11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатели TSI от Volkswagen

Что такое двигатель TSI

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.

Двигатели Фольксваген TSI: 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.

Читать еще:  Х рей с двигателем ниссан отзывы

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:

ПАРАМЕТРЗНАЧЕНИЕ
Рабочий объем, куб. см.1390
Мощность122 — 180 лошадиных сил
Крутящий момент, Нм (об/мин)200 (1500) — 250 (4500)
Количество цилиндров4
Клапанов всего16
Диаметр цилиндра, мм76.5
Рабочий ход поршня, мм75.6
Степень сжатия10
ГорючееНеэтилированный бензин АИ-95, АИ-98
Потребление горючего, л/100 км. (город/трасса)8,2/5,1
Моторное масло5W-30, 5W-40
Объем моторного масла, л3.8
Система смазкиКомбинированная
Система охлажденияЖидкостная
Масса, кг126
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:

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.

НЕИСПРАВНОСТИПРИЧИНЫ
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

Двигатели 1.2 TSI

  • Двигатели
  • Volkswagen
  • 1.2 TSI

4-цилиндровые турбо двигатели 1.2 TSI немецкий концерн Фольксваген выпускает с 2009 года и ставит на свои многие компактные и среднеразмерные модели, такие как Гольф, Поло и Фабия. Моторы делятся на два поколения: EA111 и EA211, которые серьезно отличаются друг от друга.

Двигатели 1.2 TSI серии EA111

Двигатели 1.2 ТСИ представляют из себя упрошенную версию моторов 1.4 ТСИ линейки EA111. Здесь алюминиевый блок цилиндров с чугунными гильзами и облегченная поршневая группа, 8-клапанная головка блока с гидрокомпенсаторами и цепной привод ГРМ, без фазорегулятора. Впрыск топлива прямой типа FSI, присутствует наддув при помощи турбокомпрессора IHI 1634.

Краткие технические характеристики всех силовых агрегатов серии мы свели в одну таблицу:

Точный объем1197 см³
Система питанияFSI
Мощность двс86 — 105 л.с.
Крутящий момент160 — 175 Нм
Блок цилиндровалюминиевый R4
Головка блокаалюминиевая 8v
Диаметр цилиндра71 мм
Ход поршня75.6 мм
Степень сжатия10
Особенности двснет
Гидрокомпенсаторыда
Привод ГРМцепной
Фазорегуляторнет
ТурбонаддувIHI 1634
Какое масло лить3.7 литра 5W-30
Тип топливаАИ-95
Экологический классЕВРО 5
Примерный ресурс250 000 км

Допускается использование бензина АИ-95, но крайне рекомендуется применять только АИ-98. Моторное масло 5W-30 или 5W-40 по регламенту VW 504.00 или 502.00 меняют раз в 15 000 км.

C 2009 по 2017 год производились три модели этого агрегата, которые отличались мощностью:

CBZA (86 л.с. 160 Нм)
A1 8X, Fabia 2, Roomster 1, Caddy 3, Golf 6
CBZB (105 л.с. 175 Нм)
A3 8P, Fabia 2, Roomster 1, Yeti 1, Caddy 3, Golf 6, Polo 5
CBZC (90 л.с. 160 Нм)
только Polo 5

Первые годы выпуска цепь ГРМ могла вытянуться даже на пробегах в 30 — 40 тысяч км. После модернизации 2011 года ее ресурс вырос, но все равно был ниже чем у аналогов. Растянутая цепь часто перескакивает, что почти всегда фатально для силового агрегата.

Этот двигатель не переносит плохого топлива либо бензина с низким октановым числом, это приводит к образованию нагара на впускных клапанах и закоксовыванию форсунок. Симптомами являются нестабильная работа, плавающие обороты, рывки, провалы тяги.

Запах бензина в масле говорит о том, что топливный насос высокого давления дал течь. Признаком неисправности ТНВД также служит плохая заводка автомобиля на холодную.

Невысокий ресурс имеет электропривод управления геометрией и вестгейтом турбины. Многие сталкиваются с его поломкой до 100 000 км. Хорошо, что меняется он отдельно.

Силовые агрегаты этой серии имели многочисленные проблемы по системе зажигания: окисление высоковольтных проводов, быстрый выход из строя свечей и единой катушки.

Из-за рассыхания небольшой прокладки между блоком цилиндров и маслоохладителем агрегат может потерять значительную часть смазки. Последствия бывают очень разные.

На профильных форумах владельцы автомобилей с данным двигателем часто жалуются на очень долгий прогрев в зимний период. Сделать ничего нельзя, это такая особенность.

Ресурс мотора составляет около 250 000 км и может сильно изменяться в ту или иную сторону в зависимости от того, как часто и какими по качеству расходниками владелец его обслуживал.

На вторичном рынке данные двигатели распространены весьма широко и пользуются спросом. Их стоимость варьируется от 60 до 100 тысяч рублей в зависимости от пробега и года выпуска.

Состояние:хорошее
Комплектация:двигатель в сборе
Рабочий объем:1.2 литра
Мощность:105 л.с.

Двигатели 1.2 TSI серии EA211

Двигатели 1.2 ТСИ второго поколения по сравнению с предшественниками серьезно обновили. Тут новая 16-клапанная ГБЦ, развернутая на 180° с интегрированным выпускным коллектором. Проблемная цепь ГРМ уступила свое место ремню, появился фазорегулятор на впускном валу. Оба термостата здесь объединены с помпой, которая приводится от выпускного распредвала. Система охлаждения наконец получила второй контур и двигатель стал прогреваться быстрее. Блок цилиндров не изменился, он тот же алюминиевый, типа Open Deck с чугунными гильзами.

Краткие технические характеристики этих силовых агрегатов сведены нами в единую таблицу:

Точный объем1197 см³
Система питанияFSI
Мощность двс84 — 110 л.с.
Крутящий момент160 — 175 Нм
Блок цилиндровалюминиевый R4
Головка блокаалюминиевая 16v
Диаметр цилиндра71 мм
Ход поршня75.6 мм
Степень сжатия10.5
Особенности двснет
Гидрокомпенсаторыда
Привод ГРМременной
Фазорегуляторна впуске
Турбонаддувда
Какое масло лить3.8 литра 5W-30
Тип топливаАИ-95
Экологический классЕВРО 5/6
Примерный ресурс300 000 км

Применение бензина АИ-95 допускается, но крайне рекомендуется использовать только АИ-98. Допуски по маслу те же: 5W-30/5W-40 по регламенту VW 504.00/502.00, замена раз в 15 000 км.

Особенности двигателя TSI

Силовыми агрегатами TSI комплектуются все современные модели Volkswagen. Аббревиатура от Turbo Stratified Injection обозначает двигатель, в котором впрыск топлива происходит непосредственно в цилиндр, а воздух нагнетается двойным турбонаддувом.

В результате эксплуатационные характеристики мотора более высокие, чем у двигателя с обычной турбиной, но из-за этого ему требуется более качественное обслуживание, которое нереально осуществить в кустарных условиях.

Этот тип двигателя самый популярный среди автомобилей Volkswagen. На Passat В8, Passat СС, Tiguan устанавливают сейчас (2016 года) только двигатели типа TSI. На Golf и Jetta кроме TSI устанавливают также MPI. Единственная модель, которая не комплектуется TSI — Туарег.

Каким образом работает двойной турбонаддув?

Для понимания принципа действия двойного турбонаддува стоит рассмотреть, как формируется воздушно-топливная смесь на разных оборотах:

  • до 2 400 об/мин работает исключительно механический компрессор, а турбокомпрессор простаивает, поскольку нет необходимости в дополнительной мощности и недостаточно давления выхлопных газов;
  • от 2 400 до 3 500 об/мин для нагнетания воздуха подключается турбокомпрессор, но только если электроника регистрирует очень динамичное увеличение потребности в мощности, к примеру, при резком старте с места;
  • от 3 500 об/мин и выше заслонка турбокомпрессора полностью открыта и он один работает на нагнетание воздуха.

В результате такого комплексного подхода становится возможным тонкое изменение мощности двигателя в большом диапазоне оборотов. Практически отсутствует «турбояма», которая характерна для силовых агрегатов с классической турбиной. В механическом нагнетателе используется редуктор, благодаря которому скорость вращения компрессора достигает 17 500 об/мин для наиболее эффективного давления в системе подачи воздуха.

Особенности охлаждения моторов TSI

Здесь применяется система охлаждения из двух контуров: один для головки блока цилиндров, а второй для самого блока. Количество охлаждающей жидкости в 2 раза больше в головке цилиндров, чтобы быстрее выполнялся прогрев и снижалась вероятность её перегрева, поскольку она изначально нагревается более интенсивно, чем блок цилиндров. Дополнительно система оснащена двумя термостатами, которые срабатывают при температуре в 80 и 95 °C.

Для охлаждения турбины используется еще более интересная схема. Дополнительный водяной насос с электроприводом охлаждает её в течение еще 15 мин. после остановки двигателя. В результате сложный механизм никогда не перегревается, что увеличивает его ресурс.

Недостатки технологии

Наибольшим минусом этих двигателей является их относительно плохой прогрев в холодное время года. Классическая схема разогрева на холостых оборотах в минусовую температуру малоэффективна — вам придётся долго ожидать тепла из дефлектора отопителя. В такую погоду на рабочую температуру мотор выходит достаточно долго даже при езде. К сожалению, такая плата за отменные рабочие параметры этих силовых агрегатов.

Рекомендации по эксплуатации

Любая вещь, созданная человеком, рано или поздно придёт в негодность и даже такие качественные двигатели не вечны. Однако если вы будете использовать качественные расходники и уделите пристальное внимание на состояние цепи ГРМ, то детище немецких инженеров не будет расстраивать вас форс-мажорными поломками в течение многих десятков тысяч километров.

Нюанс с долгим прогревом можно просто решить. Достаточно установить автономный предпусковой подогреватель мотора. Ведь такие приспособления уже не первое десятилетие используются в грузовиках и в нашем случае они помогут вам не мёрзнуть во время коротких зимних поездок.

Что такое двигатель TSI

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.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector