Меню

Системы питания двигателей tsi



Что такое TSI двигатель

Начнем с того, что бывают двигатели внутреннего сгорания атмосферные, а бывают трубированные. У атмосферных подача воздуха в рабочую камеру сгорания происходит за счет образования вакуума, когда поршни опускаются вниз, то воздух засасывается, а в турбированных моторах воздух нагнетается принудительно турбонагнетателем. Чем больше воздуха попадет в камеру сгорания, тем больше топлива сгорит и тем больше будет мощность. Многие слышали и видели двигатели TSI. TSI — это турбонаддув c послойным впрыском, по-английски будет Turbo Stratified Injection. Получается, если в обозначении двигателя есть TSI, то устройство имеет в конструкции турбину нагнетатель.

Производитель моторов TSI является немецкий моторостроительный завод VGA. Двигателями ТСИ (как их некоторые называют) оснащают Audi, Skoda (Октавия и др), Volkswagen (Фольксваген), Seat (Сеат) и другие европейские марки.

Для марок автомобилей Ауди двигатель обозначается не TSI, а TSFI. Но сами двигатели одинаковы.Работы по созданию двигателей с подачей воздуха современными турбинами начались в конце 90-х годов. К 2005 году такие силовые агрегаты для легковых машин сильно распространились и были уже на слуху.

Аббревиатура TSI принадлежит компании Фольксвагент, а сам первый двигатель TSI компании Ауди.

Классификации (модификации)

Классификация по способу нагнетания воздуха в камеры сгорания двигателей TSI:

  • с одинарным турбонаддувом — воздух нагнетается только одной турбиной.
  • с двойным турбонаддувом — воздух нагнетается компрессором механического типа и турбонагнетателем.

Двигатели TSI с одной турбиной имеют максимальную мощность 140 л.с., то есть, все моторы линейки VAG TSI до 140 л.с. идут с одним нагнетателем. А моторы мощностью от 150 л.с. имеют в своем устройстве механический компрессор и турбонагнетатель.

Классификация ДВС серии TSI по мощности и объему:

  • 105 л.с., объем двигателя 1,2 литра.
  • 122 л.с., объем двигателя 1,4 литров.
  • 140 л.с., объем двигателя 1,8 литров.
  • 180 л.с., объем двигателя 2,0 литра.
  • 200 л.с., объем двигателя 3,0 литров.

Отдельные модификации бывают форсированными и дефорсированными, в связи с чем мощность может отличаться.Двигатель TSI (тсай/тси) — устройство, в котором конструкторам удалось создать оптимальное взаимодействие непосредственного впрыска и турбонагнетателя. Такие моторы стали конкурентами надежным японским двигателям, хоть и одноразовым некоторым из них.

TSI соответствует современным экологическим нормам и выдает хорошие эксплуатационные характеристики.

TSI с малыми объемами двигателя обеспечивают высокую мощность, такую как у атмосферных бензиновых моторов, но с большим объемом.

Аналоги турбированных и атмосферных двигателей

Двигателю TSI мощностью 1,2 литра с 105 «лошадками» соответствует по характеристикам двигатель без турбины объемом 1,6 литров.

Самый популярный двигатель из TSI

Самым распространенным и полюбившимся владельцам автомобилей является двигатель TSI с объемом 1,4 литров. Агрегат 1,4 TSi 7 лет подряд становился победителем конкурса лучший двигатель по всем характеристикам.

Оптимальное соотношение экономии топлива при высокой мощности — это главное отличие от двигателе с турбинами других марок. Они обеспечивают тягу и динамику на высоком уровне при разных скоростях вращения коленвала. А модификации с двумя турбонагнетателями параллельно расположенными, придали еще большую плавность работы.

TSI моторы по уровню выбросов СО2 сгоревшей топливно-воздушной смеси считаются самыми экологичными в мире. Кроме таких высоких показателей по самым малым выбросам вредных выхлопных газов, устройство двигателя обеспечивает оптимальное смешение воздуха и топлива для эффективной работы. И, один из самых важных показателей надежности — двигатель TSI имеет высокий ресурс.

Ресурс ТСИ моторов при своевременной замене моторного масла, расходников и использовании высококачественного топлива от 300 000 км пробега.

Недостатки

Самое слабое звено у TSI — это турбины. Рекомендуется охлаждать турбину после длительных поездок, то есть на холостом ходу дать поработать минут 10 (как перегретые моторы нельзя глушить, дают поработать на холостому ходу, здесь то же самое, только с турбиной). И, рекомендуется перед каждой поездкой дать поработать, чтобы турбина нагрелась.

Если двигатель с двойным турбонагнетателем, то есть есть еще компрессор, то компрессор надежный в работе и не требует особых манипуляций при эксплуатации.

Плохого качества бензин (имеет повышенную концентрацию серы и других веществ) и моторного масла могут резко уменьшить ресурс мотора, даже ресурс может уменьшиться в 3 раза. То есть, ресурс двигателя при такой эксплуатации составит до 150 000 км пробега до кап ремонта. Этому подвержены форсированные двигатели с большим объемом масла.

Вне зависимости от модификации TSI турбина может сломаться уже через 100 000 км пробега. В остальном мотор надежный. Но, если придется ремонтировать весь двигатель, ремонт получится очень дорогим, поэтому переплачивать за топливо и масло, чем уменьшать ресурс агрегата.

TSI с двойным турбонагнетателем

Второй тип двигателя — это когда в конструкцию внедрены и турбина, и компрессор. Мотор с объемом 1,4 литра имеет механический компрессор и турбина.

Рассмотрим принцип работы двигателя TSI мощностью 150 л.с.

При средних нагрузках, обороты коленчатого вала средние или низкие, то компрессор с турбиной работают параллельно.

Когда обороты коленвала становятся больше 2,5 тысяч, то механический нагнетатель воздуха (компрессор) отключается. Но, если резко до конца нажать на педаль газа, при резком разгоне компрессор включается опять.

Читайте также:  Правильное питание книги рейтинг

Получается, что основной нагнетатель воздуха — это турбина, а вспомогательный — механический компрессор, который помогает в случае резких ускорений увеличить подачу воздуха в камеры сгорания.

При управлении автомобилем с двигателем TSI с одной турбиной иногда появляются провалы при резких ускорениях. А движки TSI с компрессором позволяют исключить провалы, повысить КПД и экономичность топлива.

Вывод

Любители тюнингованных двигателей тоже предпочитают моторы TSI, потому что они позволяют улучшать технические характеристики.

Если не лезть внутрь двигателя и не менять детали, а сделать просто чип-тюнинг, то мощность может увеличиться до 15 л.с.

Если требуется глубокий тюнинг, то есть заменить турбину, компрессор (при наличии), форсунки, поршни на более легкие и по материлу другого сплава, а также других деталей, то мощность можно поднять еще на +100 л.с.

По отзывам с различных интернет ресурсов, двигатели 1,2 TSI, которыми оснащаются автомобили различных марок имеют небольшой ресурс, до 120 000 км пробега. А их турбина ломается еще раньше. Возможно это связано с низким качеством топлива или моторного масла или несвоевременном прохождении ТО.

Двигатели ТСИ 1,2 пользуются спросом из-за высокой экономии топлива. Также, они быстро стартуют, у них хорошая тяга на «низах». Хотя мотор имеет всего 3 цилиндра и не высокую мощность.

Поэтому водителям машин с 1.2 tsi двигателем приходится эксплуатировать его на высоких оборотах, особенно во время езды по межгороду.

Ко всему прочему, низкое качество топлива в России и СНГ тоже оказывают значительный эффект. Ежегодно в новостях проходят информация с фото и видео отчетом о нарушениях на заправке, кто разбавляет, кто недоливает и т.д.

Покупая б/у автомобиль с двигателями TSI 1,2; 1,4 (маслообъемными) следует как следует проверить качество силового агрегата, компрессию, как эксплуатировалась, работала ли в такси и т.д.

Видео

Надежен ли двигатель TSI.

Стоит ли покупать бу АУДИ с двигателем VW/TSI.

TSI и TSFI отличия.

Источник

Система питания

У двигателей TSI система питания разделена на контур низкого давления и контур высокого давления. Дополнительно топливо подаётся в рабочую смесь из системы улавливания паров топлива.

В контуре низкого давления системы питания топливо подаётся электрическим топливным насосом в топливном баке к топливному насосу высокого давления. В зависимости от режима работы двигателя, давление топлива находится в диапазоне от 2 до 6 бар.

В нормальном режиме давление топлива составляет 2-5 бар. При холодном и горячем запусках двигателя давление, в зависимости от температуры двигателя, кратковременно повышается до 5-6 бар.

В контуре высокого давления топливо нагнетается топливным насосом высокого давления в топливную рампу. Там давление топлива измеряется датчиком давления топлива и изменяется регулятором давления топлива до 120-200 бар у двигателей TSI 1,2 л и до 140-200 бар у двигателей TSI 1,4 л. Впрыск производится форсунками высокого давления.

Высокое давление обеспечивает хорошее смесеобразование и снижает выбросы микрочастиц сажи.

Система улавливания паров топлива с адсорбером

Она необходима, чтобы выполнить требования по снижению эмиссии углеводородов. Эта система предупреждает попадание паров топлива из топливного бака в окружающую среду.

Пары топлива накапливаются в адсорбере с активированным углем и регулярно добавляются в рабочую смесь для сгорания.

У двигателей MPI 1,0 л они всегда подаются во впускной коллектор, а у двигателей TSI 1,2 и 1,4 л, в зависимости от характеристик давления, непосредственно во впускной коллектор или на сторону всасывания турбонагнетателя.

Блок управления двигателя рассчитывает, какое количество топлива должно быть добавлено из системы улавливания паров топлива. Затем включается электромагнитный клапан, адаптируется цикловая подача, регулируется дроссельная заслонка.

Для этого блоку управления необходимы следующие данные:

данные о нагрузке на двигатель — от датчика давления во впускном коллекторе G71;

частота вращения двигателя — от датчика частоты вращения двигателя G28;

температура воздуха на впуске — от датчика 2 температуры воздуха на впуске G299;

степень насыщения адсорбера — по данным лямбда-зонда G39.

Источник

Двигатели TSI

TSI™ — зарегистрированная торговая марка концерна Volkswagen AG, под которой выпускается линейка бензиновых двигателей с турбонаддувом. Силовые агрегаты устанавливаются на автомобили Фольксваген, Шкода и Сеат. В связи с увеличением числа таких авто на российском рынке, многих действующих и потенциальных их владельцев интересуют вопросы об особенностях конструкции, достоинствах и недостатках моторов TSI.

Обозначения турбированных двигателей

В 2004 г VAG начал выпуск двигателей с прямым впрыском топлива (FSI — Fuel Stratified Injection), оснащенных турбокомпрессором. Для нового силового агрегата появилась и новая аббревиатура – TFSI (Turbocharged Fuel Stratified Injection – турбонаддув, послойный впрыск топлива). Она до сих пор используется на автомобилях концерна Audi, также входящего в группу VAG.

В 2006 г. свет увидел очередной модернизированный двигатель с двойной системой нагнетания воздуха – турбиной и механическим нагнетателем. Это нашло отражение в обозначениях – место «Turbocharged» заняло слово «Twincharged» (двойной наддув). Одновременно из него исчезло слово «Fuel», в результате чего и появилась аббревиатура TSI (Twincharged Stratified Injection – двойной наддув послойный впрыск).

Читайте также:  Лореаль масло для лица роскошь питания рив гош

С 2008 г. в линейку входят моторы без дополнительного контура нагнетания, оснащенные только турбиной. В связи с этим потребовалась очередная смена обозначений – на шильдиках осталась ставшая уже привычной аббревиатура TSI, но расшифровка ее теперь имеет вид Turbo Stratified Injection (турбо, послойный впрыск).

Соответственно сегодня двигатель TSI — это силовой агрегат с системой турбонаддува и принудительного впрыска топлива, с дополнительным контуром нагнетания воздуха или без него. Отличия TSI от TFSI сохранились только на шильдиках, фактически это одни и те же моторы, но для более консервативных автомобилей Audi сохранили и традиционное обозначение.

Линейка двигателей TSI

Линейка двигателей TSI включает несколько силовых агрегатов, различающихся по конструкции, объему и мощности.

  • 1.2-литровый мотор мощностью 90 или 105 л.с. оснащается только турбокомпрессором;
  • Турбированный двигатель 1.4 л. 122 или 140 л.с также выпускается без механического нагнетателя.

К силовым агрегатам с двойным нагнетанием относятся:

  • 3-цилиндровый, объемом 1 л и мощностью 115 л.с;
  • 1.4-литровые, развивающие 150, 160 и 170 л.с;
  • 152-, 160- и 180-сильные объемом 1.8 л.;
  • 2л, 170, 200, 210 и 220 л.с;
  • 3-литровая V-образная «шестерка» мощностью 333 (379) л.с.

Особенности конструкции и работы двигателя TSI

Основная особенность большинства силовых агрегатов линейки – двойная система нагнетания воздуха. В ней устанавливаются стандартный турбокомпрессор, приводимый в движение за счет потока отработанных газов и механический нагнетатель, с ременным приводом от коленвала.

Конструкция и работа мотора с двойным наддувом

Комбинация устройств нагнетания воздуха предназначена для получения номинального момента в практически в полном диапазоне скоростей вращения.

Механический нагнетатель представляет систему из двух роторов, размещенных в одном корпусе. Направления вращения роторов противоположны (система типа Roots). Первый обеспечивает принудительное всасывание воздуха из трубопровода, второй – его сжатие и нагнетание во впускной коллектор. Параллельно нагнетателю установлена заслонка, обеспечивающая регулирование давления в контуре.

Система, кроме непосредственно компрессоров (турбины и механического) включает

  • набор датчиков измеряющих давление в трубопроводе всасываемого воздуха, впускном коллекторе, давление наддува;
  • управляющих исполнительных механизмов.

К последним относятся:

  • Магнитная муфта для включения и выключения механического нагнетателя. Сигнал управления подается от БУ. При его наличии напряжение поступает на катушку, подвижный сердечник перемещает фрикционный диск, передающий вращающее усилие от шкива на ротор компрессора. Нагнетатель остается в работе до тех пор, пока не будет снят сигнал управления.
  • Серводвигатель, служащий для управления регулирующей заслонкой. Если заслонка закрыта, весь поток воздуха проходит через нагнетатель. При повороте заслонки часть сжатого воздуха с выхода компрессора поступает на вход, что приводит к снижению давления наддува. Если компрессор отключен, заслонка переводится в полностью отрытое положение.
  • Клапан ограничения давления предназначен для управления перепускным клапаном, регулирующим давление наддува от турбины. Срабатывает он в случае, когда поток выхлопных газов раскручивает турбокомпрессор, и в контуре создается избыточное давление наддува. В этом случае сигнал от клапана ограничения поступает на вакуумный привод перепускного клапана, последний открывается, направляя часть потока отработанных газов мимо турбины.
  • Клапан рециркуляции работает при закрытой дроссельной заслонке (принудительный холостой ход). Его задача – предотвратить нагнетание воздуха в пространстве между выходом турбокомпрессора и заслонкой.

Принцип работы системы

Система двойного нагнетания воздуха работает в нескольких режимах (в зависимости от числа оборотов двигателя):

  1. Безнаддувный – холостой ход, скорость до 1000 об/мин. В этом режиме на магнитную муфту не подается управляющий сигнал, механический нагнетатель не включается, установленная параллельно ему регулирующая заслонка открыта полностью. Поток отрабюотанных газов не может раскрутить турбину до скоростей, обеспечивающих нагнетание.
  2. Механический наддув. Режим характерен для частоты вращения вала вала в диапазоне от 1000 до 2400 об/мин. В этом режиме подается сигнал на магнитную муфту, включающую механически нагнетатель. Сервопривод закрывает регулирующую заслонку. Растет число оборотов турбины, обеспечивая незначительное дополнительное сжатие воздуха. Давление нагнетания составляет порядка 0.17 МПа.
  3. Двойной наддув от механического и турбокомпрессора (скорость вала 2400-3500 об/мин). Основное давление нагнетания создается турбиной, получающей достаточную энергию от потока выхлопных газов. Механический нагнетатель вступает в работу при резком увеличении нагрузки, например, при значительных ускорениях и обеспечивает дополнительное сжатие. Давление нагнетания составляет до 0.25 МПа.
  4. Турбонаддув (3500 об/мин и выше). Энергии отработанных газов достаточно, чтобы турбина создавала необходимое давление наддува. Механический нагнетатель не работает (заслонка полностью открыта). Давление составляет около 0.18 МПа.

За счет такой комбинации устраняется характерный для турбированных моторов т.н. «эффект турбоямы», когда на низких оборотах энергии выхлопных газов недостаточно, чтобы турбокомпрессор обеспечивал необходимое давление нагнетания.

Силовые агрегаты TSI без механического нагнетателя

Для двигателя TSI Volkswagen без механического нагнетателя используется практически традиционная схема с одним трубокомпрессором. При этом конструкция турбины оптимизирована для получения высокого крутящего момента в широком диапазоне скоростей вала (практически от 1.5 тыс. до 4 тыс. об/мин). Достигается это за счет благодаря значительному низкому моменту инерции вращающихся деталей – за счет применения материалов, снижающих вес рабочего колеса и уменьшения его наружного диаметра без потери эффективности производительности.

Читайте также:  Детское питание агуша кролик

Принцип работы двигателя сохранил классический вариант регулирования давления нагнетания с перепускным клапаном. Основной особенностью системы стало применение отдельного контура жидкостного охлаждения нагнетаемого воздуха (в системах с двойным наддувом используется воздушное охлаждение). При этом охладитель (радиатор из алюминиевых пластин с трубками для подачи охлаждающей жидкости) размещен непосредственно во входном коллекторе.

Система впрыска

Для двигателя TSI Shkoda, Volkswagen, Seat и TFSI Audi реализована система непосредственного впрыска топлива (в обозначениях производителя Stratified Injection – послойный впрыск). Фактически, она является аналогом системы GDI (Gasoline Direct Injection – непосредственный впрыск бензина), впервые примененной на авто японского производителя Mitsubishi.

Основным достоинством считающейся наиболее прогрессивной системы для бензиновых моторов является значительное сокращение расхода топлива (может достигать 15%) при снижении в выхлопе концентрации опасных веществ.

Устройство системы

В состав системы входят 2 контура:

  1. Низкого давления (давление 0.05-0.5 МПа) – топливный бак с установленным топливным насосом, фильтр и датчик низкого давления.
  2. Высокого давления.

В контур высокого давления входят:

  • Топливный насос высокого давления (ТНВД). Устройство обеспечивает подачу топлива под давлением от 3 до 11 МПа на топливную раму и далее в форсунки. Насос плунжерного типа, приводится от распредвала ГРМ, работающего на впускные клапаны.
  • Регулятор давления предназначен для дозировки подачи.
  • Датчик высокого давления передает информацию в БУ, который формирует сигнала на управление ТНВД и регулятором.

Работа системы

Хотя в названии системы используется только термин «послойный впрыск», она обеспечивает, в зависимости от режима работы силового агрегата, несколько видов образования топливо-воздушной смеси:

  • Послойное, характерно для работы двигателя в бОльшей части диапазона – на средних и малых скоростях. При этом дроссельная заслонка открыта практически полностью, впускные — закрыты. Нагнетаемый в камеры сгорания воздух, за счет высокой скорости, образует вихрь. Впрыск топлива производится на конечном отрезке такта сжатия. При этом в области искрового промежутка свечи образуется ограниченный объем обогащенной смеси (коэффициент избытка воздуха – 1.5-3). Вокруг очага воспламенения остается объем несмешанного с топливом воздуха, обеспечивающий теплоизоляцию.
  • Стехиометрическое гомогенное (легковоспламеняемое однородное) для значительных нагрузок и скоростей вала. Заслонки — открыты, как дроссельная (в соответствии с нажатием педали газа), так и впускные. Топливо подается на такте впуска. В результате образуется однородная топливо-воздушная смесь с коэффициентом запаса воздуха 1. Сгорание происходит во всем объеме камеры
  • Обедненное гомогенное для промежуточных режимов работы. Образование смеси происходит при полном открывании дроссельной при закрытых впускных заслонках на такте впуска. Коэффициент избытка воздуха 1.5, в смесь может добавляться часть (до 25%) отработанных газов.

В результате работы в нескольких режимах смесеобразования достигается необходимое для каждого режима работы двигателя качество смеси и ее сгорание, что повышает КПД двигателя, обеспечивает экономию топлива и снижение содержания вредных веществ в отработанных газах, дает некоторый прирост мощности.

Достоинства и недостатки силовых агрегатов TSI

Моторы TSI не зря в течение семи лет получали премии как лучший двигатель года. Это связано с множеством достоинств:

  • Высокой надежностью – при соблюдении правил эксплуатации заявленный производителем ресурс двигателя TSI составляет 300 тыс. км.;
  • Экономичностью — по сравнению с атмосферными двигателями обеспечивает снижение расхода топлива до 15%;
  • Высокой мощностью при скромных объемах двигателя – так, 1.2-литровый мотор развивает максимальную мощность в 105 л.с., что вполне сравнимо с показателями «атмосферников» объемом полтора литра и более;
  • Улучшенным тяговым характеристикам (форме кривой момента) — полка максимального момента захватывает участо от 1.5 до 4.5 тыс. об./мин., т.е. практически весь «рабочий» диапазон для большинства водителей.
  • Экологичности – по содержанию вредных веществ в выхлопе моторы линейки превосходят практически все ан6алогичные изделия конкурентов.

В то же время и владельцы авто, и специалисты сервисных центров говорят о характерных недостатках силовых агрегатов. К ним относят:

  • Высокие требования к качеству топлива и смазочных материалов – при использовании бензина и масел низкого качества надежность двигателя резко снижается, ресурс с заявленных 300 тыс. км проседает до 100-150 тыс.
  • Необходимость частой замены масла. По словам специалистов СТО оптимальный промежуток между такими заменами составляет около 10 тыс. км пробега. В противном случае возможны проблемы.
  • Высокий уровень потребления масла. Паспортные данные – 0.5-1 на 100 км пробега. При таком потреблении неизбежно образование нагара в искровых промежутках свечей, иногда наблюдается закоксовывание.
  • Основные проблемы двигателей TSI первых серий связаны с цепью привода ГРМ. Они связаны как с низкой надежностью натяжителя, так и с растяжением и износом непосредственно цепи. В результате, если не заметить признаки неисправности вовремя, цепь перескакивает зубья, что приводит к «утыкиванию» клапанов в поршни. Потребуется замена головки блока цилиндров, а такой ремонт двигателя TSI сравним по стоимости с покупкой и установкой нового агрегата.

От большинства подобных проблем избавлены двигатели следующего поколения 1.2 TSI, 1.4 TSI серии ЕА211; 1.8 TSI и 2.0 TSI серии ЕА888 Gen.3.

Источник