1 ≫
-
Двигатель TSI (Turbo Stratified Injection, дословно - турбонаддув и послойный впрыск) объединяет последние достижения конструкторской мысли – непосредственный впрыск топлива и турбонаддув.
Концерн Volkswagen разработал и предлагает на своих автомобилях линейку двигателей TSI, различающихся по конструкции, объему двигателя, мощностным показателям. В конструкции двигателей TSI производителем реализовано два подхода: двойной наддув и просто турбонаддув.
Аббревиатура TSI является запатентованным товарным знаком концерна Volkswagen.
Двойной наддув двигателя TSI
Двойной наддув осуществляется в зависимости от потребности двигателя двумя устройствами: механическим нагнетателем и турбокомпрессором. Комбинированное применение данных устройств позволяет реализовать номинальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов двигателя.
В конструкции двигателя используется механический нагнетатель типа Roots. Он представляет собой два ротора определенной формы, помещенных в корпус. Роторы вращаются в противоположные стороны, чем достигается всасывание воздуха с одной стороны, сжатие и нагнетание – с другой. Механический нагнетатель имеет ременной привод от коленчатого вала. Привод активизируется с помощью магнитной муфты. Для регулировки давления наддува параллельно компрессору установлена регулировочная заслонка.
На двигателе TSI с двойным наддувом установлен стандартный турбокомпрессор. Охлаждение наддувочного воздуха осуществляется интеркулером воздушного типа.
Эффективную работу двойного наддува обеспечивает система управления двигателем, которая помимо электронного блока объединяет входные датчики (давления во впускном трубопроводе, давления наддува, давления во впускном коллекторе, потенциометр регулирующей заслонки) и исполнительные механизмы (магнитную муфту, серводвигатель регулирующей заслонки, клапан ограничения давления наддува, клапан рециркуляции турбокомпрессора).
Датчики отслеживают давление наддува в различных местах системы: после механического нагнетателя, после турбокомпрессора и после интеркулера. Каждый из датчиков давления объединен с датчиками температуры воздуха.
Магнитная муфта включается по сигналам блока управления двигателем, при которых на магнитную катушку подается напряжение. Магнитное поле притягивает фрикционный диск и замыкает его со шкивом. Механический компрессор начинает вращаться. Работа компрессора производится до тех пор, пока на магнитную катушку подается напряжение.
Серводвигатель поворачивает регулирующую заслонку. При закрытой заслонке весь всасывающий воздух проходит через компрессор. Регулирование давления наддува механического компрессора производится путем открытия заслонки. При этом часть сжатого воздуха подается снова в компрессор, а давление наддува снижается. При неработающем компрессоре заслонка полностью открыта.
Клапан ограничения давления наддува срабатывает, когда энергия отработавших газов создает избыточное давление наддува. Клапан обеспечивает работу вакуумного привода, который в свою очередь открывает перепускной клапан. Часть отработавших газов идет мимо турбины.
Клапан рециркуляции турбокомпрессора обеспечивает работу системы на принудительном холостом ходу (при закрытой дроссельной заслонке). Он предотвращает создание избыточного давления в промежутке между турбокомпрессором и закрытой дроссельной заслонкой.
Принцип работы двойного наддува двигателя TSI
В зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя (нагрузки) различают следующие режимы работы системы двойного наддува:
- безнаддувный режим (до 1000 об/мин);
- работа механического нагнетателя (1000-2400 об/мин);
- совместная работа нагнетателя и турбокомпрессора (2400-3500 об/мин);
- работа турбокомпрессора (свыше 3500 об/мин).
На холостых оборотах двигатель работает в безнаддувном режиме. Механический нагнетатель выключен, регулирующая заслонка открыта. Энергия отработавших газов невелика, турбокомпрессор не создает давления наддува.
С ростом числа оборотов, включается механический нагнетатель и закрывается регулирующая заслонка. Давление наддува, в основном, создает механический нагнетатель (0,17 МПа). Турбокомпрессор обеспечивает небольшое дополнительное сжатие воздуха.
При частоте вращения коленчатого вала двигателя в пределе 2400-3500 об/мин давление наддува создает турбокомпрессор. Механический нагнетатель подключается при необходимости, например, при резком ускорении (резком открытии дроссельной заслонки). Давление наддува может достигать 0,25 МПа.
Далее работа системы осуществляется только за счет турбокомпрессора. Механический нагнетатель выключен. Регулирующая заслонка открыта. Для предотвращения детонации с ростом числа оборотов давление наддува несколько падает. При частоте вращения 5500 об/мин оно составляет порядка 0,18 МПа.
Турбонаддув двигателя TSI
В данных двигателях наддув осуществляется исключительно турбокомпрессором. Конструкция турбокомпрессора обеспечивает достижение номинального крутящего момента уже при низких оборотах двигателя и поддержание его в широком пределе (от 1500 до 4000 об/мин). Выдающиеся характеристики турбокомпрессора получены за счет максимального снижения инерции вращающихся частей: уменьшен наружный диаметр рабочего колеса турбины и компрессора.
Регулирование наддува в системе традиционно осуществляется с помощью перепускного клапана. Клапан может иметь пневматический или электрический привод. Работу пневматического привода обеспечивает электромагнитный клапан ограничения давления наддува. Электрический привод представлен электрическим направляющим устройством, состоящим из электродвигателя, зубчатой передачи, рычажного механизма и датчика положения устройства.
В двигателе с турбонаддувом, в отличие от двойного наддува, используется жидкостная система охлаждения наддувочного воздуха. Она имеет независимый от системы охлаждения двигателя контур и образует с ней двухконтурную систему охлаждения. Система охлаждения наддувочного воздуха включает: охладитель наддувочного воздуха, насос, радиатор и систему трубопроводов. Охладитель наддувочного воздуха размещен в впускном коллекторе. Охладитель состоит из алюминиевых пластин, через которые проходят трубы системы охлаждения.
Охлаждение наддувочного воздуха производится по сигналу блока управления двигателем включением насоса. Поток нагретого воздуха проходит через пластины, отдает им тепло, а те, в свою очередь, отдают его жидкости. Охлаждающая жидкость движется по контуру с помощью насоса, охлаждается в радиаторе и далее по кругу.
Материалы: http://systemsauto.ru/vpusk/tsi.html
2 ≫
-
На автомобилях производства концерна Volkswagen AG можно встретить такие аббревиатуры как: TFSI и TSI. Audi как правило устанавливает на крышки багажника значки TFSI, а на автомобилях Volkswagen можно увидеть TSI. По сути это одни и те же двигатели с турбонадувом и непосредственным впрыском топлива, если разница и есть, то она кроется в деталях. Так например из непроверенных источников можно услышать такую версию: “На моторе TSI впрыск топлива осуществляется когда поршень подходит к своей верхней мертвой точке непосредственно перед воспламенением, а на двигателе TFSI наоборот, когда поршень достиг ВМТ и движется вниз, для лучшего смешивания топлива с воздухом.
Еще одна версия гласит: “TSI и TFSI отличается системой впрыска топлива, в TFSI впрыск идет непосредственно в каждый цилиндр двигателя, а в TSI впрыск производится через впускной коллектор двигателя!” Ну и в заключении этой темы третья версия: “TFSI и TSI это одно и тоже, только вот шильдики разные”. Не думал, что эта тема будет такой сложной при поиске различий этих 2-х двигателей, ведь на самом деле это может и правда лишь маркетинговый ход компании!?
Есть несколько способов реализации турбонадува в двигателях:
Двойной наддув может осуществляется двумя устройствами: механическим нагнетателем и турбокомпрессором. При комбинированном применении этих устройств крутящий момент доступен в более широком диапазоне оборотов двигателя.
Схема двойного наддува двигателя TSI
1) датчик давления во впускном трубопроводе с датчиком температуры воздуха
2) привод компрессора
3) механический нагнетатель
4) регулирующая заслонка
5) воздушный фильтр
6) датчик давления во впускном коллекторе с датчиком температуры воздуха
7) впускной коллектор
8) дроссельная заслонка
9) магнитная муфта
10) датчик давления наддува с датчиком температуры воздуха
12) клапан ограничения давления наддува
13) вакуумный привод
14) выпускной коллектор
15) каталитический нейтрализатор
17) перепускной клапан
18) клапан рециркуляции турбокомпрессора
Б — отработавшие газы
В конструкции двигателя используется механический нагнетатель типа Roots, который представляет собой два ротора, помещенных в корпус. Привод от коленчатого вала осуществляется посредством ремня и управляется с помощью магнитной муфты, параллельно компрессору установлена регулировочная заслонка. Магнитная муфта включается через блок управления двигателем. На двигателе TSI с двойным наддувом установлен стандартный турбокомпрессор. Поступающий воздух охлаждается через интеркуллер.
Давления наддува механического компрессора регулируется заслонкой, часть сжатого воздуха может снова подаваться в компрессор, а давление наддува снижается. Когда компрессор не работает заслонка полностью открыта.
Клапан ограничения давления наддува срабатывает, при избыточном давлении наддува и обеспечивает работу вакуумного привода, который в свою очередь открывает перепускной клапан. Часть отработавших газов при этом идет мимо турбины. Клапан рециркуляции турбокомпрессора обеспечивает работу системы на принудительном холостом ходу.
Режимы работы системы двойного наддува:
• безнаддувный режим (до 1000 об/мин);
• работа механического нагнетателя (1000-2400 об/мин);
совместная работа нагнетателя и турбокомпрессора (2400-3500 об/мин);
• работа турбокомпрессора (свыше 3500 об/мин).
Турбонаддув двигателя TSI
Турбокомпрессор обеспечивает номинальный крутящий момент при низких оборотах двигателя и поддерживает его в широком диапазоне от 1500 до 4000 об/мин.
Схема турбонадува двигателя TSI
1) вакуумный привод
2) электромагнитный клапан ограничения давления наддува
3) выпускной коллектор
4) охладитель наддувочного воздуха
5) впускной коллектор
6) датчик давления во впускном коллекторе с дачиком температуры воздуха
7) модуль дроссельной заслонки
8) датчик давления наддува с датчиком температуры воздуха
9) клапан рециркуляции турбокомпрессора
10) воздушный фильтр
12) перепускной клапан
А — отработавшие газы
Регулирование давления в такой системе осуществляется с помощью перепускного клапана. В двигателе с турбонаддувом как правило используется жидкостная система охлаждения воздуха, которая имеет независимый от системы охлаждения двигателя контур.
Также рекомендуем:
Оставить комментарий Отмена ответа
Вы должны войти чтобы оставить комментарий.
Поиск на сайте
Зарегистрироваться на этом сайте
Пароль будет отправлен вам на e-mail.
Материалы: http://mediaplaneta.net/turbonadduv-v-dvigatelyah-tsi-tfsi/
3 ≫
-
Наддув двигателя TSI представляет собой технологию непосредственного впрыска горючего и турбонаддува. Впервые концепция системы наддува TSI была разработана и запатентована компанией Volkswagen, которая представила ДВС эффективной конструкции с уникальными техническими характеристиками. В двигателях TSI применяется концептуально новая система – двойного и турбинного наддува.
Система двойного наддува применяется в зависимости от того, какое устройство установлено в ДВС – механический нагнетатель или турбинный компрессор.
Для реализации двойного наддува зачастую применяется механический нагнетатель Roots, который состоит из двух роторов, установленных в корпус. Вращение роторов осуществляется противоположно, таким образом, обеспечивается с одной стороны всасывание воздушной массы, с другой стороны – ее сжатие и нагнетание.
Нагнетатель активизируется от ременного привода коленвала, который запускается при помощи муфты магнитного типа. Специальная заслонка регулирует давление наддува.
На двигателе с двойным наддувом применяется турбинный компрессор стандартного типа, а охлаждение воздушной массы обеспечивается интеркулером.
СУД (система управления) состоит из рабочих механизмов и элементов:
- электронного блока;
- входных датчиков давления наддува, давления в трубопроводе, давления во впускном коллекторе, потенциометра;
- механизмов исполнения – муфты магнитного типа, серводвигателя, ограничивающего клапана давления, клапана для процесса рециркуляции компрессора.
Основным назначением СУД является осуществление контроля над работой системы двойного наддува.
Данный элемент активизируется блоком управления с дальнейшей подачей напряжения на катушку. Созданное магнитное поле обеспечивает притяжение между диском фрикционного типа и шкивом. Механический нагнетатель совершает вращающие движения до тех пор, пока на катушке держится напряжение.
Применяется для поворота заслонки. В то время, когда заслонка закрыта воздушная масса подается на компрессор. Контроль над уровнем давления наддува осуществляется в момент открытия заслонки. Некоторая часть воздуха поступает в компрессор, одновременно снижая давление наддува. Когда компрессор находится в отключенном состоянии, заслонка остается открытой.
Ограничивающий клапан давления
Данный элемент активизируется во время создания избыточного давления наддува. Клапан непосредственным образом связан с приводом вакуумного типа, который предназначен для открытия перепускного клапана.
Клапан отвечает за работу системы наддува в режиме закрытой заслонки дроссельного типа. Он предназначен для предотвращения образования избытка давления между турбинным компрессором и заслонкой.
Система двойного наддува двигателя TSI может иметь несколько рабочих режимов:
- режим без наддува – частота вращения коленвала составляет не более 1000 оборотов в минуту;
- режим работы механического нагнетателя – при частоте вращения от 1000 до 2400 оборотов в минуту;
- режим одновременной работы турбинного компрессора и механического нагнетателя – при частоте вращения от 2400 до 3500 оборотов в минуту;
- режим работы турбинного компрессора – частота вращения превышает 3500 оборотов в минуту.
Для реализации системы турбонаддува в подобных двигателях применяется турбинный компрессор, который обеспечивает крутящий момент в диапазоне 1500 – 4000 оборотов в минуту.
Для регулировки степени наддува в системе применяется перепускной клапан, который может быть оснащен приводом электрического или пневматического типа. Основным рабочим элементом пневматического привода является электромагнитный клапан, а в электрическом приводе – электродвигатель, состоящий из передачи, рычага и датчика положения.
В двигателях TSI, оснащенных системой турбонаддува, применяется система охлаждения жидкостного типа. Подобная система имеет отдельный контур охлаждения, который включает в себя – охладитель, насос, радиатор и трубопроводы. Охладитель системы охлаждения надувочного воздуха располагается в коллекторе и состоит из тонких алюминиевых пластин и труб охлаждения.
Процесс охлаждения надувочного воздуха контролируется блоком управления ДВС через насос. Нагретый воздух подается на пластины, после чего происходит его охлаждение жидкостью, которая двигается по контуру.
Материалы: http://www.auto-infosite.ru/articles_nadduv_tsi.html
