Доброго времени суток, дорогой читатель . Сегодня в рубрике " " мы поговорим о двигателях, а точнее о двигателях с шильдиком TSI. Вы узнаете, что значит эта аббревиатура, что особенного в этих моторах и другой не менее важной и интересной информации.В сети очень часто люди интересуются вопросом: "Что такое TSI двигатель ", ищут отзывы о TSI моторах , а также прощупывают слабые и сильные места этого типа двигателя перед тем как купить автомобиль. Это и неудивительно, учитывая то, сколько на сегодняшний день выпускается моторов подобного класса. Однако большинство автомобилистов не имея ни малейшего понятия о том, что такое TSI и с чем его едят, раздают советы относительно того, стоит или не стоит покупать авто с таким мотором. Учитывая этот факт, мы решили разобраться в этом вопросе, чтобы внести ясность в эту запутанную ситуацию.
Первый аргумент в пользу двигателей TSI - этот тип моторов был разработан всемирно известной компанией Volkswagen, и по словам самих немцев, этот мотор можно назвать одним из наиболее удачных технических экспериментов.
Что такое TSI двигатель , точнее, как расшифровать аббревиатуру, состоящую из трех букв? Turbo Stratified Injection – именно эти три слова скрываются под тремя буквами TSI. Если перевести дословно, то получится что-то типа – "Непосредственный послойный впрыск бензина с турбонаддувом", но если переводить по-человечески, то правильнее было бы сказать, что TSI - это двигатель, оснащенный системой непосредственного впрыска с двойным турбонаддувом.
Особенность мотора заключается именно в том, что он имеет двойной турбонаддув (турбокомпрессор и механический нагнетатель). Какой из нагнетателей включится в работу зависит от потребностей двигателя и его оборотов. Весь процесс можно разделить на четыре режима.
- Режим - холостые обороты (до 1000 об/мин). В этом режиме наддув бездействует, механический нагнетатель полностью отключен, а заслонка, которая регулирует и контролирует процесс - открыта. В результате чего газовая отработка небольшая и мощность, соответственно, тоже.
- Режим - обороты двигателя выше 1000 об/мин, но не дотягивают до 2400. В таком режиме заслонка закрывается и в работу вступает механический нагнетатель, который создает давление - 0,17 МПа. Турбина в данном случае работает только для создания дополнительного воздушного сжатия.
- Режим - обороты двигателя в диапазоне от 2400 до 3500 об/мин. Работает в основном турбокомпрессор, поднимая давление до 0,25 МПа, при этом механический нагнетатель преимущественно бездействует, включаясь в работу только в том случае, когда нужно , например, во время резкого разгона.
- Режим - обороты двигателя превышают 3500 об/мин. Механический нагнетатель полностью выключается и не участвует в наборе скорости, заслонка-регулятор - открыта. Немного падает давление наддува, что позволяет избежать детонации двигателя. При 5500 об/мин. давление составляет - 0,18 МПА.
Двигатель TSI оснащен также усиленной двухконтурной системой охлаждения, в которой один контур контролирует температуру в блоке цилиндров, а второй - на головке. С целью недопущения перегрева двигателя, второй контур оснащен дополнительным водным насосом на электроприводе, который гоняет по отдельному контуру, на протяжении 15 минут после того как вы заглушили двигатель.
Движение отработавших газов (красные и синие стрелки) и охлаждающей жидкости (зеленые стрелки) в двигателе TSI Volkswagen
Все вышеперечисленные технологии и доработки позволяют добиться:
- Существенной экономии топлива;
- Снижения уровня выброса вредных веществ в атмосферу;
- Увеличить срок службы двигателя;
- Кроме того, разработчики позаботились и . Двигатель установлен в корпус из пены, который поглощает звук его работы, причем выхлоп проходит через шумопоглотители, что делает автомобиль практически бесшумным.
Недостатки TSI двигателя
- Требовательный к расходникам (качественный бензин, масло и т. д.);
- Необходимость регулярного техобслуживания, которое обходится недешево;
- Проблемы с зимней эксплуатацией. практически не способен разогреться, поэтому владельцам приходится начинать езду практически "на холодном" моторе, рабочая температура достигается уже в процессе езды. Хотя, как заявляют владельцы авто с таким двигателем и сам производитель, езду можно начинать сразу же после запуска мотора, при этом у вас не будет никаких проблем с мотором. Единственное, что вас, скорее всего, не порадует - это то, что и в салоне у вас будет довольно прохладно.
В заключение подведем некую черту под всем сказанным выше. Двигатель TSI - надежный и продуманный агрегат, обладающий мощностью, надежностью и экономичностью.
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.
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 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.
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.
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 ).
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.
Автомобили концерна «Фольксваген-Ауди» довольно распространены в России. Одна из особенностей данных машин - это двигатели с турбонаддувом. И если раньше турбину можно было встретить только на дизелях, то «ВАГ» использует ее повсеместно на бензиновых моторах.
Цель модернизации - максимально увеличить технические характеристики агрегата при сохранении его рабочего объема. Так как сегодня важна топливная экономичность, бесконечно увеличивать объем камеры сгорания нельзя. Поэтому автоконцерны идут на разные ухищрения. Ярким примером таких работ является TSI-двигатель. Что это такое и в чем особенности данной силовой установки? Рассмотрим в нашей сегодняшней статье.
Характеристика
Двигатель TSI - это бензиновый силовой агрегат, который используется на автомобилях «Фольксваген», «Шкода» и «Ауди». Характерное отличие мотора TSI - наличие двойного турбонаддува и системы непосредственного впрыска топлива (не путать с «Коммон Рейл»). Разработав особую конструкцию, немецкие инженеры достигли высокой топливной экономичности агрегата при неплохих технических характеристиках.
Первый образец TSI появился в 2000 году. Данная аббревиатура дословно переводится как «двойной наддув послойный впрыск».
Линейка агрегатов
Достаточно обширна, причем моторы с одинаковым рабочим объемом могут выдавать разную мощность. Яркий тому пример - 1,4-литровый TSI-двигатель. 122 лошадиные силы - далеко не граничный порог. Также концерн производит моторы 1,4 TSI на 140 и 170 лошадиных сил. Как это возможно? Все просто: отличия заключаются в технологии наддува:
- при использовании одного турбокомпрессора мощность двигателя TSI 1,4 варьируется в пределах от 122 до 140 лошадиных сил;
- с использованием двух турбин мощность возрастает до 150-170 сил. При этом меняется программное обеспечение электронного блока управления двигателем.
И все это на моторе с рабочим объемом в 1,4 литра! Но это далеко не единственный мотор в линейке. Существуют разные вариации двигателей TSI:
- 1.0 TSI. Это самый младший мотор. Он укомплектовывается одной турбиной и развивает мощность в 115 лошадиных сил. Литровый двигатель TSI имеет в распоряжении всего три цилиндра.
- 1.4. Об этих моторах мы уже рассказали выше. В линейке присутствует пять вариаций двигателей с мощностью от 122 до 170 лошадиных сил. Все цилиндры расположены в один ряд.
- 1.8. Такие моторы имеют три модификации. Мощность данной силовой установки может составлять от 152 до 180 лошадиных сил.
- 2.0. Эти агрегаты развивают мощность от 170 до 220 сил. Блок двигателя - рядный, четырехцилиндровый (как и на предыдущих двух агрегатах).
- 3.0. Это флагманский мотор, используемый на «Фольксвагене Туарег». Это шестицилиндровый двигатель V-образного типа. В зависимости от степени наддува, его мощность может составлять от ЗЗЗ до 379 лошадиных сил.
Как видите, линейка силовых агрегатов достаточно обширна.
Устройство
Стоит отметить, что двигатели TSI существенно переработаны. Так, здесь установлены алюминиевый блок цилиндров, измененная впускная и выпускная система, а также модернизированная система впрыска горючего. Однако обо всем по порядку.
Нагнетатели
Турбина - это основной элемент, благодаря которому достигаются столь высокие технические характеристики. Нагнетатели на моторах TSI располагаются в разных сторонах блока. Механизм работает от энергии выхлопных газов. Последние приводят в движение крыльчатку, которая через специальные приводы нагнетает воздух во впускной коллектор. Отметим, что обычные турбированные двигателя имеют массу недостатков. В частности, это эффект турбоямы - потери крутящего момента ДВС на определенных его оборотах. Моторы TSI лишены данного недостатка благодаря нескольким нагнетателям. Один работает на низких оборотах, а второй подключается при высоких. Так реализуется максимальный крутящий момент в довольно широком диапазоне.
Как работает наддув?
В зависимости от количества оборотов коленвала существуют следующие режимы работы данной системы:
- Безнаддувный. В данном случае турбина не задействуется в работу. Обороты двигателя не превышают одной тысячи в минуту. Дроссельная регулирующая заслонка находится в закрытом состоянии.
- Работа механического нагнетателя. Данный механизм задействуется, когда обороты составляют от одной до двух с половиной тысяч в минуту. Механический нагнетатель помогает обеспечить хороший крутящий момент при старте автомобиля с места.
- Совместная работа турбины и нагнетателя. Это происходит при оборотах от двух с половиной до трех с половиной тысяч.
- Работа турбокомпрессора. Нагнетатель больше не включается в работу. Наддув обеспечивается только крыльчаткой турбины в режиме оборотов от трех с половиной тысяч и выше.
С ростом числа оборотов увеличивается и давление воздуха. Так, во втором режиме данный параметр составляет порядка 0,17 МПа. В третьем давление наддува достигает отметки в 0,26 МПа. На высоких оборотах уровень давления немного снижается. Это сделано для того, чтобы предотвратить эффект детонации (самопроизвольное воспламенение бензиновой смеси, которое сопровождается характерным ударом на днище поршня). При работе турбокомпрессора уровень давления составляет 0,18 МПа. Но этого вполне достаточно, чтобы обеспечить высокий крутящий момент и мощность при движении на скорости.
Система охлаждения
Поскольку двигатель находится в режиме постоянных нагрузок, ему необходимо качественное охлаждение.
Так, система имеет патрубки, что проходят через интеркулер. Благородя этому в цилиндры попадает холодный воздух. Это обеспечивает более полное сгорание смеси и способствует росту динамики двигателя.
Система впрыска
Двигатель TSI обладает модернизированной системой впрыска. Она относится к непосредственному типу. Так, горючее поступает в камеру сразу же, минуя классическую топливную рейку. Как отмечают отзывы, работа непосредственного впрыска ощущается при наборе скорости. Машину буквально подрывает с «низов». Но применение такой системы впрыска направлено не только на увеличение КПД и мощности мотора, оно способствует снижению расхода топлива двигателя.
Блок цилиндров
Двигатель TSI отличается облегченным блоком цилиндров, который изготовлен из алюминия. Использование такого сплава существенно снизило массу мотора. В среднем такой блок весит на 14 кг меньше, нежели чугунный. Также в конструкции используются иные распределительные валы, спрятанные за пластиковой крышкой. Таким образом достигаются высокие эксплуатационные показали работы данного ДВС.
Проблемы
Какие имеют двигатели TSI проблемы? Одна из частых болезней данных силовых установок - это повышенный расход масла. Причем масложор не является редкостью даже на новых моторах. Что говорят отзывы о двигателях 1.4 TSI? Данные агрегаты потребляют до 500 граммов масла на 1000 километров. Это довольно много. Владельцам часто приходится контролировать уровень щупом. Если прогадать момент, можно поймать масляное голодание, которое чревато снижением ресурса двигателя TSI, а именно его поршневой группы. Можно ли решить данную проблему? К сожалению, это "неизлечимая болезнь" всех моторов TSI, поэтому владельцу остается лишь регулярно следить за щупом и возить с собой бутылку масла на долив.
Еще одна проблема, которая поставила крест на надежности двигателя 1.4 TSI - это выход из строя турбины. Ее часто "закидывает" маслом, а к 80 тысячам появляется люфт подшипников. Турбина не в состоянии нагнетать воздух под нужным давлением, из-за чего ухудшается динамика расхода и меняется характер поведения авто. Стоимость ремонта нагнетателя составляет порядка 60 тысяч рублей, а таких турбин в моторе несколько.
Следующий подводный камень, который ставит под сомнение надежность двигателей TSI - это газораспределительный механизм. Они работают от цепи, которая часто растягивается. Причиной тому стали чрезмерно высокие нагрузки. В последние годы немецкий производитель начал устанавливать ременной привод. По словам производителя, его прочность увеличилась в два раза. Это несколько улучшило ситуацию, однако на рынке осталось много автомобилей со старым цепным ГРМ.
Сколько служит двигатель TSI? По словам производителя, ресурс его составляет порядка трехсот тысяч километров. Однако на практике эти моторы ходят по 150-200 километров. Что существенно усугубляет ситуацию, так это алюминиевый блок. Он практически не поддается ремонту. Здесь нет привычных мокрых гильз, которые можно было бы заменить, поэтому в случае выхода из строя, мотор TSI проще заменить на новый, что, кстати, довольно недешево.
Заключение
Итак, мы выяснили, что собой представляет двигатель TSI. Идея создания данного мотора неплохая. Немцы стремились сделать мощный и производительный двигатель, получить с него максимальный КПД. Однако в погоне за идеальными характеристиками инженеры не учли массу нюансов, которые уже исправляли в процессе серийного производства двигателей. Стоит ли приобретать автомобиль с таким двигателем? Эксперты дают отрицательный ответ, поскольку ресурс у этих моторов действительно малый. Также часто наблюдаются проблемы с цепным приводом. Несмотря на высокую производительность и низкий расход топлива от покупки такого авто стоит воздержаться. Владелец может столкнуться с непредвиденным ремонтом и довольно серьезными капиталовложениями.
Многие из вас, уважаемые читатели (которые интересуются немецкими машинами), иногда при выборе например volkswagen или его дочерней компании skoda наталкиваются на такой вопрос. Что такое двигатель TSI? Ведь у этих марок есть обыкновенные агрегаты и есть с непонятной аббревиатурой — TSI. Я тоже задался таким вопросом и накопал такую информацию…
Все слышали про обыкновенные (Volkswagen и Skoda), а также (AUDI), но двигатели TSI для Российского потребителя остаются загадкой. Что это за мотор такой? Существует много высказываний, особенно в пьяной компании, всегда найдется эдакий знаток (который все знает и все слышал). Я сам грешным делом когда то думал — что это дизельный вариант. Думал так потому — что при меньшем объеме выдает большее количество мощности, чем например простой турбированный агрегат. А вот нет — это не дизель.
Самый яркий представитель класса, это вариант объемом 1,4 литра, компании Volkswagen. Уж сколько наград и признаний критиков он получил ну просто идеал среди турбин!
Определение
Двигатели TSI — это бензиновые агрегаты с двойным турбонаддувом (которые содержат и механические компрессоры), системой непосредственного «послойного» впрыска топлива. Строение гораздо сложнее обычного турбированного двигателя, однако стоит заметить, что надежность, мощность и экономичность, на очень высоком уровне. Он практически лишен недостатков.
Если разобрать аббревиатуру есть несколько определений. Одно с 2000 года (именно тогда он был разработан) — Twincharger Stratified Injection — перевод (двойной наддув послойный впрыск), однако позже примерно в 2008 году появляется другой перевод Turbo Stratified Injection — (турбонаддув послойный впрыск), то есть убирается значение «двойной», именно в эти годы и начинается производство силовых агрегатов с одним нагнетателем
Линейка моторов
Знаете много раз был свидетелем того что многие спорили — а вот мотор 1,4 литра сколько у него лошадей? Один говорит что 122, другой 140, третий вообще 170!!! Как такое возможно? А все просто именно этот агрегат в 1,4 литра стал для компании большим полигоном для испытаний, именно из него выросли все остальные вариации от 1,0 до 3,0. И действительно именно 1,4 сейчас имеет очень много вариаций, если не ошибаюсь около 5 — 6.
НА его примере (1.4) я расскажу как это делают немцы:
- Одна турбина. Вариации 122 и 140 л.с. — различия в мощности турбонагнетателя и программной прошивке
- Турбина и компрессор. Вариации 150 — 160 — 170 л.с. — здесь меняется либо мощность , либо турбированного нагнетателя, ну и конечно программного обеспечения (которое зашивается в )
Такая ситуация почти во всей линейки, исключения мотор 1,0 TSI он изначально разрабатывался только с турбонагнетателем — устанавливается на маленькие машины типа Volkswagen UP, либо на гибридные варианты. Для вас подготовил небольшую табличку посмотрите
Здесь изображены все силовые агрегаты в стоке, то есть залито официальное программное обеспечение, если изменить конфигурацию или прошивку можно выжать гораздо большую мощность.
Устройство
Сильно в строение углубляться я не стану, однако постараюсь затронуть важные элементы и отличия. Для начало посмотрите на основные блоки, вот небольшая схема.
Агрегат переработан значительно, особенно стоит отметить — два нагнетателя, новую систему охлаждения, впрыск топлива, облегченный блок двигателя. Теперь по порядку.
1) Механический компрессор и турбонагнетатель, основные отличия
Устройство таково, что они расположены по разные стороны блока. Обыкновенный компрессор использует энергию выхлопных газов (расположен с одной стороны). Отработанные газы сами раскручивают турбинное колесо, затем через специальные приводы создается нагнетание в цилиндры двигателя — сжатого воздуха (о простом турбированном варианте писал ). Принцип работы старого типа мотора, более эффективное, чем у просто бензинового двигателя, но не такой эффективный как у TSI. Простой турбированный агрегат мало эффективен на холостых и низких оборотах, проявляется эффект так называемой « » (когда полная мощность проявляется только от 3000 оборотов и выше), то есть всегда нужно газовать.
Что не скажешь про TSI. Все отличие состоит в том — что он содержит еще механический компрессор (с другой стороны), который работает на низких оборотах. Таким образом всегда происходит нагнетание сжатого воздуха (через специальные устройства). Благодаря этому механическому компрессору — мощность не падает, даже с низов прекрасная тяга, эффект «турбо ямы» побежден!
Прекрасный симбиоз работы: механический нагнетатель на «низах» обычный классический ТУРБО «наверху», провалов мощности нет!
Здесь также имеются усовершенствования. Появляется понятие «охлаждение жидкостью» (обычные турбо варианты охлаждаются только воздухом). Система охлаждения имеет патрубки которые проходят . Благодаря чему основной воздух нагнетается в цилиндры, показатель давления выше. Результат равномерное заполнение камеры сгорания топливной смесью и увеличение динамики. Уже при 1000 — 1500 об/мин получаем заявленный в 210 Нм. Вот небольшая схема системы охлаждения, видно расположения патрубков.
3) Впрыск топлива
Очень интересная система. Во-первых топливо подается сразу в цилиндры двигателя (обходя топливную рейку), во-вторых смешивание с воздухом происходит «послойно» за счет чего достигается сгорание с высокой эффективностью. Два этих фактора позволяют немного увеличить мощность и снизить расход топлива. Вот схема основных элементов топливной системы.
4) Облегченный блок
Нужно отметить, что инженеры бились над снижение веса блока агрегата. И знаете удалось убрать порядка 14 килограмм — значительный показатель. Использовали новую конструкцию размещение самого блока и головки, новые распредвалы и пластиковая крышка.
TSI зарекомендовали себя как очень производительные моторы — при относительно малом объеме можно достигнуть очень высоких показателей в «лошадиных силах». Так обычный турбированный тип от volkswagen, при объеме 1,2 литра имеет мощность примерно 90 л.с, TSI — может выдать при этом же объеме около 102 л.с.
Второе поколение EA211 и EA888 GEN.3
C 2013 года линейка моторов TSI обновилась, были переработаны многие узлы которые считались до этого не прочными. Так основной «ахиллесовой пятой» была цепь ГРМ.
Ходила она не долго, особенно в вариациях 1,2 — 1,4, просто растягивалась и рвалась при пробеге в 50 — 70000 км (от высокой нагрузки и большого крутящего момента). Сейчас ее убрали и поставили ремень ГРМ, ходит они не намного дольше, но его легче менять и легче сменить, разница в эксплуатации примерно в три раза. У 1,8-2,0 цепной механизм значительно усилили, прочность увеличилась в два раза.
Также была переработана система прогрева мотора, предшественник (EA111 и EA888 GEN.2) грелись очень долго. Сейчас проблема почти решена. Произошли усовершенствования и турбины. Однако «масложор» остался, расход масла может доходить до 5 литров на 10000 км, поэтому важно следить за уровнем.
