TSI двигатель: принцип работы, устройство, особенности эксплуатации

Применение непосредственного впрыска в бензиновых двигателях является доминирующей технологией современного автомобилестроения. TSI – это аббревиатура запатентованного концерном Volkswagen обозначения двигателей с турбонаддувом и прямым впрыском. Turbo Stratified Injection применяется на большинстве современных авто, выпускаемых VAG-group (Audi, Skoda, Volkswagen и Seat). Технология TSI – это следующая ступень развития моторов FSI, которые имеют прямой впрыск, но не оснащаются турбонаддувом.

Рассмотрим не только принцип работы, но и ряд конструктивных недостатков, которые являются серьезной головной болью владельцев ТСИ моторов.

Преимущества

TSI моторы обладают рядом неоспоримых достоинств:

• формирование смесеобразования. Ориентируясь на показания датчиковой аппаратуры, ЭБУ может формировать 4 типа смеси (бедная послойная смесь с добавлением отработавших газов, бедная гомогенная смесь без добавки отработавших газов, гомогенная стехиометрическая смесь с добавкой отработавших газов, гомогенная стехиометрическая без добавки отработавших газов). Выбор будет зависеть от количества поступаемого воздуха, степени открытия дроссельной заслонки, оборотов двигателя, температуры мотора и прочих факторов. Такое выборочное смесеобразование позволяет получить максимальную отдачу от впрыскиваемого топлива;
• турбонаддув, позволяющий увеличить наполнение цилиндров свежим воздухом. Моторы ТСЙ могут комплектоваться одноступенчатой либо комбинированной системой нагнетания воздуха. В первом случае двигатель имеет стандартную турбину, преимущества и алгоритм работы которой известен многим автолюбителям. Комбинированная система имеет не только турбину, но и механический нагнетатель типа Roots. Принцип работы такой системы представляет особый интерес, поэтому далее рассмотрим его подробней.
• потенциал для тюнинга. Большинство TSI моторов хорошо поддаются чип-тюнингу. Владельцам, желающим добавить несколько десятков лошадок, стоит подумать о ресурсе ДВС и КПП, который при неправильной чиповке может резко снизиться.

Принцип работы системы впрыска

Система подачи топлива в двигателе TSI очень схожа с той, что применяется на дизельных «сердцах». Она состоит из следующих компонентов:

• ЭБУ;
• топливных форсунок;
• топливной магистрали высокого давления;
• топливного бака и фильтра очистки;
• перепускного клапана;
• регулятора давления топлива;
• топливной рейки;
• датчика давления в топливной рейке;
• топливного насоса высокого давления (ТНВД);
• насоса низкого давления;
• предохранительного клапана;
• адсорбера и электрического клапана для его продувки.

Главная особенность системы прямого впрыска в двигателе ТСЙ – это управление способом распыления и временем подачи. Такое преимущество достигается грамотным программированием ЭБУ. В остальном система питания, по сути, ничем не отличается от той, что применяется на двигателях многих других производителей.

Система двойного турбонаддува

Во многом именно комбинирование турбины и механического нагнетателя позволили моторам TSI завоевать не один титул «Двигатель года». Рассмотрим, как реализовано такое решения.

Главный принцип работы – распределение воздушных потоков. Изменяя скорость потока, а также количество поступаемого воздуха, можно регулировать качество смесеобразования в цилиндрах. В зависимости от оборотов коленвала и положения дроссельной заслонки, можно выделить следующие алгоритмы управления турбонаддувом:

• до 1000 об/мин. Двигатель работает в безнаддувном режиме. Весь воздух всасывается с помощью цилиндров;
• в диапазоне от 1000 до 2400 об/мин в работу включается механический нагнетатель. С помощью электромагнитной муфты происходит включение двух роторов. Один из них всасывает воздух, а второй осуществляет нагнетание давления во впускном тракте;
• если водитель в диапазоне 2400-3500 об/мин. резко нажимает на педаль газа, происходит совместная работа нагнетателя типа Roots и обычной турбины;
• На оборотах свыше 3500 тыс. нагнетание воздуха осуществляется только с помощью турбины.

Управление

Один из главных элементов этой систем – заслонка, перераспределяющая поток воздуха между турбиной и нагнетателем. Регулировка осуществляется с помощью сервопривода. К примеру, при 1000-2400 об/мин воздух подается только через нагнетатель, а после 3500 только к турбокомпрессору.

Для грамотного управления всей этой системой ЭБУ постоянно опрашивает ряд датчиков:

• МАР-сенсор, измеряющий давление во впускном тракте. Также происходит измерение температуры воздуха;
• положения дроссельной заслонки;
• давления во впускном коллекторе и сенсор, измеряющий температуру воздуха;
• давления наддува, температуры воздуха.

Разумеется, существует множество тонкостей, объяснение которых потребует серьезного углубления в теорию.

Виды наддува

Двигатель TSI может иметь только турбину. Управление производится с помощью перепускного клапана (электрического либо пневматического). К примеру, при избытке давления в выпускном коллекторе поток выхлопных газов будет проходить мимо «горячей» части турбины. Особенность такой системы в способе охлаждения воздуха. Перед впускным коллектором устанавливается интеркулер жидкостного типа охлаждения. Воздух проходит через соты, внутри которых циркулирует ОЖ. Активация охлаждения производится командой ЭБУ, которая включает насос, запуская тем самым циркуляцию ОЖ в контуре охлаждения воздуха.

На автомобиле с двойным турбонаддувом двигатель имеет интеркулер воздушного типа охлаждения.

Проблемы

Многие владельцы огорчены тем фактом, что на их автомобиле установлен двигатель TSI. Среди всей линейки моторов (1.2, 1.4, 1.8, 2.0, 3.0) некоторые ДВС способны доставить немало хлопот своим владельцам. Среди главных проблем:

• жор масла, который может начаться уже после 10 тыс. км.;
• растягивание цепи.

Проблемы ТСЙ моторов настолько существенны, что требуют рассмотрения в отдельной статье.

Материалы: http://autolirika.ru/teoriya/tsi-dviagtel.html

Далеко не всем известно, что такое TSI и как расшифровывается эта аббревиатура. Об этом мы сегодня и расскажем.

Двигатель TSI — это установка, работающая на бензине, отличающаяся наличием системы «двойного турбонаддува». Перевод сокращения TSI звучит следующим образом — двигатель, имеющий турбонаддув и впрыск топлива послойно.

Отличительной особенностью конструкции TSI является размещение турбонагнетателя с одной стороны и системы, отвечающей за механическую компрессию, с другой. Использование энергии от выхлопных газов позволяет увеличить мощность обычного турбодвигателя. Это возможно за счёт того, что выхлопные газы запускают турбинное колесо и усиленно нагнетают и сжимают воздух благодаря системе приводов. Такая система показывает большую эффективность, чем традиционные двигатели бензинового типа.

Признание экспертов и потребителей, что подтверждается многочисленными наградами. Эта система на протяжении трёх лет (в период с 2006 года по 2008) становилась обладателем награды «Двигатель года» на конкурсе «Engine of the year».

Использование концепции минимизации, суть которой в том, что мотор меньшего объёма при небольшом потреблении бензина выдаёт наибольшую мощность. Снижение рабочего объёма позволило повысить КПД, уменьшив при этом потери от трения. Небольшой объём облегчает двигатель и автомобиль в целом. Такие технологические решения стали неотъемлемой частью TSI.

Видео, демонстрирующее принцип работы двигателя TSI:

Объединение драйва и экономичности. Начальной целью разработчиков было создание экономичных двигателей высокой мощности и со сниженным уровнем выброса CO₂.

Большой интервал оборотов. Системы TSI настроены так, что когда коленчатый вал вращается с частотой в пределах от полутора тысячи до 1750 оборотов за 1 минуту, тогда крутящий момент остаётся самым высоким, что хорошо влияет на то, сколько бензина экономится при работе авто, и на мощность автомобиля. В итоге водитель получает максимальную мощность при большом интервале оборотов. TSI двигатели отлично сочетаются с трансмиссиями, имеющими передаточные числа, которые гораздо больше, что положительно сказывается на экономии топлива.

Высокие обороты коленчатого вала позволяют экономить топливо при использовании TSI

Оптимизация смесеобразования, которой удалось достигнуть за счёт специально разработанной конструкции форсунки высокого давления с 6 отверстиями. Система впрыска настроена так, что обеспечивает большую эффективность в процессе сгорания бензина.

Промежуточное охлаждение обеспечивает большую динамику. Ещё одной отличительной чертой агрегата является наличие интеркулера жидкостей, что имеет систему, в которой циркулирует жидкость для охлаждения независимо. Такое охлаждение позволяет снизить объём воздуха, который нагнетается, за счёт чего показатели давления наддува растут быстрее. В результате за счёт небольших задержек турбоэффекта и уровня оптимального наполнения камеры сгорания достигается увеличение динамики. TSI с заявленной мощностью 90 кВт без оснащения вспомогательным компрессором не имеет турбоямы. Уже при достижении отметки в 1500 об/мин можно получить наивысшие данные крутящего момента в 200 Н·м.

Турбонаддув и топливный впрыск. В системе TSI используется специальная технология, которая позволила получить самый большой уровень крутящего момента и наибольшую мощность для автомобиля, притом что у двигателя довольно небольшой объём: впрыск топлива вместе с турбонаддувом либо комбинированным наддувом с помощью турбонагнетателя и компрессора. В такой конструкции сгорание топлива идёт с большей эффективностью, за счёт чего мощность TSI превосходит показатели традиционных двигателей атмосферного типа.

Турбонагнетатель в сочетании с компрессором даёт хороший эффект. Применение ещё одного компрессора позволило сгладить эффект турбоямы, возникающий по причине создания турбонагнетателем достаточно высокого давления наддува, когда оборотный диапазон выше.

Показатели давления наддува. Механический компрессор Roots запускается посредством от коленчатого вала ремённой передачи. В таком случае уровень силы, с какой происходит наддув, начинается на самом маленьком диапазоне, с которым происходят обороты. Такой подход обеспечивает высокие тяговые характеристики и показатели крутящего момента в большом оборотном интервале.

Двойной наддув, который используется в моторах такого типа, эффективная система впрыска вместе с наибольшими показателями давления, с каким происходит впрыск топлива, и применением шестиструйных форсунок позволяют достичь для двигателей TSI экономии бензина, что затрачивается. Сегодня автомобили, созданные компанией Volkswagen, из серии Golf plus, модельного ряда Golf и Jetta, модели Touran и новые модели Tiguan уже имеют двигатель с турбонаддувом.

Сегодня Volkswagen является единственным производителем, осуществляющим серийную установку двигателей такого типа, оснащённых удвоенным наддувом в комплексе с поэтапным впрыском, в автомобили собственного производства. Размещение компрессора и турбонагнетателя делает силу давления, с которой происходит наддув, больше. То есть двигатель с рабочим объёмом в 1,4 л в состоянии развить до 125 кВт (или 170 л. с.), что является рекордом в автомобилестроении среди двигателей на четырёх цилиндрах.

Экономия бензина благодаря сниженной массе. Новые модели двигателей TSI благодаря ряду усовершенствований имеют вес на 14 кг меньше по сравнению с двигателями этого же типа, оснащёнными системой двойного наддува. К инновациям относится: конструкторская оптимизация головки блока и облегчённый вес её крышки, снижение веса на 304 грамма всех распределительных валов.

Видео о работе ДВС с турбонаддувом:

Вполне логично, что сложность конструкции и усовершенствования двигателей повлияли и на его стоимость. Однако незначительное подорожание в полной мере компенсируют повышенные показатели мощности и снижение количества потребляемого топлива.

Материалы: http://365cars.ru/reytingi/chto-takoe-tsi.html

Инновационным прорывом в сфере автомобилестроения стала разработка новой линии двигателей, отличительной чертой которых является высокая мощность при малом потреблении топлива.

Достичь этого удалось, используя сочетание непосредственного впрыска топлива и двойного наддува. Бензиновые моторы внутреннего сгорания имеют маркировку TSI, устанавливаются на известные немецкие бренды, такие как Volkswagen, Audi, Seat, Skoda и др.

Существует некая путаница между двумя практически одинаковыми силовыми агрегатами, которые на некоторых автомобилях маркируются по-разному. Связанно это с этапом перехода от атмосферных двигателей к турбированным .

В 2004 году 2,0-х литровый атмосферный мотор с системой непосредственного впрыска, именуемый ранее как FSI, оснастили турбиной и, соответственно, прибавили к его названию букву T — TFSI (Turbocharged Fuel Stratified Injection). Сокращение расшифровывалось как «тубонаддув, послойный впрыск топлива». Концерн Volkswagen сократил полное название до «Turbocharged Stratified Injection» и запатентовал новую аббревиатуру – TSI.

В 2006 году был разработан 1,4-х литровый двигатель с более надежной и простой системой впрыска, имеющей два нагнетателя (турбину и механический компрессор). Аббревиатуру начали расшифровывать несколько иначе: «Twincharged Stratified Injection» (двойной наддув, послойный впрыск).

С тех пор Фольцваген разработал и усовершенствовал серию двигателей TSI, отличающихся объемом и количеством используемых для наддува компрессоров. На автомобилях Ауди подобные агрегаты именуются по-прежнему — TFSI.

Моторы TSI в значительной степени отличаются от своих предшественников (атмосферных и турбированных агрегатов) следующими показателями:

• наличие двух компрессоров;
• усовершенствованная система охлаждения;
• изменен впрыск топлива;
• облегчен блок двигателя;
• увеличена мощность.

На низких оборотах турбокомпрессор и механический нагнетатель работают вместе. При подъеме оборотов свыше 1700 об./мин, механический нагнетатель подключается лишь в моменты резких ускорений, а дальнейшее развитие происходит с помощью одного только турбокомпрессора. Комбинированное применение двух устройств обеспечивает отличный подхват и номинальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов, отлаженную и стабильную работу агрегата.

Видео — принцип работы двигателя TSI от Volkswagen:

В отличие от обычных «турбо» вариантов, в двигателях TSI появилось понятие «охлаждение жидкостью». Патрубки системы охлаждения проходят через интеркулер, благодаря чему в цилиндрах нагнетается основной воздух. Показатель давления становится выше, в результате чего происходит равномерное заполнение камеры сгорания горючей смесью и увеличение динамики.

Топливо в цилиндры TSI двигателей подается «напрямую» (обходя топливную рейку), где подвергается послойному смешиванию с воздухом. Сгорание при этом происходит с высокой эффективностью. Такая система впрыска позволила увеличить мощность и снизить расход топлива.

Новый двигатель облегчен почти на 14 кг. Этого удалось достичь, используя новую конструкцию размещения блока и головки. Меньше своих предшественников весят также распределительные валы и некоторые другие детали.

На порядок выше и производительность моторов этой серии. К примеру, мощность агрегата объемом 1,2 л составляет 102 л.с., в то время как у обычного турбированного мотора идентичного объема этот показатель составляет всего 90 л.с.

Основными достоинствами немецких моторов считаются:

• высокая производительность;
• экономичность;
• отсутствие «турбоям» в любом диапазоне оборотов и при ускорении;
• экологичность. Показатель СО 2 моторов TSI в разы меньше чем у атмосферных;
• меньшая стоимость растаможивания;
• широкие возможности для тюнинга. Форсировать двигатели достаточно просто.

Недостатком TSI считается их высокая чувствительность и повышенные требования к обслуживанию. Моторы нуждаются в трепетном уходе, частой замене расходных материалов (масел, фильтров и т.д.), использованию топлива высокого качества. Недешево обходится и ремонт подобных силовых агрегатов.

Главной головной болью моторов этой серии является привод ГРМ. Преждевременное растяжение и износ цепи может привести к ее проскакиванию через зубья звездочек, вследствие чего произойдет повреждение клапанов и поршней. Не внушает доверия и регулятор натяжения, выход из строя которого приводит к тем же самым проблемам.

Важно! Не рекомендуется на подъемах (спусках) оставлять автомобиль без стояночного тормоза (только с включенной передачей). В случае сдвига транспортного средства есть большая вероятность «проскока» цепи.

Новые двигатели объемом 1,2 л и 1,4 л серии EA211 лишились проблем, связанных с приводом ГРМ. Цепи этих моторов заменены зубчатыми ремнями.

Другая проблема TSI – высокий расход масла. Заводом изготовителем для разных версий установлен расход от 0,5 до 1 л на 1000 км. Нередко результатом такого потребления смазочных материалов становится засорение свечей.

Видео — среди проблем, автовладельцы часто отмечают непривычный звук работающего двигателя TSI и повышенный расход масла:

За время своего существования, автомобили с TSI двигателями намотали сотни тысяч километров на наших дорогах, а у их владельцев тем временем сложились определенные мнения относительно надежности и удобства эксплуатации.

Наилучшим образом себя зарекомендовали TSI в условиях городского ритма, где интенсивный разгон просто необходим. Комфортным оказалось и движение по трассе (на подъемах, во время обгона и т.д.).

Напротив, не слишком благоприятными оказались поездки на короткие дистанции (особенно в холодную пору), так как агрегаты требуют длительного и полного цикла прогрева, что возможно только при движении. Большинство автомобилистов не рекомендуют приобретать немецкую новинку для эксплуатации в северных регионах.

Почти единомышленного согласия достигли автовладельцы о необходимости использования исключительно качественных расходных материалов и топлива. Причем, многие советуют выполнять замену масла как можно чаще — каждые 5-7 тыс.км, а при наличии посторонних шумов и тресков в двигателе, рекомендуют без промедления обращаться в сервис.

Если вовремя не обнаружить и не устранить неисправность, то при ее усугублении, дальнейший ремонт может оказаться нерентабельным. Печальный исход таких случаев — полная замена двигателя, что довольно дорого.

При покупке б/у автомобиля из Германии, следует внимательно изучить ее сервисную историю. Если замена масла проводилась с большим интервалом (40 — 50 тыс.км), такую машину лучше не приобретать.

В общем, от использования TSI двигателей у большинства потребителей сложилось хорошее мнение. Главное, не выжимать из машины все «соки» и не экономить на проведении ТО. Хотя эти правила приемлемы к любому транспортному средству.

Прочитайте статью, которая рассказывает можно ли смешивать антифризы разных цветов и в каких случаях.

Про систему Вебасто, что это такое, плюсы и минусы её установки и использования.

Видео — переборка двигателя TSI Volkswagen Golf:

Как быстро избавиться от царапин на машине

Защитить автомобиль от грязи поможет жидкое стекло

Надоело чистить салон своего авто? Это поможет >>>

Как защитить себя от слепящего солнца и фар за рулем?

Долго копил на свою ласточку Volkswagen Golf, был очень рад, когда узнал, что на ней установлен двигатель TSI. Всем доволен, но в холодную пору боюсь, что он из-за нагрузок накроется. Думаю не стоит покупать авто с турбонаддувом, если вы живете в более холодных регионах.

Так я и не понял, чем хорош этот двигатель? тем, что:

1) Жрет масло как перепуганый, в принципе его и менять не надо

2) В мороз нельзя ездить

3)Частые и дорогие ТО

4)Нельзя давать большие нагрузки

Наверное специально делают такие двигатели чтобы человек из сервисов не выходил

Жор масла, нельзя давать нагрузки, в морозы не прогревается. Эти недостатки перечеркивают все его достоинства.

Хотел купить машину с такими ТSI, DSG. Но прочитав эту статью понял, что лучше буду ездить на своем приусе, который без проблем заводится в 40 градусный мороз и масло не жрет

Устает спина за рулем? Полезный подарок водителю!

Материалы: http://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/dvigateli/tsi.html