GOLF-V CLUB. Система tsi принцип работы

GOLF-V CLUB. Система tsi принцип работы

Что такое двигатель TSI. Особенности, принцип работы, конструкция и линейка моторов

ЧТО ТАКОЕ ДВИГАТЕЛЬ TSI. ОСОБЕННОСТИ, ПРИНЦИП РАБОТЫ, КОНСТРУКЦИЯ И ЛИНЕЙКА МОТОРОВ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что из себя представляет автомобильный двигатель с системой послойного впрыска топлива TSI, какой его принцип работы, строение и в чем заключается отличие такого мотора от других типов силовых установок. Кроме того, расскажем про конструкцию, особенности двигателей с системой TSI, какими плюсами с минусами обладает технология, а также, как обслуживается и ремонтируется мотор с таким типом действия. В заключении поговорим о том, какими двигателями представлена линейка моторов с системой TSI, на какие современные автомобили устанавливается двс, из каких основных компонентов состоит и выгодна ли в эксплуатации такая силовая установка.

Зачастую двигатели с аббревиатурой TSI (ТиЭсАй) многие автолюбители встречают на немецких, чешских и испанских автомобилях концерна VAG (Volkswagen, Audi, Seat, Skoda и прочие марки). Дело в том, что сама по себе технология TSI была разработана еще в конце 90-х годов 20 века именно немецкими инженерами, с целью дальнейшего ее внедрения на свои автомобили. Справочно заметим, что все моторы ТиЭсАй оснащаются турбонаддувами, этим они в основном и отличаются от атмосферных силовых установок FSI.

ЧТО ТАКОЕ ДВИГАТЕЛЬ FSI. ОСОБЕННОСТИ И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Кроме простых, атмосферный моторов ЭфЭсАй, которыми также во всю компонуются Фольксваген и Шкода, у семейства немецких моторов имеется еще один, который устанавливается только на модели компании Ауди и зовется он TFSI (ТиЭфСиАй). Отметим, что для многих потребителей России и Казахстана турбированные моторы с символами TSI до сих пор являются своеобразными загадками среди силовых установок. Многие до сих пор думают, что двигатели TSI так или иначе связаны с дизельными агрегатами TDI, ведь при небольших объемах, моторы ТиЭсАй способны выдавать существенное количество мощности и крутящего момента. Ну чем не дизель? Однако это в корне не верно, TSI - это полностью бензиновый двигатель, самым ярким представителем которого является вариант с объемом в 1.4 литра от концерна VAG. Данный мотор считается самым известным в Европе и имеет множество наград за свою экономичность и динамику.

1. ПОНЯТИЕ И ОСОБЕННОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ TSI. ЛИНЕЙКА МОТОРОВ

Практически каждый автолюбитель хоть бы раз в жизни встречал символы под капотом той или иной машины в виде аббревиатуры с надписью - TSI. Однако, что означает эта маркировка, знает не каждый любитель автомобилей. Сокращенное понятие TSI расшифровывается, как Turbo Stratified Injection, что переводится, как турбонаддув с послойным впрыском топлива в камеру сгорания цилиндра. Таким образом, двигатель TSI - это бензиновая установка, которая первоначально была оснащена 2-мя турбонаддувами, в том числе механическим компрессором и системой непосредственного или послойного впрыска топлива.

Затем в процессе неоднократной модернизации мотора, инженерами было решено устанавливать только одну турбину, поэтому первоначальное название агрегата Twincharger было в дальнейшем изменено просто на Turbo. Справочно заметим, что строение такого мотора намного сложнее обычного турбированного двигателя, однако надежность, мощность и экономичность агрегата находится на высоком уровне. В целом такая силовая установка почти лишена серьезных недоработок, но это не касается двигателей первых лет выпуска.

На сегодняшний день линейка моторов TSI является одной из самых разнообразных и гамма силовых установок просто впечатляет. Как мы отметили ранее, самым распространенным мотором, на котором в принципе и проводились все опыты концерна VAG является агрегат с объем в 1.4 литра. Многие автолюбители считают, что такой мотор маломощный и слабый. Однако это не совсем так. Дело в том, что двигатель 1.4 TSI стандартно имеет 122 лошадиные силы, перепрошитый или модифицированный - 140 лошадей и самый новый с заводской чиповкой - 170 лошадиных сил. Как такое возможно, каким образом немцы выжали из такого мало объемного мотора столько мощности?

А все довольно просто, как мы сказали ранее мотор в 1.4 литра является основным для концерна VAG, он был своего рода полигоном для испытаний и именно из него создавались остальные вариации силовых установок, начиная от 1.0 до 3.0 литровых двигателей. Вот поэтому столько модификаций получил на первый взгляд мало объемный агрегат 1.4 TSI. Дек почему же данный двигатель получился таким мощным? Все дело в особенной турбине, которая добавила около 20-30 лошадиных сил к стандартной мощности установки, а также благодаря специальной прошивке. Что касается моторов со 170-ю лошадиными силами, то они вообще в своем роде уникальны. Такая мощность получается благодаря одновременной работе 2-ух турбонагнетателей, то есть одного компрессора и одного нагнетателя и конечно же программного обеспечения, которое устанавливается в электронный блок управления двигателем.

Таким образом, принцип работы всех двигателей линейки TSI практически одинаков, исключением служит только самый маломощный мотор семейства с объемом в 1.0 литр. Данный двигатель первоначально проектировался и создавался только с системой турбонаддува. Справочно заметим, что мотор 1.0 TSI устанавливается на малолитражные автомобили концерна VAG такие, как Фольксваген UP или на гибридные варианты. Ниже на изображении можем наглядно видеть всю линейку моторов с системой TSI, которой на сегодняшний день оснащают автомобили концерна VAG.

Как видим на изображении отражены все моторы семейства TSI концерна VAG, на которые установлено заводское программное обеспечение, в народе известное, как прошивка. В том случае, если изменить заводскую конфигурацию или обеспечение (ПО), то можно выжать еще большую мощность силовых установок, однако это в первую очередь не лучшую сторону отразится на ресурсе мотора, который вероятней всего значительно сократиться.

2. УСТРОЙСТВО И СТРОЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ С СИСТЕМОЙ TSI

Двигатель с системой TSI нельзя назвать революционным, от также, как и все традиционные моторы без турбонагнетателя оснащается типовым блок цилиндров и поршневой группой Основное отличие двигателя от классический моторов - это наличие в системе 2-ух нагнетателей. Кроме того, изменению подверглась и система охлаждения с впрыском топлива. Также инженеры решили облегчить силовую установку и вместо чугунного блока цилиндров оснастили двигатель алюминиевым компонентом.

Основные отличительные компоненты двигателей с системой TSI:

- Механический компрессор и турбонагнетатель: устроены таким образом, что установлены они по разные стороны блока цилиндров. Механический компрессор в своей работе использует энергию выхлопных газов. Что касается выхлопных газов, то они как бы сами раскручивают турбинное колесо, а затем через специальные приводы создается определенное нагнетание сжатого воздуха в цилиндры мотора. Что касается обычного турбонаддува, то он функционирует по классической схеме.

Справочно заметим, что принцип действия старых типов силовых установок с турбиной, считается более эффективным, чем у простого, атмосферного бензинового мотора, но не лучше, чем у агрегатов с TSI. Что касается классического двигателя с турбиной, то он зачастую мало эффективен на холостых и пониженных оборотах, так как в большинстве случаев у них проявляется "синдром", который именуется, как "турбо яма". Отметим, что "турбо ямой" является ситуация, когда полная мощность мотора проявляется только после 3 тысяч оборотов в минуту, то есть водителю нужно часто нажимать на педаль газа, чтобы повысить отдачу двигателя.

Однако принцип действия системы TSI заметно отличается от традиционных турбированных моторов. Отличается он наличием в нем механического компрессора, который функционирует на низких оборотах, в отличие от простой турбины, которая зачастую подключается после 2500-3000 оборотов в минуту. Наличие 2-ух турбонагнетателей в системе позволяет постоянно нагнетать воздух через специальные устройства. Таким образом, благодаря механическому компрессору мощность двигателя не падает и даже на низких оборотах у автомобиля имеется отличная тяга, а "синдром" под названием "турбо яма" полностью отсутствует. Можно отметить, что у немцев получилась довольна интересная синергия в работе компонентов мотора, то есть в "низу" подхватывает компрессор, а "наверху", как бы ловит турбина. Вот потому и нет провалов во время функционирования мотора у системы TSI.

- Система охлаждения: у двигателей TSI является усовершенствованной, благодаря наличию в установке жидкостного охладителя, который понижает температуру в турбине и компрессоре. Справочно заметим, что традиционные турбины охлаждаются только воздухом. Система охлаждения силовой установки TSI оснащена специальными патрубками, которые проходят через интеркулер. Благодаря такой компоновке, основной воздух нагнетается в цилиндры мотора, что обеспечивает высокий показатель давления. Результатом такой конструкции является равномерное (послойное) заполнение камер сгорания топливной смесью, что как следствие ведет к улучшению динамики автомобиля. Заметим, что уже при 1-1,5 тысяч оборотов в минуту мы получаем крутящий момент равный 200-210 Ньютон на метр.

- Система впрыска топлива: является, в каком то роде уникальной по своему строению. Дело в том, что топливо подается в цилиндры силовой установки огибая топливную рампу. Кроме того, смешивание горючего с воздухом осуществляется равномерно или послойно, благодаря высоко эффективному сгоранию смеси. За счет этих моментов в моторе незначительно повышается мощность и при этом оптимизируется расход топлива. Справочно заметим, что благодаря такой схеме работы, двигатель экономит примерно 0,3-0,5 литра бензина на 100 километров пробега.

- Облегченный блок цилиндров: создавался немецкими инженерами в первую очередь с целью его максимального облегчения. Самое интересно, что концерну VAG эту задачу получилось осуществить. В итоге удалось снизить общий вес узла почти на 13,5 килограмм, что является отличным показателем. Кроме того, инженеры использовали новую конструкцию силовой установки, которая коснулась иного расположения блока с головкой цилиндров, также появились новые распределительные валы и пластиковая крышка.

В целом можно сказать, что мотор с системой TSI зарекомендовал себя, как высокопроизводительный двигатель при довольно малом рабочем объеме цилиндров, который смог достигнуть значительных показателей в мощности, а именно в лошадиных силах. Для сравнения классический "ВАГовский" тип мотора с рабочим объемом 1.2 литра обладает мощностью всего 90 лошадиных сил, а двигатель с системой TSI способен выдавать при таком же объеме от 102 до 107 лошадиных сил.

Справочно заметим, что в 2013 году силовые установки TSI довольно серьезно обновились. Модернизация коснулась достаточно многих компонентов, которые до этого считались не надежными. Например слабым звеном в таких моторах была цепь ГРМ, которая в основном устанавливалась на двигатели с объемами в 1.2 и 1.4 литра. Ресурс цепи был не долог, примерно 50-70 тысяч километров пробега, а затем она просто рвалась из-за больших нагрузок и высокого крутящего момента мотора. После обновления ее убрали из системы и установили обычный ремень газораспределения, который функционирует примерно в 2-2,5 раза дольше цепи. Кроме того, ремень легче заменить и обслужить. Что касается моторов с объемами в 1.8 и 2.0 литра, то цепь у них оставили, только значительно укрепили, а также усилили весь узел, что увеличило прочность элемента почти в 2 раза.

В заключении отметим, что благодаря прошедшей модернизации моторов TSI, которая состоялась в 2013 году, была также значительно переработана система прогрева силовой установки. Например до обновления двигатели с маркировками EA111 и EA888 GEN.2 до рабочей температуры грелись довольно долго, особенно в зимнее время года. После доработки моторов, проблема с нагревом практически устранилась. Кроме системы прогрева, была усовершенствована система турбонаддува, однако это не помогло избавить некоторые двигатели от повышенного расхода масла, эта проблема к сожалению осталась не решенной. Справочно заметим, что в основном масложором страдают моторы с объемами в 1.8 и 2.0 литра, расход масла у них может составлять до 2-3 литров на 10 тысяч километров пробега, поэтому очень важно систематически проверять уровень технической жидкости, чтобы не получилось такой ситуации, когда мотор работает в "сухую".

БОЛЬШОЕ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ. ОСТАВЛЯЙТЕ СВОИ КОММЕНТАРИИ, ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ. ЖДЕМ ВАШИХ ОТЗЫВОВ И ПРЕДЛОЖЕНИЙ.

bazliter.ru

Двигатели TSI. Принцип работы

Что можно пожелать от автомобиля нового поколения? Просторного салона, комфорта и безопасности, а также особенно экономичного, экологически чистого и при этом динамичного двигателя.

Разработчикам Фольксваген удалось воплотить это в необыкновенном двигателе TSI, который оптимально соответствует всем перечисленным ожиданиям. Этот компактный двигатель развивает мощность в 125 кВт и крутящий момент 240 Нм в диапазоне от 1750 до 5000 оборотов в минуту.

Расход топлива — 7,2 литра на 100 километров. Удачный синтез удовольствия от вождения и экономической ответственности.

Благодаря технологии TSI с двойным наддувом инженерам Фольксваген удалось объединить эти два требования в одном двигателе, не принося их в жертву друг другу. Из-за оптимальной концепции привода полный крутящий момент создается уже на низких оборотах и поддерживается в последующем широком диапазоне. Похожие результаты обеспечивают традиционные большие двигатели — синоним комфорта и удовольствия при вождении.

Сложность этого конструкторского проекта заключалась в том, чтобы объединить мощь крупных двигателей с экономическими преимуществами малых двигателей. Двигатель 1,4 TSI с двойным наддувом — убедительное подтверждение того, как Фольксваген последовательно совершенствует свою технологию FSI в направлении повышения удовольствия от езды и роста КПД.

Под давлением 150 бар, через новые форсунки с 6-ю отверстиями топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания, где проходит оптимальную подготовку. Именно технология FSI за счет охлаждения камеры сгорания при испарении топлива обеспечивает высокую степень сжатия 10:1, не смотря на двойной наддув.

До сих пор двигатели с высоким наддувом имели одно ограничение: из-за низкой энергии отработавших газов на малых оборотах возникала так называемая турбояма, как следствие двойного наддува. Чтобы устранить эту проблему разработчики Фольксваген используют в качестве второго надувного агрегата скоростной компрессор с механическим приводом, устанавливаемый перед обычным турбокомпрессором. Это устраняет провалы в мощности. Когда требуется большая сила тяги в нижнем диапазоне оборотов, компрессор работает постоянно. При переходе в турборежим компрессор работает по динамическому принципу.

Сочетание двух высоких технологий: FSI и двойного наддува позволило эффективно уменьшить объем двигателя. При этом впервые в истории серийных бензиновых двигателей последовательно расположенные устройства подачи обеспечивают давление наддува до 2,5 бар. Это новый рекорд по сравнению с давлением наддува традиционных турбо двигателей.

Как только водитель нажимает на педаль газа, система управления двигателем подключает компрессор. Электромагнитная муфта, интегрированная в модуль насоса охлаждения, отвечает за включение и отключение компрессора, имеющего отдельный ременный привод.

За счет высокого передаточного числа 5 к 1 компрессор уже на холостых оборотах подает на коленчатый вал давление наддува до 1,8 бар. Таким образом, двигатель уже на старте развивает желаемый крутящий момент.

В режиме постоянной работы компрессора, т.е. до 2000 оборотов в минуту, при высокой нагрузке регулирующая заслонка закрывается и весь поток воздуха направляется в компрессор. Благодаря тому, что роторы компрессора обеспечивают высокое число оборотов, оптимизируется эластичность двигателя. В динамическом режиме работы компрессора автоматическая система регулирования наддува в зависимости от необходимого тягового усилия определяет: следует ли подключать компрессор или турбокомпрессор в одиночку сможет создать требуемое давление наддува. Если давление турбокомпрессора достаточное, регулирующая заслонка открывается и позволяет воздуху поступать напрямую в турбокомпрессор. При этом энергия отработавших газов используется для сжатия воздуха. На низких оборотах, согласно принципиальной схеме, турбокомпрессор срабатывает не сразу. Сочетание с компрессором позволяет повысить КПД турбокомпрессора в верхнем диапазоне оборотов.

Согласование обеих технологий наддува в динамическом режиме езды представляло особо сложную задачу для разработчиков. Если после падения числа оборотов до нижнего диапазона снова требуется ускорение, система управления двигателем мгновенно подключает компрессор. Регулировочная заслонка закрывается и воздух подаётся через компрессор. Выше границы 3500 оборотов в минуту турбокомпрессор переходит в режим самостоятельной работы. Если требуется большая сила тяги, например, при движении на высоких скоростях, турбокомпрессор обеспечивает достаточное давление. В таких случаях двигатель работает только в турбо режиме. Подача воздуха обеспечивается напрямую к турбокомпрессору. Двигатель TSI рассчитан на работу до 7000 об/мин. Выбор материалов с высокой термоустойчивостью обеспечивает оптимальный расход топлива даже на больших скоростях. Сравнение с другими двигателями сегмента А чётко показывает, что обе цели поставленные перед разработчиками будет полностью достигнуты.

Новый двигатель обладает превосходной динамикой и при этом расходует крайне мало топлива для своих 125 кВт. Он был подвергнут тщательным испытаниям на долговечность согласно строжайшим требованиям Фольксваген.

Длительные испытания эквивалент 300 тысяч км пробега показали успешные результаты. Свыше 250 прототипов и пресерийных двигателей были основательно проверены во всех необходимых циклах испытаний. Каждый отдельный компонент двигателя TSI успешно выдержал испытания и имеет ресурс, соответствующий сроку службы двигателя.

В таком мощном двигателе как TSI все детали должны быть рассчитаны на высокую длительную нагрузку. Например, блок цилиндров отлит из серого чугуна и гарантирует полную безопасность эксплуатации даже при высоком давлении впрыска до 120 бар. Были использованы современнейшие методы измерения и высококачественные компоненты. Оптимизированные технологии производства базируются на массовой серийной технологии отлично зарекомендовавших себя четырёхцилиндровых двигателей Фольксваген.

Высококвалифицированный персонал обеспечивает безупречное качество монтажа. Этот двигатель производится в Германии и безусловно отвечает стандартам качества Фольксваген.

Благодаря эффективному развитию крутящего момента можно реже переключать передачи. Удовольствие от вождения достигает максимума на извилистых трассах и подъёмах, когда раскрывается полная мощь этого двигателя. Удовольствие от вождения и экономичность — удачное сочетание на привычно высоком технологическом уровне Фольксваген. Вот почему Гольф GT с двигателем 1.4TSI можно по праву считать автомобилем будущего.

Источник

www.golf-v.ru