что такое tsi в автомобиле фольксваген
Что такое TSI…
Итак, кому интересно, немного теории про TSI 🙂
Что такое TSI:
проще говоря, это FSI, только с Турбо,
(у автомобилей Ауди эти двигатели несут полное название TFSI)
FSI (Fuel Stratified Injection – послойный впрыск топлива)
Впервые бензиновые двигатели с непосредственным впрыском стала применять компания Митсубиси,
теперь данную систему применют многие производители.
Применение системы непосредственного впрыска позволяет достичь до 15% экономии топлива, а также сокращения выброса вредных веществ с отработавшими газами.
Схема системы непосредственного впрыска на примере Bosch Motronic MED 7:
Для справки: в современных двигателях TSI применяется система Bosch Motronic MED 17.5.5
1. топливный бак
2. топливный насос
3. топливный фильтр
4. перепускной клапан
5. регулятор давления топлива
6. топливный насос высокого давления
7. трубопровод высокого давления
8. распределительный трубопровод
9. датчик высокого давления
10.предохранительный клапан
11. форсунки впрыска
12.адсорбер
13.электромагнитный запорный клапан продувки адсорбера
Что и для чего рассписывать не буду, тут вроде все люди знающие…
Принцип действия системы непосредственного впрыска:
Система непосредственного впрыска в результате работы обеспечивает несколько видов смесеобразования:
-послойное смесеобразование
-стехиометрическое гомогенное смесеобразование
-гомогенное смесеобразование
Послойное смесеобразование используется при работе двигателя на малых и средних оборотах и нагрузках. Стехиометрическое (другое наименование – легковоспламеняемое) гомогенное (другое наименование – однородное) смесеобразование применяется при высоких оборотах двигателя и больших нагрузках. На бедной гомогенной смеси двигатель работает в промежуточных режимах.
При послойном смесеобразовании дроссельная заслонка почти полностью открыта, впускные заслонки закрыты. Воздух поступает в камеры сгорания с большой скоростью, с образованием воздушного вихря. Впрыск топлива производится в зону свечи зажигания в конце такта сжатия. За непродолжительное время до воспламенения в районе свечи зажигания образуется топливно-воздушная смесь с коэффициентом избытка воздуха от 1,5 до 3. При воспламенении смеси вокруг нее остается достаточно много чистого воздуха, выступающего в роли теплоизолятора.
Гомогенное стехиометрическое смесеобразование происходит при открытых впускных заслонках, дроссельная заслонка при этом открывается в соответствии с положением педали газа. Впрыск топлива производится на такте впуска, что способствует образованию однородной смеси. Коэффициент избытка воздуха составляет 1. Смесь воспламеняется и эффективно сгорает во всем объеме камеры сгорания.
Бедная гомогенная смесь образуется при максимально открытой дроссельной заслонке и закрытыми впускными заслонками. При этом создается интенсивное движение воздуха в цилиндрах. Впрыск топлива производится на такте впуска. Коэффициент избытка воздуха поддерживается системой управления двигателем на уровне 1,5. При необходимости в состав смеси добавляются отработавшие газы из выпускной системы, содержание которых может доходить до 25%.
С FSI теперь всё ясно,
теперь TSI:
(Turbo Stratified Injection, дословно — турбонаддув и послойный впрыск)
Вообще Фольксваген разработал двигатели TSI как двигатели с двойным наддувом,
где на низких оборотах работает компрессор типа Roots, а на верхах-турбокомпрессор,
о таком двигателе выложу видео ниже,
У Поло такой двигатель TSI объёмом 1.4 литра применяется на моделе GTI, который в Россию не поставляется…
Поэтому расскажу про свой TSI с одим турбокомпрессором
(Для Справки: у Гольфа и других моделей 1.4 TSI 90kW, также двигатель с одним турбокомпрессором)
Конструкция турбокомпрессора обеспечивает достижение номинального крутящего момента уже при низких оборотах двигателя и поддержание его в широком пределе (от 1550 до 4100 об/мин).
Выдающиеся характеристики турбокомпрессора получены за счет максимального снижения инерции вращающихся частей
Схема турбонаддува двигателя TSI:
1.вакуумный привод
2.электромагнитный клапан ограничения давления наддува
3.выпускной коллектор
4.охладитель наддувочного воздуха
5.впускной коллектор
6.датчик давления во впускном коллекторе с дачиком температуры воздуха
7.модуль дроссельной заслонки
8.датчик давления наддува с датчиком температуры воздуха
9.клапан рециркуляции турбокомпрессора
10.воздушный фильтр
11.турбокомпрессор
12.перепускной клапан
В двигателе с турбонаддувом, в отличие от двойного наддува, используется жидкостная система охлаждения наддувочного воздуха. Она имеет независимый от системы охлаждения двигателя контур и образует с ней двухконтурную систему охлаждения. Система охлаждения наддувочного воздуха включает: охладитель наддувочного воздуха, насос, радиатор и систему трубопроводов. Охладитель наддувочного воздуха размещен в впускном коллекторе. Охладитель состоит из алюминиевых пластин, через которые проходят трубы системы охлаждения.
Что такое двигатель TSI
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 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:
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.
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.
Что представляет собой двигатель TSI и его характерные особенности
В 2004 году автоконцерн VAG (Volkswagen AG) анонсировал новый двигатель TSI, который был назван настоящим прорывом в двигателестроении. Производительный, мощный, экономичный – это лишь некоторые заявленные преимущества. Но под красивой рекламой скрывались и свои подводные камни. Об особенностях данной линейки моторов пойдет речь далее в статье.
Что такое двигатель TSI
Требование экологических стандартов в Европе способствовало разработке двигателя TSI, который при небольшом объеме показывает высокую производительность и низкий расход топлива. Работа основывается на использовании двойного наддува и прямого впрыска топлива. Механический компрессор работает в паре с турбиной. Такие двигатели устанавливаются на марки Skoda, Audi, Volkswagen, Seat и некоторые другие.
Разработки двигателя TSI велись еще в начале 2000-х, но в массовое производство двигатель пошел в 2005 году. Это была первая линейка TSI, которая была существенно обновлена в 2013 году, но об этом чуть ниже.
Многие спорят над правильной расшифровкой аббревиатуры TSI. Стоит сказать, что изначально было название Twincharged Stratified Injection (Двойной наддув послойный впрыск). После стали выходить модели с одной турбиной и аббревиатуру стали переводить как Turbo Stratified Injection (Турбированный послойный впрыск). В автомобилях Audi этот силовой агрегат имеет маркировку TFSI.
Линейка моторов
Линейка TSI представлена широким набором двигателей. Первая генерация (2005 – 2013 гг.) была представлена двигателями EA111 и EA888 Gen.2. Это моторы объемом 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 2.0 и V3.0.
В России наиболее популярны 1.2 и 1.4 TSI. Двигатель объемом 1.2 мощностью 90/105 л.с. имеет только одну турбину без компрессора. Объем 1.4 имеет вариации с одной турбиной или компрессор+турбина. Мощность мотора от 122 л.с. до 170 л.с. в стоковой комплектации. Топовым в линейке TSI является мотор объемом 3.0 V6 333 лошадиных сил, который, например, устанавливается сейчас на Volkswagen Touareg.
У первой линейки TSI были существенные недостатки, о которых мы скажем немного позже. В большинстве своем эти недостатки были исправлены в следующей генерации моторов EA211 и EA888 Gen.3.
Как видно, эти моторы имеют очень много модификаций.
Согласно данным разработчиков, ресурс двигателя рассчитан на 300 000 км пробега.
Особенности устройства и работы TSI
Рассмотрим работу самого популярного двигателя TSI объемом 1.4 литра. Он развивает мощность в 125 кВт, крутящий момент 249 Нм в диапазоне 1750-5000 об/мин. Расход топлива составляет всего 7,2 литра.
По сути, моторы TSI стали продолжением линейки FSI, в которых также используется технология непосредственного впрыска топлива. Топливо подается прямо в камеру сгорания через форсунки под давлением 150 бар. Для этого предусмотрен топливный насос высокого давления.
В зависимости от условий обеспечивается разное приготовление топливовоздушной смеси. На малых и средних оборотах происходит послойное смесеобразование. Воздух поступает в камеру сгорания на большой скорости. Впрыск топлива происходит в самом конце такта сжатия, тем самым обеспечивая высокую степень сжатия 10:1 несмотря на двойной наддув. Избыток воздуха, который возникает после сгорания, выступает в роли теплоизолятора.
При однородном (стехиометрическом) смесеобразовании впрыск топлива происходит на такте впуска, тем самым обеспечивая однородную смесь, которая сгорает максимально эффективно.
При максимально открытой дроссельной заслонке образуется бедная гомогенная смесь. Воздух в цилиндрах движется очень интенсивно. Также в состав добавляются отработавшие газы на уровне 25%. Топливо подается на такте впуска.
Двойной наддув дает превосходную тягу. Механический компрессор обеспечивает полный крутящий момент уже на низких оборотах до 2000-2500 об/мин. Это исключает возникновение так называемой турбоямы. При достаточном давлении отработанных газов на 2500 об/мин заслонка открывается и в работу включается турбина, тем самым создается давление воздуха 2.5 бар. Механический компрессор работает от ременного привода.
Плюсы и минусы
Благодаря своей конструкции двигатель TSI имеет немало преимуществ. Среди них:
Но при всех достоинствах есть и свои недостатки. Особенно это касается двигателей EA 111 и EA888 Gen 2:
Основные неисправности
Цепь ГРМ стала настоящей ахиллесовой пятой этих моторов. Так как двигатель TSI высоконагруженный, то она быстро растягивается. Проблемным оказался и натяжитель цепи. Цепь рекомендуется проверять после 50-70 тыс. километров пробега. Последствия от обрыва цепи ГРМ всем хорошо известны: загибание клапанов, задиры цилиндров и, как следствие, очень дорогой ремонт или, вообще, замена силового агрегата. Замена цепи и других составляющих (успокоитель, натяжитель) обходится достаточно дорого.
Во впускном коллекторе находится горячий воздух, также в него попадает масляный туман, что приводит к закоксовыванию впускного коллектора, дроссельной заслонки, впускных клапанов и маслосъемных колец. Также к закоксовыванию может привести поломка маслоотделителя. Водителю нужно внимательно следить за уровнем масла. Заливать только качественное масло, которое рекомендует производитель. Большой расход – это, скорее всего, не проблема, а следствие всех форсированных силовых агрегатов. Так называемый “масложор” образуется из-за турбины, высокого крутящего момента и конструкции самих поршней.
Масло также играет важную роль в охлаждении турбины. Некачественное или отработанное масло приведет к забиванию и поломки турбины.
Не меньшее значение имеет качественное топливо. Рекомендуется использовать бензин с октановым числом 95 и выше.
Медленный прогрев – это следствие применение сложной системы охлаждения двигателей TSI. Без двойной системы охлаждения обеспечен перегрев.
В третьей генерации моторов TSI EA211 и EA888 Gen.3 разработчикам удалось решить некоторые проблемы. Главным образом, это касается цепи ГРМ и медленного прогрева. Цепь заменили ремнем. Ресурс ремня остался примерно таким же (50-70 тыс. км), но его намного легче и дешевле заменить. На двигателях 1.8 и 2.0 tsi третьей генерации установили более качественную цепь ГРМ с ресурсом 150 тыс.км и больше.
В современных моторах 1.2 и 1.4 используется облегченный корпус, но чугунные гильзы. В остальных моделях также остается чугунный блок. Это позволило облегчить двигатель на 22 килограмма.
Заключение
Двигатели TSI постоянно совершенствуются. Первое поколение силовых агрегатов этого типа имели серьезные проблемы. В последующих генерациях они были устранены, но остался большой расход масла и требования по обслуживанию.
Автомобили с двигателями TSI подойдут тем, кто хочет получать удовольствие от вождения. Высокая производительность, динамика и низкий расход топлива – вот главные козыри технологии TSI, которая постоянно совершенствуется и дорабатывается. Если регулярно следить за силовым агрегатом, проходить вовремя ТО, менять масло, использовать качественный бензин, то данный двигатель проходит долго и без серьезных проблем.
Двигатели TSI – практические советы по эксплуатации
Нашел интересную статью про моторы TSI — практические рекомендации, которые позволят владельцам продлить жизнь этих двигателей и меньше переживать за ресурс.
2. А еще никакого 92-го бензина.
Часто производители официально запрещают его использование из маркетинговых, а не технических соображений (привет, АвтоВАЗу), но не в данном случае. Двойной наддув (компрессор+нагнетатель), используемый в моторах TSI, позволяет очень серьезно накачать силовой агрегат воздухом и бензином, нагрузка в пиковые моменты становится очень большой. Поэтому шанс возникновения детонации на 92-м бензине очень велик, система зажигания самостоятельно побороть ее не сможет. Любителям погонять, в летнее время (это дополнительный риск возникновения детонации) есть смысл использовать 98-й бензин. Но только качественный, полученный не с помощью присадок. В остальных случаях 95-й.
3. Индивидуальный интервал замены масла.
Официальные регламенты на все TSI предписывают проводить техобслуживание раз в 15 тысяч километров. Однако в народе принято считать, что это слишком много и интервал стоит сократить хотя бы до 10 тысяч километров. Ситуация неоднозначная. Хуже от более частой замены масла мотору точно не будет, но вот оправдаются ли финансовые вложения в увеличение ресурса еще вопрос. Изучение отзывов и отчетов по эксплуатации не позволяет сделать однозначный вывод, что те, кто меняет чаще, дольше ездят – случаи бывают разные. Пожалуй, в вопросе интервала замены масла владельцу TSI лучше ориентироваться на собственные особенности и планы. Ничего нового – если используется агрессивно-динамичный стиль езды, если машина часто стоит в пробках и есть планы проехать на авто не меньше 150-200 тысяч километров, то лучше интервал действительно сократить. Для езды в спокойном стиле на загородных трассах в пределах гарантийного срока или с небольшим его превышением – замены раз в 15 тысяч километров более чем достаточно.
Но, конечно, масло необходимо качественное. Не обязательно оригинал, цена на него откровенно пугает, но аналог должен, во-первых, соответствовать допускам VW VW 504 00 / 507 00, VW 502 00 / 505 00, во-вторых, быть известного бренда (типа Mobil 1, Liqui Moly, Motul или другой), в-третьих, самое главное, не быть подделкой. Так что опять-таки вариантами с покупкой расходников в сомнительных местах лучше не злоупотреблять. Даже если цена выше, лучше покупать у проверенных продавцов масла, оптимально если они являются официальными представителями выбранного бренда.
4. Все внимание цепи.
Если почитать отзывы владельцев моторов TSI, то можно сделать интересный вывод. Поломки и ремонты этих двигателей редко происходят из-за износа цилиндро-поршневой группы (особенно если это моторы, выпущенные после 2012 года, когда инженеры внесли кое-какие изменения). Даже с учетом огромных нагрузок блок, поршни, шатуны и коленвал вполне себе живут. Большая часть проблем возникает из-за механизма привода ГРМ. Большинство моторов TSI (а первых выпусков так и все поголовно) с цепным приводом. Вот с ним-то и проблемы. То ли это просчет конструкции, то ли сказываются условия эксплуатации, но цепь реально живет меньше, чем у аналогичных двигателей. Фактически она, как ремень ГРМ, требует регулярной замены, правда если с ремнем есть четкие и ясные регламенты, то цепь в VAG позиционируют как «вечную», мол, замены она не требует. Но это не так – цепь растягивается или рвется, зубья перескакивают и вот клапана уже встретились с поршнями. Здравствуй, ремонт мотора. Замена цепи в зависимости от двигателя и использованных запчастей стоит 15-25 тысяч рублей. Но восстановление мотора после обрыва или перескока цепи будет существенно дороже.
Для владельцев в этой связи есть два главных правила.
• Прислушиваться к звукам из-под капота. Обычно цепь не умирает в один момент, она постепенно начинает шуметь и цокать, особенно при холодном пуске. Если появились посторонние звуки, то это первый сигнал к скорой замене. Лучше до крайностей не доводить. Состояние натяжителя можно контролировать раз в 80 тысяч километров, благо у цепи отдельный кожух, который относительно несложно демонтировать для проверки. Да, немного затратно, зато спокойно.
• Даже на машинах с «механикой» стараться не оставлять автомобиль с включенной передачей без «ручника». В таком случае есть вероятность, что на горке, когда нагрузка на трансмиссию будет большой, цепь может перескочить. Про последствия мы уже писали. Владельцу машины стоит немного изменить привычки, и это снизит вероятность проблем.
5. Профилактика коксования.
Моторы TSI в силу конструктивных особенностей больше атмосферных вариантов подвержены коксованию и отложениям. Особенно страдает маслоприемник. Его каналы забиваются, элементы двигателя получают меньше смазки и быстро приходят в негодность. Это нужно учитывать в эксплуатации. Коксуются моторы TSI в тех же ситуациях, что и все остальные – при малых пробегах, эксплуатации на очень низких оборотах (а полка крутящего момента на TSI провоцирует сразу переключаться «наверх»), постоянном стоянии в пробках. Рекомендации стандартные – хотя бы раз в неделю как следует раскрутить мотор, чтобы сжечь нагар, и стараться не пользоваться автомобилем если до места назначения проще и быстрее дойти пешком. Вот основные рекомендации. Признаем, что специфических особенностей, связанных именно с моторами TSI, не так уж и много, большинство описанных в статье моментов характерны для любых двигателей. Другое дело, что конструкция TSI такова, что не прощает ошибок. Поэтому там, где с другими моторами можно менее строго контролировать качество топлива и расходных материалов, не задумываться о манере езде и привычках и жить долго и счастливо – с TSI это может быть чревато. Они дают хорошую динамику, невысокий расход топлива, удобство управления тягой, но требуют внимания и некоторых финансовых вложений взамен. Большая ли это плата за современные технологии и хорошие характеристики – решать только покупателям.