Tsi двигатель на каких машинах

Появление новых моторных технологий, таких как прямой или непосредственный впрыск топлива в цилиндры в сочетании с турбонаддувом, вынуждает компании активно их применять, несмотря на возникающие проблемы.

Такие двигатели сложнее, менее надёжны, нуждаются в более качественном топливе и масле. Но конкуренция заставляет любыми способами повышать экономичность, снижать массу и габариты, обеспечивать рост показателей экологичности.

Всё это привело немецкий концерн VAG к появлению довольно спорной линейки моторов TSI.

Когда появились моторы TSI (расшифровка)

Впервые эти двигатели были анонсированы в 2004 году, как замена ранее применявшейся линейке FSI – Fuel Stratified Injection, что означает послойный прямой впрыск бензина.

TSI означает примерно то же самое, но с наддувом, вначале это был Twinturbo Stratified Injection, подразумевая сложную систему двойного наддува, но потом от неё стали постепенно отходить, и более традиционно расшифровывать аббревиатуру, как просто Turbo Stratified Injection.

Двигатели постоянно модернизируются, ошибок было сделано много, что породило невероятно широкую линейку моторов, объединённых единым торговым обозначением TSI. У других компаний подобные же двигатели называются иначе, но сути дела это не меняет.

Линейка двигателей TSI

VAG постарался перевести на данные моторы практически всю свою автомобильную продукцию, используя их в своих марках Volkswagen, Audi, Skoda и SEAT.

Конкретных исполнений великое множество, отличаются они по ряду конструктивных особенностей и показателей:

• рабочий объём 1,0, 1,2, 1,4, 1,5, 1,8, 2,0 и 3,0 литра;
• мощность от 90 л.с. до 350 и выше, в вариантах спец исполнения на премиальных машинах;
• наличие одной обычной турбины, двойного наддува с дополнительным механическим компрессором, турбины с изменяемой геометрией;
• количество и расположение цилиндров от трёх в ряд до конфигурации V6;
• цепной или ременный привод механизма газораспределения;
• построение системы впрыска с разной степенью гомогенизации смеси;
• рабочий цикл двигателя с разным принципом фазирования.

Общий принцип, тем не менее, во всех моторах соблюдается, это наличие наддува и возможность работать с послойной организацией впрыска. Двигатели прошли в своём развитии по разным оценкам от трёх до четырёх поколений.

Из всего многообразия моторов линейки можно выделить несколько наиболее популярных:

• CAXA – объёмом 1,4 л, представитель уже устаревшего поколения EA111, ставился на Golf 5 и прочие соплатформенные автомобили, имел одну турбину без компрессора, развивал 122 л.с., запомнился массой проблем с цепью привода ГРМ, стуком поршней и большим потреблением масла;
• CZDA – тот же объём, уже новое поколение EA211, где многие недостатки устранены, применена другая турбина, два фазовращателя, мощность увеличена до 150 л.с., алюминиевый блок, соответствует нормам Евро-6, выпускается до сих пор, но планируется замена на принципиально новую линейку с циклом Миллера;
• CJSA – мощный мотор объёмом 1,8 л. семейства ЕА888 3 поколения, ставился на Skoda, Volkswagen, SEAT, Audi с поперечным расположением ДВС, развивал 180 л.с., отличался дополнительными форсунками во впускном коллекторе;
• CHHB – ещё более мощный двухлитровый двигатель, развивающий 220 л.с., с чугунным блоком и интегрированным в головку впускным коллектором, применялся в Golf GTI 7 поколения, Tiguan и многих Audi;
• BLG – образец высокофорсированного мотора 1,4 л., поколения EA111, обладавший совместно установленными турбиной и механическим компрессором, благодаря чему развивал 170 л.с. при уверенной тяге на всех оборотах.

Следует заметить, что концерн обладает удивительной особенностью изменять буквенное обозначение двигателей при малейших изменениях, ориентированных на увеличение или снижение мощности, экологический стандарт и даже рынок сбыта. Поэтому вариаций двигателей образовалось великое множество, хотя некоторые практически не отличаются.

Принцип работы турбированного мотора

Наличие турбонаддува не внесло в процесс организации горения существенных изменений. Двигатели используют в работе несколько способов повышения экономичности посредством врождённых преимуществ прямого впрыска:

• создание стехиометрической гомогенной смеси, что очень похоже на впрыск в коллектор типа MFI, но с существенным уменьшением потерь на конденсацию;
• работа с бедной гомогенной смесью при увеличении открытия дросселя больше оптимального, то есть с избытком воздуха;
• послойная смесь, разбавляемая выхлопными газами и избыточным воздухом.

Последнее обеспечивается особым режимом впрыска на днище поршня с завихрением потока и подачей нормальной смеси в зону электродов свечи, когда в остальной части цилиндра смесь сверх бедная и к поджиганию непригодна.

Турбонаддув обеспечивает ускоренное наполнения цилиндров воздухом, но плохо работает на малых оборотах из-за недостаточной раскрутки турбины.

Поэтому на многих моторах линейки используется двойная система наддува, когда вначале электромагнитной муфтой и дополнительным байпасным клапаном подключается механический роторный компрессор с приводом через ремень от шкива коленвала.

Переключением разных режимов такого сочетания двух компрессоров заведует электронный блок управления двигателем. Он же и управляет использованием разных режимов прямого впрыска, в зависимости от характера нагрузки и требуемого крутящего момента.

 Как работает турбина в авто (устройство и эксплуатация)

В результате с двигателя удаётся снять уникальные показатели:

• почти идеальное распределение крутящего момента по оборотам, когда его максимум достигается примерно от полутора тысяч об/мин и не меняется до оборотов, близких к максимальным;
• экономичность двигателя заметно выделяет его в ряду конкурентов, достигая снижения расхода на 20% и более;
• степень сжатия необычно высока для турбированных моторов, практически достигнув аналогичного показателя атмосферников, при этом моторы не склонны к детонации при работе на топливе нужного качества;
• моторы достаточно компактны и имеют малую массу.

Семейство TSI оказалось чрезвычайно наукоёмким не только в процессе разработки, но и при массовом производстве, что связано с проявлением недостатков и необходимости их устранения конструктивными методами. Высокие показатели даром не даются.

Особенности конструкции

Принципиально отдельные узлы и системы двигателей не отличаются от аналогов, но некоторые конструктивные решения достаточно оригинальны.

Система турбонаддува

Основной особенностью стало применение на части двигателей двойного наддува, но не с большой и малой турбинами, как это иногда делается, а добавкой механического нагнетателя.

Выделяется несколько режимов работы системы:

• отсутствие наддува при минимальной нагрузке, компрессоры отключены, воздух идёт через обходной клапан;
• подключение только механического компрессора, не обладающего инерцией и хорошо справляющегося при средних нагрузках;
• совместная работа роторного нагнетателя с турбиной при переходе к значительным нагрузкам, что устраняет даже малейшие признаки турбоямы;
• отключение компрессора и работа турбины на полной мощности при максимальных нагрузках.

Такая гибкость позволяет сохранять максимальную эффективность и минимум аэродинамических потерь в тракте во всём диапазоне оборотов и крутящего момента, выравнивая его полку на внешней скоростной характеристике двигателя.

Это интересно: Гидроудар двигателя, что это такое, признаки и меры предосторожности

В последнее время появились достаточно эффективные турбины с изменяемой геометрией и малой инерционностью, что позволило отказаться от достаточно дорогого и массивного механического компрессора.

Система охлаждения

Высокое давление наддува требует охлаждения поступающего в цилиндры воздуха. При его нагреве уменьшается стойкость двигателя к детонации и ухудшается экономичность из-за меньшей плотности горячего газа на впуске. Поэтому в двигателях используется интеркулер – дополнительный радиатор с жидкостным теплообменником.

Подобное решение почти повсеместно применяется в дизельных двигателях, не менее уместно оно и в высокоэффективных бензиновых ДВС.

Система впрыска

Бензин распыляется прямо в цилиндры через многоточечные форсунки, что обеспечиваем хорошую гомогенизацию смеси. Чем выше давление впрыска, тем этот процесс эффективней, поэтому используются инжекторы и топливный насос очень высокого давления, до 150 атмосфер.

Направление факела всех отверстий в форсунках ориентировано на днище поршня, что позволяет осуществлять послойное смесеобразование за счёт отражения потока и направления его к свече зажигания. Изменение момента впрыска реализует все прочие выше перечисленные режимы.

Блок цилиндров

Существуют разные версии блоков, в том числе и более прочные чугунные, но в последнее время используются алюминиевые блоки с запрессованными чугунными гильзами.

Такие решения применяются и во многих других моторах, не всегда удачно. Дело в том, что уменьшение толщины стенок гильз для улучшения теплоотдачи ведёт к короблению и задирам.

Не во всех двигателях семейства эту проблему удалось полностью решить, особенно при использовании коротких поршней с минимальными потерями на трение, но это беда почти всех современных двигателей.

Преимущества и недостатки TSI

Настолько продвинутая конструкция не может не иметь преимуществ перед более простыми моторами. Это связано с максимально полным использованием энергии топлива во всех режимах:

• высокая экономичность, удалось получить настоящий скачок, доходящий до 20% даже в сравнении с достаточно неплохими двигателями;
• выполнение всех экологических норм, что во многом получилось благодаря эффективному многокомпонентному нейтрализатору, который удаётся поддерживать в оптимальном режиме за счёт прекрасной управляемости двигателя;
• лёгкость получения требуемой мощности, которая благодаря эффективной системе впрыска и качественному наддуву ограничивается лишь прочностью деталей, моторы легко поддаются чип-тюнингу;
• малые габариты и масса двигателей при сохранении возможностей по отдаче.

Новизна и сложность семейства TSI не могли не принести с собой и значительные недостатки:

• реализация возможностей двигателей требует применения только качественного бензина и масел, они не терпят наличия серы в топливе, а споры о том, какое масло для этих двигателей лучше, не утихают, заводские рекомендации страдают излишним оптимизмом;
• попытки снизить потери в двигателях привели к снижению ресурса, особенно на моторах первых генераций, быстро вытягивались цепи привода ГРМ, расход масла превышал привычные по другим моторам нормы, а поршни не выдерживали нагрузок;
• двигатели страдают типичными для прямого впрыска болезнями, связанными с отложениями на впускных клапанах, некоторые модели пришлось даже снабжать дополнительными форсунками во впускном коллекторе;
• сложность влечёт за собой высокую цену на автомобили, не всегда это оправдано снижением расхода бензина;
• техническое обслуживание и ремонт обходятся очень дорого и требуют высокой квалификации персонала.

Двигатели последних поколений частично избавляются от некоторых характерных просчётов в конструкции предшественников, но ряд проблем не решён до сих пор, например, всё, что связано с расходом масла.

Тем не менее, моторы широко распространены, в том числе и на бюджетных моделях, а их дальнейшее развитие в виде ДВС с циклом Миллера и турбинами переменной геометрии указывает на следование концерна далее по выбранному пути использования технологий TSI.

Выбираем автомобиль с TSI. Какой двигатель TSI

На практике, мне не первый раз приходится сталкиваться с прославленными моторами концерна VAG — семейством TSI. В ранних публикациях своего блога, я рассказывал о конструктивных особенностях этих двигателей и о том, что таких агрегатов следует стараться избегать.

Так как данное семейство уже относительно не молодое, за пройденное время, конструкторы внесли большой ряд технических исправлений, которые позволили продлить ресурс моторов и изменить мнение многих водителей, в том числе и моё. Последнее время я стал много встречать автомобилей с моторами TSI под капотом, с пробегами более 200 тыс. км пробега.

По словам водителей, за всё время эксплуатации, на двигатели не было никаких жалоб. И что самое интересное, двигатели были в сочетании с коробками DSG, но о них не будем, это совершенно другой разговор. Вот с каждым таким разом, я понемногу менял своё мнение о TSI в лучшую сторону.

Могу сделать вывод, что VAG удалось полечить их детские болезни и из этой линейки всё же есть неплохие варианты, с которыми можно приобрести себе автомобиль. Давайте по порядку.

Что же такое двигатель TSI? Абревеатура звучит так: «Twincharged Stratified Injection», что в переводе означает «двойной турбонаддув с послойным впрыском». При конструировании, основная цель разработчиков была добиться большей мощности, при малом объёме двигателя с экономией топлива. В действительности так оно и получилось, если обычный атмосферный двигатель, объёмом 2.0 литра выдаёт примерно 110-120 л.с., то 2-х литровый семейства TSI выдаёт 200-230 л.с. Такая разница в мощности достигается благодаря не только полностью изменённой и облегчённой конструкции, но и с внедрением системы двойного наддува. В TSI помимо турбины, используется турбокомпрессор, который приводится отдельным зубчатым ремнём. За счёт работы компрессора, в цилиндры нагнетается воздух в тот момент, когда турбина только начинает раскручиваться, то есть на практике эффект «турбо-ямы» отпадает и мотор обладает отличной динамикой на самых низких оборотах. В простом двигателе с наддувом, максимальный крутящий момент достигается на высоких оборотах, когда за счёт высокой скорости выхлопных газов, лопасти турбины раскрутились и работают «на полную» — это примерно после 5000 оборотов. В TSI максимальный крутящий момент наблюдается в диапазоне 1500-4500 тыс. оборотов. Теперь о ресурсе. Самое больное место у этих моторов, это турбина, ГРМ, закоксовывание клапанов, маслосъёмных колец и повышенный расход масла.

Турбина на этих моторах не самая надёжная, и в виду своих конструктивных недоработок выходит из строя обычно уже на 60 тыс. км пробега.

В газораспределительном механизме страдает натяжитель цепи, который может работать неправильно, в результате чего цепь растягивается до недопустимых значений и может перескочить на несколько зубьев, что влечёт за собой встречу клапанов с поршнями.

Конструктивная недоработка встречается и на системе вентиляции картерных газов, которая плохо справляется со своей задачей, особенно на высоких оборотах. В результате частицы масла оседают на сёдла клапанов, которые начинают закоксовываться, не давая клапану плотно прижаться к нему.

Так нарушается герметичность и сильно страдает динамика автомобиля. Также следует отметить неудачную конструкцию самих маслосъёмых колец и канавок поршней, в которых они расположены. На деле получаем залегание маслосъёмных колец и повышенный расход масла.

Отдельного внимания стоят двигатели 1.2 и 1.4 TSI. Помимо всех вышеперечисленных проблем, за счёт малого объёма, на детали шатунно-поршневой группы, прилагается очень большая нагрузка, влекущая за собой смерть мотора.

Куда не шло, если такие моторы стоят на легковых автомобилях, которые легче чем собраться класса кроссовер, вроде Volkswagen Tiguan. Вы только на минуту представьте, из двигателя объёмом 1.2 «выдушить» 105 л.с., а с 1.4 — 125 л.с.

И такие агрегаты ставят на тяжеленные машины, которые и так насилуют моторы, да ещё и водители поддают «педалью в пол». Тут и удивляться нечему, когда такой мотор не дожил и до 100 тыс. км.

Начиная с 2011 года, линейка TSI была полностью обновлена и у моторов конструкторы, наконец, устранили практически все самые серьёзные болезни. Проблема с натяжителем цепи ещё осталась, но встречается не так часто.

В любом случае, когда при запуске двигателя слышен треск, лучше не тянуть и сразу ехать на замену цепи, чем экономить и тянуть до последнего, а потом попасть на замену поршневой с клапанами. Хоть и разработчики уверяют о бесконечном ресурсе цепи, лучше всегда прислушиваться к мотору и при любых даже самых незначительных посторонних звуках, обращаться в сервис.

При достижении 100 тыс. км пробега, не будет лишним проверять состояние натяжителя, даже когда посторонние шумы отсутствуют. О том, как осуществлять проверку я писал в отдельной статье.

Так какой же двигатель TSI лучше? Безусловно, самыми надёжными считаются моторы 1.8 и 2.0 TSI после 2011 года выпуска, в которых наблюдается идеальное сочетание надёжность-мощность-экономичность.

Возникает ещё один вопрос: как быть с моторами TSI до 2011 года выпуска? Я не говорю, что их нужно бояться как огня, ведь 1.8 и 2.0 TSI старой вариации также вполне неплохи.

Всё во многом зависит от того как эксплуатировались автомобили с этими моторами, как обслуживались и как насколько качественно.

Если из мотора не выжимали соки, лили хорошее топливо, вовремя меняли и масло было не самого худшего качества, то моторы могут прослужить и до 400-500 тыс. км пробега. Даже 1.4 TSI при бережной эксплуатации, может проработать до 300 тыс. км, и это не сарказм. На моей практике были реальные примеры.

Хочу отметить ещё такой момент как разницу между машиной собранной, в РФ и с машиной, пригнанной из Европы. У европейцев понятия об обслуживании и эксплуатации значительно отличаются от наших. Вот официальный дилер уверяет, что на моторах TSI цепь менять необязательно, а моторное масло вообще можно менять каждые 60-70 тыс. км пробега.

А большинство так и делают. Ну вот и представьте, вы приобрели автомобиль с большим пробегом, например 120 тыс., у которого уже звенит цепь, а в сервисной книжке было всего две замены масла: на 50 и на 100 тыс. км пробега. И чего ещё ожидать от этого мотора? Человек из Европы избавился от него, а вы купили себе, извините меня «геморрой».

Вот вам и страшилки, что абсолютно все моторы TSI оставят водителей без штанов. Практика показала, что это совсем не так. Как я уже говорил, всё зависит от хозяина. И приобретая такой автомобиль с рук, советую прислушиваться к тому, что я написал выше, искать варианты с пробегом до 100 тыс.

и хорошей историей об автомобиле: что и когда делалось и т.п.

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).

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.

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.

Что представляет собой двигатель TSI и его характерные особенности

В 2004 году автоконцерн VAG (Volkswagen AG) анонсировал новый двигатель TSI, который был назван настоящим прорывом в двигателестроении. Производительный, мощный, экономичный – это лишь некоторые заявленные преимущества. Но под красивой рекламой скрывались и свои подводные камни. Об особенностях данной линейки моторов пойдет речь далее в статье.

Что такое двигатель TSI

Требование экологических стандартов в Европе способствовало разработке двигателя TSI, который при небольшом объеме показывает высокую производительность и низкий расход топлива.

Работа основывается на использовании двойного наддува и прямого впрыска топлива. Механический компрессор работает в паре с турбиной.

Такие двигатели устанавливаются на марки Skoda, Audi, Volkswagen, Seat и некоторые другие.

Двигатель TSI

Разработки двигателя TSI велись еще в начале 2000-х, но в массовое производство двигатель пошел в 2005 году. Это была первая линейка TSI, которая была существенно обновлена в 2013 году, но об этом чуть ниже.

Многие спорят над правильной расшифровкой аббревиатуры TSI. Стоит сказать, что изначально было название Twincharged Stratified Injection (Двойной наддув послойный впрыск). После стали выходить модели с одной турбиной и аббревиатуру стали переводить как Turbo Stratified Injection (Турбированный послойный впрыск). В автомобилях Audi этот силовой агрегат имеет маркировку TFSI.

Линейка моторов

Линейка TSI представлена широким набором двигателей. Первая генерация (2005 – 2013 гг.) была представлена двигателями EA111 и EA888 Gen.2. Это моторы объемом 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 2.0 и V3.0.

В России наиболее популярны 1.2 и 1.4 TSI. Двигатель объемом 1.2 мощностью 90/105 л.с. имеет только одну турбину без компрессора. Объем 1.4 имеет вариации с одной турбиной или компрессор+турбина.

Мощность мотора от 122 л.с. до 170 л.с. в стоковой комплектации. Топовым в линейке TSI является мотор объемом 3.0 V6 333 лошадиных сил, который, например, устанавливается сейчас на Volkswagen Touareg.

У первой линейки TSI были существенные недостатки, о которых мы скажем немного позже. В большинстве своем эти недостатки были исправлены в следующей генерации моторов EA211 и EA888 Gen.3.

Как видно, эти моторы имеют очень много модификаций.

Согласно данным разработчиков, ресурс двигателя рассчитан на 300 000 км пробега.

Особенности устройства и работы TSI

Рассмотрим работу самого популярного двигателя TSI объемом 1.4 литра. Он развивает мощность в 125 кВт, крутящий момент 249 Нм в диапазоне 1750-5000 об/мин. Расход топлива составляет всего 7,2 литра.

Основные элементы двигателя TSI

По сути, моторы TSI стали продолжением линейки FSI, в которых также используется технология непосредственного впрыска топлива. Топливо подается прямо в камеру сгорания через форсунки под давлением 150 бар. Для этого предусмотрен топливный насос высокого давления.

В зависимости от условий обеспечивается разное приготовление топливовоздушной смеси. На малых и средних оборотах происходит послойное смесеобразование. Воздух поступает в камеру сгорания на большой скорости.

Впрыск топлива происходит в самом конце такта сжатия, тем самым обеспечивая высокую степень сжатия 10:1 несмотря на двойной наддув.

Избыток воздуха, который возникает после сгорания, выступает в роли теплоизолятора.

При однородном (стехиометрическом) смесеобразовании впрыск топлива происходит на такте впуска, тем самым обеспечивая однородную смесь, которая сгорает максимально эффективно.

Система двойного турбонаддува TSI

При максимально открытой дроссельной заслонке образуется бедная гомогенная смесь. Воздух в цилиндрах движется очень интенсивно. Также в состав добавляются отработавшие газы на уровне 25%. Топливо подается на такте впуска.

Двойной наддув дает превосходную тягу. Механический компрессор обеспечивает полный крутящий момент уже на низких оборотах до 2000-2500 об/мин. Это исключает возникновение так называемой турбоямы.

При достаточном давлении отработанных газов на 2500 об/мин заслонка открывается и в работу включается турбина, тем самым создается давление воздуха 2.5 бар.

Механический компрессор работает от ременного привода.

Плюсы и минусы

Благодаря своей конструкции двигатель TSI имеет немало преимуществ. Среди них:

• высокая производительность двигателя при небольшом объеме;
• хорошая тяга уже на низких оборотах;
• экономичность (расход 7,2 л);
• компактность и небольшой вес (вес снижен на 14 кг);
• возможности тюнинга и форсирования;
• экологичность (меньше объем выбросов углекислого газа).

Но при всех достоинствах есть и свои недостатки. Особенно это касается двигателей EA 111 и EA888 Gen 2:

• большой расход масла (замена масла после 7,5-10 тыс. километров пробега);
• растягивание цепи ГРМ и обрыв;
• высокое требование к качеству масла и к качеству топлива;
• медленный прогрев двигателя.

Основные неисправности

Цепь ГРМ стала настоящей ахиллесовой пятой этих моторов. Так как двигатель TSI высоконагруженный, то она быстро растягивается. Проблемным оказался и натяжитель цепи. Цепь рекомендуется проверять после 50-70 тыс. километров пробега.

Последствия от обрыва цепи ГРМ всем хорошо известны: загибание клапанов, задиры цилиндров и, как следствие, очень дорогой ремонт или, вообще, замена силового агрегата.

Замена цепи и других составляющих (успокоитель, натяжитель) обходится достаточно дорого.

Во впускном коллекторе находится горячий воздух, также в него попадает масляный туман, что приводит к закоксовыванию впускного коллектора, дроссельной заслонки, впускных клапанов и маслосъемных колец. Также к закоксовыванию может привести поломка маслоотделителя.

Водителю нужно внимательно следить за уровнем масла. Заливать только качественное масло, которое рекомендует производитель. Большой расход – это, скорее всего, не проблема, а следствие всех форсированных силовых агрегатов.

Так называемый “масложор” образуется из-за турбины, высокого крутящего момента и конструкции самих поршней.

Масло также играет важную роль в охлаждении турбины. Некачественное или отработанное масло приведет к забиванию и поломки турбины.

Не меньшее значение имеет качественное топливо. Рекомендуется использовать бензин с октановым числом 95 и выше.

Медленный прогрев – это следствие применение сложной системы охлаждения двигателей TSI. Без двойной системы охлаждения обеспечен перегрев.

В третьей генерации моторов TSI EA211 и EA888 Gen.3 разработчикам удалось решить некоторые проблемы. Главным образом, это касается цепи ГРМ и медленного прогрева. Цепь заменили ремнем.

Ресурс ремня остался примерно таким же (50-70 тыс. км), но его намного легче и дешевле заменить. На двигателях 1.8 и 2.0 tsi третьей генерации установили более качественную цепь ГРМ с ресурсом 150 тыс.

км и больше.

В современных моторах 1.2 и 1.4 используется облегченный корпус, но чугунные гильзы. В остальных моделях также остается чугунный блок. Это позволило облегчить двигатель на 22 килограмма.

Заключение

Двигатели TSI постоянно совершенствуются. Первое поколение силовых агрегатов этого типа имели серьезные проблемы. В последующих генерациях они были устранены, но остался большой расход масла и требования по обслуживанию.

Автомобили с двигателями TSI подойдут тем, кто хочет получать удовольствие от вождения.

Высокая производительность, динамика и низкий расход топлива – вот главные козыри технологии TSI, которая постоянно совершенствуется и дорабатывается.

Если регулярно следить за силовым агрегатом, проходить вовремя ТО, менять масло, использовать качественный бензин, то данный двигатель проходит долго и без серьезных проблем.

(3

Двигатель TSI – что это такое, покупать или нет?

???? TSI дословно переводится как «турбо послойный впрыск». Но чем выделяется мотор TSI от других «движков»? Какие его преимущества и нужно ли его покупать? Мы попытаемся ответить детально на перечисленные вопросы. В целом, распространенность силовых установок TSI обусловлена тем, что выбор силовых установок на рынке, если говорить честно, не поражает.

???? К примеру, «ВАГ» предлагает потенциальным покупателям лишь TSI и пару уже не новых моторов «атмосферников». Они размещаются на разнообразные автомобили Audi , Skoda и VW . Что касается самого оборудования TSI , оно является логичной цепочкой FSI . Как и в прошлом семействе, применяется система впрыска бензина непосредственно в цилиндр.

Двигатель TSI

???? Тут же происходит процесс смешивания с воздухом. Участвуют во всем этом поршня специального типа, оснащенные сферической выемкой. Используя мощный топливный насос с высоким давлением, форсунки прекрасно функционируют при высоком сопротивлении.

Каким образом получилось повысить диапазон оборотов?

???? Чтобы повысить рабочий спектр оборотов специалисты планировали присоединить к 2.0-литровой силовой установке FSI турбину. Но инженерная группа решила сделать иначе. Инженеры использовали 1.4-литровый FSI и установили к нему турбину, имеющую механический компрессор. Таким образом возник TSI .

???? Если говорить за саму турбину, она работает при помощи давления выхлопной системы, а компрессор – при помощи ремня коленчатого вала. На практике, компрессор работает с холостых. Поэтому водитель может рассчитывать на тягу на небольших оборотах, мощный подрыв на высоких, а также хорошую работу в диапазоне 1 400 – 4 500.

Двигатель TSI

???? Что является особенностью моторов TSI ? Сюда можно отнести впечатляющую мощность, а также хорошую экономию бензина. Удаётся добиться замечательной динамики, стабильной высокой тяги при различных диапазонах.

Из-за того, что компрессор и турбину установили параллельно друг к другу, мотор стал эластичным. Исчезло большое количество трудностей, которые характерны для львиной доли турбированных силовых агрегатов.

Вдобавок к этому, TSI – лидер по экологичности – выбросы CO 2 одни из самых незначительных.

Главный недостаток

???? Читая всё это может сложиться такое впечатление, что двигатель обладает лишь преимуществами.

Сюда можно отнести хорошую экономию, самые последние тенденции технологий и даже мощностные показатели поражают. Но он не лишен недостатков.

Эти силовые установки обладает главнейшим минусом – требовательностью. Что касается самого оборудования, оно функционирует стабильно, никаких вопросов к нему нет.

???? Однако, если заправить свой автомобиль некачественным топливом, это может привести к детонации и трещинам на перегородках поршня.

Мотор также требовательный в вопросе замены смазывающей жидкости – её лучше заменять каждые 10 тысяч километров. Сюда также можно отнести очень тонкую цепь, которая склонна к быстрому растягиванию.

Уже после 50 000 километров пробега за ней лучше всегда следить.

???? Подходя к рубежу 80 тысяч километров возможно придется заменить комплект газораспределительного механизма. На клапанах всегда остаётся нагар, по причине того, что система прямой подачи бензина не способна омывать клапана. Как результат – лучше регулярно их чистить каждые 50 тысяч километров пробега. Что касается самих форсунок, их снять очень тяжело и этот процесс довольно длительный.

???? Подводя итог, какие-то существенные недостатки у силовых агрегатов TSI нет. В отдельном внимании нуждается лишь турбокомпрессор. Советуется охлаждать его после каждой длительной поездки и как следует прогревать перед поездкой. Важно применять качественный бензин и смазывающую жидкость, иначе двигатель намного быстрее выйдет из строя.

Стоит ли приобретать автомобиль с двигателем TSI или лучше от этого воздержаться?

???? Если автомобиль новый, можно смело его покупать. У вас будет отличная отдача и большой раздор для будущего тюнинга. Поддержанное транспортное средство необходимо брать осторожно. Важно проверять не только турбину, но и компрессор. 12 очков давления не является показателем, так как даже при отколотых перегородок цилиндр может показывать аналогичные показания.

???? Постарайтесь узнать у прошлого хозяина автомобиля, как часто были заправки и сервисное обслуживание, меняли ли газораспределительный механизм. Также очень важно узнать каким топливом заправлялась машина. Понятно, что водитель может сказать неправду, однако от этого никто не застрахован.

А как вы относитесь к автомобилям с двигателем TSI ? Сторонниками каких моторов вы являетесь больше – FSI или TSI ? Почему вы так считаете? Поделитесь об этом в х ниже. Также, если эта статья была вам интересной, не забудьте поставить палец вверх и подписаться на канал, чтобы не пропустить новый и интересный материал.