Далеко не всем известно, что такое TSI и как расшифровывается эта аббревиатура. Об этом мы сегодня и расскажем.
Что это - TSI
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 .
Что улучшено в двигателях TSI
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 CO 2 .
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 .
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 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.
Наддув в TSI
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 уже имеют двигатель с турбонаддувом.
Революционная инновационная технология
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 . Однако незначительное подорожание в полной мере компенсируют повышенные показатели мощности и снижение количества потребляемого топлива.
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 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.
Каждая аббревиатура в автопроизводстве, что-то означает. Так, и понятия FSI и TFSI, также имеют значение. Только вот какая разница между почти одинаковыми аббревиатурами. Разберем, что же заложено в названиях и, какое в них отличие.
Характеристика
Силовой агрегат FSI - мотор немецкого производства от концерна Volkswagen. Этот движок завоевал народную популярность благодаря своим высоким техническим характеристикам, а также простоты конструкции, ремонта и технического обслуживания.
Аббревиатура FSI расшифровывается, как Fuel Stratified Injection, что в переводе означает - послойный впрыск горючего. В отличие от широко распространённого TSI, FSI не имеет турбонаддува. Если говорить человеческим языком, то это обычный атмосферный двигатель, который достаточно часто использовала компания Skoda.
Двигатель FSi
Аббревиатура TFSI расшифровывается, как Turbo Fuel Stratified Injection, что в переводе означает - турбированный послойный впрыск горючего. В отличие от широко распространённого FSI, TFSI имеет турбонаддува. Если говорить человеческим языком, то это обычный атмосферный двигатель с турбиной, который достаточно часто использовала компания Audi на моделях A4, А6, Q5.
Двигатель TFSi
Как и FSI, TFSI имеет повышенную экологическую норму и экономичность. За счёт системы Fuel Stratified Injection и благодаря особенностям впускного коллектора, впрыска топлива и «прирученной» турбулентности двигатель может работать как на сверхбедной, так и на гомогенной смеси.
Плюсы и минусы использования
Позитивной стороной мотора Fuel Stratified Injection является наличие двухконтурного впрыска горючего. С одного контура поступает топливо под низким давлением, а со второго - под высоким. Рассмотрим, принцип работы каждого контура подачи горючего.
Контур с низким давлением в списке составных элементов имеет:
- топливный бак;
- бензонасос;
- фильтр горючего;
- перепускной клапан;
- регулятор давления топлива;
Устройство контура высокого давления предполагает наличие:
- топливного насоса высокого давления;
- магистралей высокого давления;
- распределительных трубопроводов;
- датчика высокого давления;
- клапана-предохранителя;
- инжекторных форсунок;
Отличительной особенностью является наличие абсорбера и клапана продувки.
Мотор FSi Audi A8
В отличие от обычных бензиновых силовых агрегатов, где топливо, прежде чем попасть в камеру сгорания, попадает во впускной коллектор, на FSI - горючее попадает непосредственно в цилиндры. Сами форсунки имеют 6 отверстий, что обеспечивает улучшенную систему впрыска и повышенную эффективность.
Поскольку воздух попадает в цилиндры отдельно, сквозь заслонку, образуется оптимальное соотношение воздушно-топливной смеси, что позволяет бензину сгорать равномерно, не подвергая поршни излишнему износу.
Ещё одним позитивным качеством использования такого атмосферника является экономия горючего и высокая экологическая норма. Система впрыска Fuel Stratified Injection позволят водителю сэкономить до 2.5 литров горючего на 100 км пробега.
Таблица применяемость TFSi, FSi и TSi
Но, где много положительных сторон, найдётся и значительное количество недостатков. Первым минусом можно считать то, что атмосферник очень чувствительный к качеству горючего. На этом движке не сэкономишь, поскольку на плохом бензине, он попросту откажется нормально работать и будет давать сбои.
Ещё одним большим недостатком можно считать то, что в мороз, силовой агрегат моет попросту не завестись. Если брать во внимание распространенные неполадки и двигатели FSI, проблемы в этой линейке могут возникнуть с холодным запуском. Виновником принято считать все тот же послойный впрыск и стремление инженеров снизить токсичность выхлопа во время прогрева.
Расход масла - является одним из недостатков. Как утверждают большинства владельцев данного силового агрегата, часто заметно повышение расхода смазки. Чтобы этого не происходило, производить рекомендует придерживать допусков VW 504 00/507 00. Иными словами, менять моторное масло 2 раза в год - в периоды перехода на летний и зимний режим эксплуатации.
Вывод
Разница в названиях, а точнее наличие буквы «Т» означает, что мотор имеет турбонаддув. В остальном разницы не существует. Двигатели FSI и TFSI имеет значительное количество положительных и негативных сторон.
Как видно, использование атмосферника хорошо в плане экономии и экологичности. Мотор слишком чувствительный к низким температурам и плохому горючему. Именно за недостатки, его использование прекратилось и перешли на системы TSI и MPI.
Наверняка многие обращали внимание на автомобили с «таинственной» надписью TSI.
Причем, эта аббревиатура характерна для автомобилей не только марки Volkswagen, но и других брендов, входящих в группу VAG (Volkswagen Audi Group) - Audi, Skoda, Seat…
Что означает эта надпись для водителя такого автомобиля?
Из этой статьи вы узнаете:
Расшифровка TSI
Расшифровывается аббревиатура TSI как Twincharger Stratified Injection, что в переводе означает двигатель с двойным наддувом и послойным или прямым впрыском.
TSI двигатель имеет более сложную конструкцию, чем обычный . Несмотря на сравнительно небольшой и хороший запас мощности, TSI двигатель является более экономичным и надежным.
Главной отличительной чертой такого двигателя является наличие двухступенчатого наддува - первую "ступень" представляет из себя нагнетатель с механическим приводом, а вторую "ступень" - турбокомпрессор.
Механический компрессор работает до 2,4 тыс. оборотов. Полностью открывается впускная заслонка для воздушного потока, когда частота вращения переваливает за 3,5 тыс. оборотов в минуту. Именно тогда в турбокомпрессор попадает сильный воздушный поток и достигается максимальный крутящий момент.
Есть TSI-двигатели, в которых устанавливается кнопка для выбора зимней езды. Данный режим исключает буксование колес за счет более мягкой работы мотора.
Какими преимуществами обладает
Особого внимания заслуживает экономичность TSI-двигателя в сочетании с его солидной мощностью. Силовой агрегат всегда обеспечивает автомобилю хорошую динамику, благодаря сразу двум нагнетателям, ведь в широком диапазоне оборотов можно достичь максимального значения крутящего момента.
Использование сочетания механического компрессора и турбины позволяет максимально сохранить тягу на длительном промежутке оборотов. В этом случае, механический компрессор самостоятельно работает на низких оборотах, а при совместной работе - на средних оборотах.
К следующему не менее главному преимуществу можно отнести низкий уровень выброса СО2. Следует упомянуть, что "TSI" был номинирован лучшим «зеленым» двигателем года.
Среди других многочисленных плюсов линейки "TSI" стоит выделить их достаточную надежность и сравнительно высокий ресурс.
В чём заключаются недостатки
Как и любая вещь, TSI-двигатель имеет и некоторые недостатки. Следует не забывать, что большинство современных турбированных моторов VW очень требовательно относятся к качеству топлива и масла. Исключением не стал и TSI-мотор, для нормальной работы ему необходимо только качественное топливо и .
Помимо этого, двигатель TSI требует от владельца строгого соблюдения прописанных в документации к автомобилю правил эксплуатации турбодвигателей.
Кроме того, некоторый дискомфорт может вызвать TSI-двигатель зимой. Причина в том, что мотор TSI семейства имеет малую теплоотдачу и практически не разогревается, работая на холостых оборотах в холодное время года. Вообще, оптимальный температурный режим данного двигателя достигается только во время движения через определенный промежуток времени.
Но есть и другая сторона медали, уже положительная - такой двигатель не склонен к перегреву даже на сильной жаре в длительной пробке. Однако данная особенность может стать причиной дискомфорта во время эксплуатации автомобиля с TSI-двигателем на коротких дистанциях: непрогретый двигатель означает непрогретый салон, так как традиционная «печка», использующая в своей работе антифриз двигателя, будет неэффективной.
Но инженеры VW предусмотрели все эти нюансы, создав двухконтурную систему охлаждения с двумя термостатами: один контур охлаждает более горячую головку блока цилиндров, второй - остальную часть блока силового агрегата.
Для повышения ресурса работы TSI-двигателя турбина охлаждается собственной системой, включающей водяной насос с электроприводом, который продолжает прогонять охлаждающую жидкость еще 15 минут после остановки двигателя.
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 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 . Она состоит из следующих компонентов:
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:
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.
