательно поработать над увеличением мощности агрегата при невысоком расходе горючего.

Существенному усовершенствованию подверглась и система охлаждения. В частности, в неё был интегрирован жидкостный охладитель, функции которого – понижать до рабочей температуру внутри компрессора и нагнетателя. У классических надувных моторов охлаждение турбины осуществляется исключительно за счёт естественного притока набегающего воздуха.

Еще одно усовершенствование – добавление специальных патрубков, маршрут следования которых проходит через интеркулер. Такая компоновка воздуховодов позволила нагнетать воздух в цилиндры под более высоким давлением. В результате послойного более равномерного заполнения камеры сгорания воздушно-топливной смесью и позволило оказать значимое влияние на динамику силового агрегата. Разумеется, в сторону увеличения.

В частности, при достижении порядка 1000-1500 оборотов/минуту крутящий момент достигает значений в районе 200-210 Н/метр.

Сильно изменилась и система впрыска. Можно сказать, что двигатели TSI в этом плане являются уникальными, поскольку бензин подается в КС, минуя топливную рампу. Послойная подача воздуха гарантирует максимально равномерное формирование ТВС, что отражается на эффективности её сгорания. В результате всех этих инноваций удалось повысить мощность силового агрегата при одновременной оптимизации расхода бензина – благодаря применению этой схемы удаётся экономить примерно пол-литра горючего на каждые 100 км.

Замена чугуна на алюминий при изготовлении блока цилиндров позволила значительно снизить массу мотора. Если быть точным, то БЦ стал весить на 14 кг. меньше, что для современного силового агрегата – прекрасный показатель. Впрочем, и сама конструкция блока в сочетании с головкой цилиндров подверглась модификации. Изменения коснулись и распредвалов, и крышки головки.

Резюмируя вышесказанное, можно утверждать, что немецким инженерам удалось добиться существенного увеличения производительности силового агрегата, невзирая на его объём. Таким образом, моторы объёмом иене 1.5 л, которые уже начали записывать в категорию малоперспективных, обрели вторую жизнь.

Так, обычный атмосферник от того же автоконцерна объёмом 1.2 л развивает мощность 90 лошадей, а его аналог с парой турбина-компрессор способен выдавать порядка 105 лошадиных сил.

Существенная модернизация линейки двигателей произошла в 2013 году, когда были усовершенствованы компоненты, ранее считавшиеся недостаточно надёжными. Так, ранее на моторах объемом 1.2/1.4 л. «слабым звеном» была цепь ГРМ, которую приходилось менять каждые 50-75 тысяч километров (в противном случае она просто разрывалась из-за воздействия повышенных нагрузок). Конструкторы решили заменить цепь классическим ремнём газораспределения, ресурс которого оказался минимум вдвое больше. Не стоит забывать, что ремень гораздо легче обслуживать и производить его замену, чем цепь.

Но у более производительных агрегатов объёмом 1.8/2.0 литра цепь решили оставить, сделав её крепче и усилив сам узел газораспределения.

Достоинства и недостатки двигателя TSI

Если обсуждать плюсы и минусы двигателей TSI конспективно, то можно выделить следующие достоинства:

• повышенная производительность;
• экологичность;
• отсутствие «турбоям» независимо от режима работы мотора;
• хорошая экономичность.

Рассмотрим все эти факторы более пристально. Силовой агрегат линейки TSI сочетает в себе преимущества турбонаддува и послойного формирования ТВС. Именно эти конструктивные особенности позволили увеличить мощностные характеристики за счет улучшения моментных параметров.

Другими словами, мощность двигателя с меньшим объёмом становится сопоставимой с показателями атмосферных моторов с намного большим объёмом камеры сгорания. Так, 1.2-литровый силовой агрегат TSI, оснащённый одной турбиной, способен выдавать 105 лошадиных сил. У атмосферников на такую мощность способен 1.6-литровый двигатель. Но и это не всё: немецким инженерам удалось добиться, чтобы максимум крутящего момента попадал и в низкочастотный диапазон, что значительно улучшило разгонную динамику.

Ещё одной характерной чертой моторов TSI считается оптимальный показатель соотношения экономичности к мощности, а ведь именно эти параметры являются основными антагонистами на пути усовершенствования ДВС: увеличение мощности, как правило, приводит и к росту расхода горючего, и наоборот.

Добавление к турбине механического компрессора позволило обрести двигателю небывалую эластичность, нехарактерную для классических турбированных силовых агрегатов.

По уровню выбросов углекислоты моторы TSI занимают лидирующие позицию, обеспечивая примерно вдове меньшую концентрацию СО2, чем в атмосферных аналогах.

Непосредственный впрыск решил проблему смесеобразования, сделав ТВС максимальной эффективной, улучшилась и подача смеси в цилиндры. Моторы последнего поколения обладают приличным ресурсом, что говорит о том, что инженерам из VAG удалось решить проблему надёжности двигателей TSI.

Наконец, не стоит сбрасывать со счетов и такие положительные моменты, как меньшую стоимость растаможивания ТС, оснащённых силовыми агрегатами этой линейки, а также обширные возможности для силового тюнинга – форсирование таких моторов осуществляется достаточно просто., часто – заменой прошивки на более совершенную.

Если условия эксплуатации таких агрегатов приемлемые, если использовать заправочные жидкости только хорошего качества и тщательно соблюдать все регламентные сроки по их замене, то ресурс двигателей может составить около 300 тысяч километров и более.

Узлом, требующим к себе повышенного внимания со стороны автовладельца, считается только турбина. Рекомендуется охлаждать её после каждой поездки, а также прогревать этот элемент мотора перед выездом из гаража. Механический компрессор вполне надёжен и не требует особого ухода.

Есть у моторов TSI и недостатки – они чувствительны к качеству расходных материалов, а ухаживать за ними намного сложней, чем за атмосферными собратьями.

В чём это выражается? Использование низкосортного бензина и масла уменьшает ресурс двигателя TSI в несколько раз. Если регулярно заливать в бак топливо, октановое число которого не соответствует заявленному, а уровень загрязнения превышает допустимые нормы, срок службы не превысит 100-130 тысяч километров, что для современного силового агрегата явно мало. К тому же ремонт такого двигателя слишком затратен. На моторах предыдущих поколений срок службы турбины редко когда превышает 100000 км.

Ещё одной головной болью агрегатов, выпущенных до 2013 года, считается привод ГРМ, оснащённый цепью. Из-за повышенных нагрузок она слишком быстро растягивается, в результате имеет место износ звеньев и проскальзывание цепи через зубья звездочек. Такая неисправность грозит выходом из строя поршней и клапанов, что заставляет владельцев достаточно часто осматривать этот узел на предмет наличия указанных недостатков. Слабым оказался и регулятор напряжения, поломка которого чревата аналогичными тяжёлыми последствиями.

Если оставлять машину на достаточно крутых горках с большим градиентом только на передаче, не используя стояночный тормоз, существует вероятность сдвига машины, при котором произойдёт проскальзывание цепи.

Автомобили, сошедшие с конвейера после 2013 года, лишены этих недостатков (имеются в виду версии 1.2/1.4-литровых двигателей серии EA211). У них цепь, как уже говорилось ранее, заменена на ремень.

Наконец, важным недостатком силовых агрегатов TSI следует считать повышенный расход ММ. Согласно заводским характеристикам, в зависимости от модели этот параметр составляет 0.5-1.0 л/100 км. Из-за увеличенного расхода масла страдают свечи, которые приходится часто менять.

Двигатели TSI в России

Автомобили, оснащаемые моторами этой серии, выпускаются достаточно давно. Разумеется, немалое их количество осело и в нашей стране, и за эти годы их владельцы исколесили немалое количество километров, чтобы составить собственное мнение об уровне надёжности и удобству обслуживания этих двигателей.

Если проанализировать их высказывания на специализированных форумах, вырисовывается следующая картина:

• силовые агрегаты TSI очень хорошо проявили себя в городских условиях, когда без возможности интенсивного разгона вы будете постоянно ощущать немалый дискомфорт;
• впрочем, и движение по загородным трассам оказалось вполне приемлемым, особенно во время преодоления затяжных подъёмов и при форсированном обгоне;
• а вот поездки на относительно небольшие дистанции для таких моторов нежелательны, особенно зимой, поскольку турбированные двигатели требуют длительного прогрева, так что при частых остановках приходится тратить немало времени впустую;
• большинство автовладельцев утверждает, что для северных регионов страны автомобили с такими силовыми агрегатами приобретать нежелательно по вышеописанной причине;
• столь же единодушно они отзываются о необходимости использовать только качественные расходники – масло, фильтра, топливо. Замену ММ желательно производить в наших условиях каждые 5000-7000 километров;
• при появлении посторонних шумов в районе двигателя следует как можно быстрее обратиться в автосервис – несвоевременное выявление неисправностей грозит существенными финансовыми тратами. Наиболее негативный исход – необходимость полной замены мотора;
• если вы планируете приобрести б/у автомобиль с двигателем TSI – не поленитесь изучить сервисную историю машины, обращая пристальное внимание на регулярность замены масла. Если оно менялось с увеличенным интервалом (более 40000 км.), то от такой покупки лучше отказаться.

В целом впечатления от этой линейки моторов можно охарактеризовать как положительные, но при условии бережной эксплуатации и своевременном проведении ТО. Впрочем, эти рекомендации применимы к абсолютно всем автомобилям.

drivertip.ru

Что означает аббревиатура «TSI» двигателей Volkswagen

Наверняка многие обращали внимание на автомобили с «таинственной» надписью TSI.

Причем, эта аббревиатура характерна для автомобилей не только марки Volkswagen, но и других брендов, входящих в группу VAG (Volkswagen Audi Group) — Audi, Skoda, Seat…

Что означает эта надпись для водителя такого автомобиля?

Из этой статьи вы узнаете:

Расшифровка TSI

Расшифровывается аббревиатура TSI как Twincharger Stratified Injection, что в переводе означает двигатель с двойным наддувом и послойным или прямым впрыском.

TSI двигатель имеет более сложную конструкцию, чем обычный турбированный двигатель. Несмотря на сравнительно небольшой объём и хороший запас мощности, TSI двигатель является более экономичным и надежным.

Главной отличительной чертой такого двигателя является наличие двухступенчатого наддува — первую «ступень» представляет из себя нагнетатель с механическим приводом, а вторую «ступень» — турбокомпрессор.

Механический компрессор работает до 2,4 тыс. оборотов. Полностью открывается впускная заслонка для воздушного потока, когда частота вращения переваливает за 3,5 тыс. оборотов в минуту. Именно тогда в турбокомпрессор попадает сильный воздушный поток и достигается максимальный крутящий момент.

Есть TSI-двигатели, в которых устанавливается кнопка для выбора зимней езды. Данный режим исключает буксование колес за счет более мягкой работы мотора.

Какими преимуществами обладает

Особого внимания заслуживает экономичность TSI-двигателя в сочетании с его солидной мощностью. Силовой агрегат всегда обеспечивает автомобилю хорошую динамику, благодаря сразу двум нагнетателям, ведь в широком диапазоне оборотов можно достичь максимального значения крутящего момента.

Использование сочетания механического компрессора и турбины позволяет максимально сохранить тягу на длительном промежутке оборотов. В этом случае, механический компрессор самостоятельно работает на низких оборотах, а при совместной работе – на средних оборотах.

К следующему не менее главному преимуществу можно отнести низкий уровень выброса СО2. Следует упомянуть, что «TSI» был номинирован лучшим «зеленым» двигателем года.

Среди других многочисленных плюсов линейки «TSI» стоит выделить их достаточную надежность и сравнительно высокий ресурс.

В чём заключаются недостатки

Как и любая вещь, TSI-двигатель имеет и некоторые недостатки. Следует не забывать, что большинство современных турбированных моторов VW очень требовательно относятся к качеству топлива и масла. Исключением не стал и TSI-мотор, для нормальной работы ему необходимо только качественное топливо и масло.

Помимо этого, двигатель TSI требует от владельца строгого соблюдения прописанных в документации к автомобилю правил эксплуатации турбодвигателей.

Кроме того, некоторый дискомфорт может вызвать TSI-двигатель зимой. Причина в том, что мотор TSI семейства имеет малую теплоотдачу и практически не разогревается, работая на холостых оборотах в холодное время года. Вообще, оптимальный температурный режим данного двигателя достигается только во время движения через определенный промежуток времени.

Но есть и другая сторона медали, уже положительная — такой двигатель не склонен к перегреву даже на сильной жаре в длительной пробке. Однако данная особенность может стать причиной дискомфорта во время эксплуатации автомобиля с TSI-двигателем на коротких дистанциях: непрогретый двигатель означает непрогретый салон, так как традиционная «печка», использующая в своей работе антифриз двигателя, будет неэффективной.

Но инженеры VW предусмотрели все эти нюансы, создав двухконтурную систему охлаждения с двумя термостатами: один контур охлаждает более горячую головку блока цилиндров, второй – остальную часть блока силового агрегата.

Для повышения ресурса работы TSI-двигателя турбина охлаждается собственной системой, включающей водяной насос с электроприводом, который продолжает прогонять охлаждающую жидкость еще 15 минут после остановки двигателя.

vibiraem-avto.ru

что это такое, как работает и как устроен

Разнообразие силовых агрегатов в современных автомобилях, сегодня таково, что  не всегда понимаешь, о каком моторе идет речь. Одним из очень популярных вот уже достаточно давно моторов является TSI двигатель разработанный специалистами концерна Фольксваген.  Двигатели TSI (Twincharged Stratified Injection) устанавливались и устанавливаются на различные  модели автомобилей VW, Шкода, Сеад. А сами такие моторы получили множество призов за экономичность, экологичность, эффективность и надежность.  В этой статье мы постараемся разобраться с тем, что такое TSI двигатель, каковы его особенности, сильные и слабые стороны.

Двойной турбонаддув и послойный впрыск

Пожалуй, наиболее яркой и наиболее важной особенностью описываемых моторов, а это моторы бензиновые и только они, является наличие двойной системы турбонаддува. Здесь имеется и обычная турбина, которая вращается при помощи потока отработанных газов, а так же механический компрессор, приводимый в движение механическим же приводом. Благодаря такому тандему, воздух равномерно и в достаточной мере поступает в  камеру сгорания не зависимо от оборотов двигателя.

Для обычных турбомоторов характерным является такой эффект, как турбо яма. Она возникает на низких оборотах двигателя, когда поток выхлопных газов не может достаточно быстро вращать турбину и соответственно турбокомпрессор не закачивает в цилиндры нужное количество воздуха. С этим борются при помощи турбин с изменяемой геометрией лопасти, или как в двигателях Twincharged Stratified Injection при помощи механического компрессора. И такой компрессор показывает себя очень даже неплохо.

Еще одной изюминкой TSI двигателей является система послойного впрыска топлива. Она позволяет более качественно готовить топливную смесь, и достигать более полного ее сгорания. Ну а это, как вы понимаете, повышает эффективность двигателя, его экономичность и экологические показатели. Так например, если мощность обычного турбомотора объемом 1,2 литра будет составлять 90 лошадиных сил, то такой же по объему TSI двигатель выдаст уже более сотни лошадок.

Система охлаждения и вес

Важными нововведениями в описываемых моторах стало снижение их веса, в ряде случаев, до 15 килограммов, а так же усовершенствованная система охлаждения.

Для снижения веса в частности, применяется изготовление крышки двигателя из  специальных полимеров. А охлаждение разделяется на охлаждение блока и охлаждение головки. Такой инженерный ход позволяет оптимизировать температурный режим мотора при любой нагрузке.

На сегодня существуют TSI двигатели производства VW следующих объемов:

• 1,2 литра;
• 1,4 литра;
• 1,8 литра;
• 2 литра;
• 3 литра;

Такое разнообразие объемов и как следствие мощностей способно обеспечить надежными и мощными моторами машины практически любого класса, кроме разумеется, грузовых и специальных автомобилей.

И так, на первый взгляд мы имеем надежный, экономичный, мощный и высокотехнологичный автомобильный двигатель, способный ходить достаточно долго, не создавая владельцу проблем. Но, критических отзывов на эти моторы на просторах нашей страны тоже хватает. Так в чем же  дело?

Проблемы TSI двигателей

В первую очередь следует отметить, что TSI двигатели очень чувствительны к качеству масла и топлива, которое вы используете. А у нас и с хорошим бензином и с действительно качественным маслом бывают сложности. Вот и получается, что двигатель, который работает в Европе как часы, попадает к нам и начинает показывать характер. Не сразу конечно, но через какое-то время, подобная ситуация вполне возможна. Поэтому, если уж вы стали счастливым обладателем автомобиля оснащенного TSI двигателем, обеспечьте ему достойное качество бензина, а так же своевременную замену масла и качество этого масла, само собой. Правильный и своевременный уход за силовым агрегатом, как и за автомобилем в целом, позволит существенно продлить срок службы вашего транспортного средства.

Если же вы покупаете автомобиль с пробегом, пригнанный из европейских  стран, обратите внимание, как часто производилась замена масла. Бывает, что масло меняют примерно раз на 60 тысяч километров пробега. А по истечении гарантийного периода машину банально продают. Вот этот-то период мотор выхаживает даже при таком варварском обращении. Но потом начинаются проблемы, расхлебывать которые, придется вам, если вы приобретаете такое авто.

Так же проблемы при эксплуатации TSI двигателей могут возникнуть у людей, которые вообще мало знакомы со спецификой обращения с турбированными двигателями. Но тут уж мотор точно, ни в чем не виноват. Да и правила здесь просты и неприхотливы. После завершения поездки, дайте мотору немного поработать на холостых оборотах. Перед началом поездки сделайте то же самое. Следите за уровнем и  качеством масла, а также состоянием двигателя в целом. И все будет нормально.

Иногда доводилось слышать, что полимерная крышка мотора и вообще его облегченная конструкция это,  безусловно слабое звено. Тем не менее, никаких фактов, а тем более фактов подтвержденных статистикой по этому поводу нет. А ведь если бы с корпусом или крышкой двигателя действительно возникали  проблемы, об этом писалось бы и говорилось, много и со вкусом.

Похожие статьи

avtonov.com