TSI двигатель: что это такое?

Содержание

Что такое двигатели системы FSI

Автомобильный агрегат, работающий по технологии FSI, разработан в лаборатории автоконцерна Mitsubishi. Сегодня такие двигатели устанавливаются на многие марки автомобидей различных европейских, японских и американских производителей. Лидером в производстве силовых установок FSI считается немецкая компания Volkswagen. Практически все автомобили, которые они производят, сейчас оснащаются этими агрегатами. Кроме них такие моторы, но в меньших объемах, устанавливают такие автоконцерны, как: Ford, Mazda, BMW, Mercedes-Benz, General Motors, Hyundai, Infiniti.

Основное отличие в конструкции двигателей FSI от других ДВС заключается в подаче топлива под максимально высоким давлением сразу в камеру сгорания. Использование FSI двигателей позволяет снизить расход топлива (примерно на 10-15%) и существенно снижает количество выхлопных газов в окружающую среду.

Важной отличительной чертой системы FSI является наличие 2-х последовательных топливных систем, которые подают бензин. Первая – это система с низким давлением циркулирующего топлива

Она соединяет бензобак, сетчатый фильтр, контрольный датчик, циркуляционный насос, а также трубопровод подачи топлива во вторую систему. Вторая – подает топливо на форсунку, после чего оно распыляется и подается на цилиндры для сжигания, т. е в итоге – для выполнения механической работы.

1.4 TSI

С таким двигателем Фольксваген Таос с системой полного привода и роботизированной коробкой передач ускоряется до сотни за 8,9 секунды и достигает максимальной скорости 190 км/час. При этом средний расход в смешанном цикле составляет 6,7 литра на 100 км. Основные технические характеристики мотора CZDA/CZEA:

Компоновка – рядный, четырёхцилиндровый.
Рабочий объём – 1395 куб. см.
Диаметр цилиндра (номинальный) – 74,5 мм.
Ход поршня – 80 мм.

Как и в случае с CWVA, блок цилиндров отлит из алюминия, установлены сухие стальные гильзы, гидрокомпенсаторы и зубчатый ремень ГРМ. Фазорегуляторы есть на впуске и выпуске. Система турбонаддува позволяет снять с небольшого объёма мощность 150 л. с. и высокий – 250 Нм. – крутящий момент.

Двигатель в целом надёжный. При правильном и регулярном обслуживании и использовании смазочных материалов, соответствующих требованиям производителя, его ресурс составляет около 250 тыс. км. Однако и у этого силового агрегата есть проблемы:

Залегание поршневых колец и, как следствие, увеличенный расход масла.
Заедание тяги актуатора вестгейта. Если неисправность вовремя не устранить, происходит поломка турбины.
Утечка охлаждающей жидкости насос системы охлаждения (помпу) изготовленный из пластмассы.

Несмотря на то, что техническим регламентом предусмотрена периодичность замены ремня ГРМ каждые 120 тыс. км., проверять состояние привода рекомендуется не реже, чем раз в 60 тыс. км.

Турбомотор на Фольксваген Таос

1.4 TSI с двойным нагнетателем

Варианты двигателя развивают мощность от 138 до 168 л.с., при этом абсолютно идентичны по механической части, различие лишь в мощности и крутящем моменте, которые определяется настройками прошивки блока управления. Рекомендуемое топливо — 95 для менее мощных и 98 для более мощных, хотя допускается и АИ-95, но расход топлива будет чуть больше, а тяга на низах меньше.

Клиноременной привод

В конструкции предусмотрено два ремня: один предназначен для насоса охлаждающей жидкости, генератора и работы климатической установки, второй отвечает за компрессор.

Цепной привод

Приводят в действие распредвал и масляный насос. Привод распредвала натягивается специальным гидравлическим натяжителем. Привод масляного насоса приводится в действие подпружиненным натяжителем.

Блок цилиндров

При изготовлении используется серый чугун во избежание разрушения деталей конструкции, т.к. высокое давление в цилиндрах создает серьезные нагрузки. По аналогии с FSI-двигателями блок цилиндра выполнен в стиле open-deck (стенка блока и цилиндры без перемычек). Такая конструкция устраняет проблемы с охлаждением и оптимизации расхода масла.

Кривошипно-шатунный механизм также претерпел изменения по сравнению со старыми двигателями FSI. Так, коленчатый вал более жесткий, что снижает шум от двигателя, диаметр поршневых колец стал больше на 2 мм, чтобы выдерживать возросшее давление. Шатун выполнен по схеме крекинга.

ГБЦ и клапаны

Головка блока цилиндров не претерпела значительных изменений, а вот возросшая температура охлаждающей жидкости и большие нагрузки заставили внести изменения в выпускные клапаны в сторону увеличения жесткости и оптимизации охлаждения. Данная конструкция понижает температуру отработавших газов на 100 градусов.

В основном работу по наддуву выполняет турбонагнетатель, если требуется повысить вращающий момент, активируется механический компрессор посредством магнитной муфты. Такой подход хорош, т.к. способствует быстрому увеличению мощности, развитие высокого момента вращения на низах.

Кроме того, компрессор не зависит от внешних систем охлаждения и смазки. К недостаткам можно отнести снижение мощности двигателя во время включения компрессора.

Диапазон работы компрессора от 0 до 2400 оборотов (синий диапазон 1), затем он включается в диапазоне 2400-3500 (диапазон 2), если требуется стремительное ускорение. В итоге это исключает турбояму.

Турбонагнетатель работает на основе энергии отработавших газов, выдавая высокий КПД, но требует серьезного подхода к охлаждению, т.к. создает высокую температуру (зеленый диапазон 3).

Система подачи топлива

Система охлаждения

Интеркулер

Система смазки

Схема работы системы смазки. Желтый цвет — всасывание масла, коричневый — прямой маслопровод, Оранжевый — обратный маслопровод.

Система впуска

Каким образом работает двойной турбонаддув?

Для понимания принципа действия двойного турбонаддува стоит рассмотреть, как формируется воздушно-топливная смесь на разных оборотах:

до 2 400 об/мин работает исключительно механический компрессор, а турбокомпрессор простаивает, поскольку нет необходимости в дополнительной мощности и недостаточно давления выхлопных газов;
от 2 400 до 3 500 об/мин для нагнетания воздуха подключается турбокомпрессор, но только если электроника регистрирует очень динамичное увеличение потребности в мощности, к примеру, при резком старте с места;
от 3 500 об/мин и выше заслонка турбокомпрессора полностью открыта и он один работает на нагнетание воздуха.

В результате такого комплексного подхода становится возможным тонкое изменение мощности двигателя в большом диапазоне оборотов. Практически отсутствует «турбояма», которая характерна для силовых агрегатов с классической турбиной. В механическом нагнетателе используется редуктор, благодаря которому скорость вращения компрессора достигает 17 500 об/мин для наиболее эффективного давления в системе подачи воздуха.

Двигатель 1.0TSI – пакет сока под капотом

Трехцилиндровые моторы, объемом один литр с непосредственным впрыском топлива устанавливаются, чуть ли, не на каждый автомобиль Skoda, многие Volkswagen и SEAT, и даже некоторые AUDI. Почему производитель решил, что трех цилиндров будет достаточно?

Обычно, что стоит под капотом не особо интересует европейского покупателя. Ему подавай меньше выхлопов (из-за налогов) и меньше расхода топлива (они любят и умеют считать деньги). Но нашему покупателю нужно знать большее.

Особенно нам совсем не понятно, как не маленький автомобиль, например Skoda Rapid, может ездить при помощи такого двигателя как 1.0TSI. Насколько хватит его ресурса, и какие проблемы он может создать в процессе эксплуатации.

Для начала, следует сказать, что все неприятности, которые встречаются на моторах FSI и их турбоверсиях TSI, теоретически, не должны обойти стороной и этот мотор.

Какие бывают проблемы с TSI?

Мы уже говорили о том, что бывает в процессе эксплуатации FSI моторов, по большому счету, TSI — это еще и турбина. Эти моторы безумно любят пожирать мало, не сразу, конечно, а со временем. Аппетит, здесь уж точно приходит во время еды.

Ну литр масла на 1000 км, как вам? При этом, в Европе от TSI-моторов все только в восторге. И победы во всевозможных конкурсах, типа «Engine of the Year», тому подтверждение.

Совет

А теперь внимание — почему так? Там все ОК, а у нас форумы и блоги просто пестрят заголовками о проблемах TSI моторов. В первую очередь, спасибо нашему топливу

И не нужно говорить о том, что у нас заправки разные, это понятно. Но даже на самых крупных сетевых АЗС, топливо не дотягивает до польского, например, или немецкого по качеству. Так вот, для непосредственного впрыска качество топлива это как Ахиллесова пята

В первую очередь, спасибо нашему топливу. И не нужно говорить о том, что у нас заправки разные, это понятно. Но даже на самых крупных сетевых АЗС, топливо не дотягивает до польского, например, или немецкого по качеству. Так вот, для непосредственного впрыска качество топлива это как Ахиллесова пята.

При этом, естественно, снижается мощность, и увеличивается масляный аппетит. А если не регулярно проверять уровень смазки, то приплюсуйте сюда еще масляное голодание, со всеми вытекающими от этого последствиями.

И главное, что страдают больше всего малообъемные моторы TSI. Они дольше прогреваются, и если ваши поездки коротки, то лучше воздержаться от покупки автомобиля с «маленьким мотором», экономить вы будете недолго.

Важно

Кстати, конструктивная особенность, связанная с малым ресурсом цепей ГРМ на моторах TSI, еще больше подливает масла в огонь. Все начинается с натяжителя, дальше цепь растягивается и шумит-стучит как дизель, хоть под капотом бензиновое сердце.

Так стоит ли покупать машину с 1.0TSI?

Ну как не покупать? Ведь речь идет об автомобилях VAG. Мы все любим эти автомобили за немецкую сдержанность, престиж и технологичность. Просто выбирать нужно авто под себя, это как обувь примерять. Например, если вы живете за городом, и каждый день вам нужно преодолевать пробеги около 60 км в оба конца, то это ваш вариант. На трассе будет и экономично и комфортно.

Если вам ездить на работу 5-7 километров с гаража, то машина будет на вечном «недогреве», что быстро отправит на пенсию её мотор.

Кстати, расход в пределах четырех литров возможен только на самых маленьких авто, например как VW uP, и то, речь идет о европейском топливе.

И в завершении, стоит отметить, двигатель 1.0TSI отлично тянет, и мощности его хватает вполне. Детальнее о впечатлениях от Skoda Rapid 1.0TSI можно почитать здесь:

Skoda Rapid New – три цилиндра это сила! Обзор и характеристики

Проблемы и недостатки двигателей 1.4 TSI

1 . Растяжение цепи ГРМ, проблемы с натяжителем. Самый распространенный недостаток 1.4 TSI, появляющийся при пробегах от 40-100 тыс. км. Треск в двигателе его типичный симптом, при появлении подобного звукового сопровождения, стоит ехать на замену цепи ГРМ. Во избежание повторения, не стоит оставлять автомобиль на уклоне на передаче.2 . Не едет. В данном случае проблема, скорей всего, кроется в перепускном клапане турбокомпрессора или клапане управления турбиной, проверяйте и все наладится.3 . Троит, вибрация на холодную. Особенность работы двигателей 1.4 TSI, после прогрева данные симптомы уходят. Кроме того моторы VW-Audi TSI долго прогреваются и любят понемногу есть качественное масло, но проблема не столь критична. При своевременном обслуживании, использовании качественного бензина, спокойной эксплуатации и нормальном отношении к турбине (после движения дать поработать 1-2 минуты), мотор отъездит довольно долго, ресурс двигателя Volkswagen 1.4 TSI составляет более 200000 км.

Прогресс на месте не стоит, и в 10-х годах XXI века турбомотором с непосредственным впрыском никого не удивишь, технологии постепенно отрабатываются, ошибки исправляются… И вот уже на смену ЕА111 пришли моторы следующей линейки ЕА211 – именно ими оснащается большинство современных машин концерна Volkswagen. Судя по первым отчётам «сто- и «двухсоттысячников» из числа владельцев, а также по отзывам мастеров, серия получилась более удачной. И о ней далее.

Особенности и характеристики

Наиболее популярным двигателем среди семейства ЕА111 является 1,4-литровый CAXA, неоднократно забиравший победу на престижном конкурсе Engine of year, а также являлся Двигателем года. Данный мотор пришёл на смену предыдущей версии FSI 1,6. От прошлой модификации новый САХА отличает низкий расход топлива на 5%, значительное уменьшение выбросов в атмосферу, увеличение мощностных параметров на 14%. Все эти достоинства дополняются улучшением технических характеристик в целом. Блок цилиндра двигателя САХА отлит из серого чугуна. Сверху БЦ, расположенный в ряд, накрыт головкой из литого алюминиевого сплава, включающей 16 клапанов. Размер цилиндра составляет 76,5 мм, а параметр поршневого хода равен 75,6 мм. Коленчатый вал двигателя выполнен из стали, имеет коническую форму. Кроме того, мотор имеет два распредвала, гидрокомпенсаторы, фазовращатель, расположенный на впускном валу и систему непосредственного впрыска. Приводящим элементом газораспределительного механизма является цепь, теоретически, ресурс которой составляет срок эксплуатации силовой установки. На деле цепь ГРМ подлежит замене спустя около 100 000 км пробега.

Мощность бензинового САХА достигает 122 лошадиных сил. Мотор оснащён системой двойного наддува, кроме того, в нём отсутствует компрессор, а также установлена модифицированная конструкция охлаждения воздуха наддува. Строение турбонагнетателя продумано таким образом, чтобы обеспечить максимальные параметры крутящего момента.

Охладитель жидкостного охлаждения встроена в во впускной коллектор. Всасывающий канал в головке блока цилиндров слегка изменил конструкцию, в связи с чем отсутствуют переключающие заслонки впускного коллектора.

Для двигателя САХА предпочтительно заливать высокооктановый бензин с маркировкой от АИ-95. Расход горючего на 100 км пути варьируется в пределах 5,9-6,8 литров в зависимости от разновидности езды и дорожного покрытия. Двигатель отвечает экологическим стандартам ЕВРО 5. Расход моторного масла не превышает поллитра на 1000 км. Для САХА предпочтительно использовать масла следующей вязкости: 5W30, 5W40, 0W30, 0W40. Рекомендуется заливать моторное масло производителя Liqui Moly. Максимальной объём составляет 3,8 литров.

Производство САХА длилось долгое время до 2015 года. Мотор устанавливался под капот Ауди А1, А3, пятого и шестого Гольфа, Фольксваггена Тигуана и Джетты, Шкоды Отавии и Сеата. Далее линейка двигателей была заменена на более продвинутую и претерпевшую многочисленные изменения серию ЕА211.

Немного техники

Показанный в 2005 году 1.4 TSI / 170 л.с. (ЕА111) стал для своего времени революционным. Непосредственный впрыск топлива, четыре клапана на цилиндр, двойной наддув с помощью турбонагнетателя и компрессора типа Roots (позволило получить высокий крутящий момент в самом «низу» и избежать, так называемого турбо лага). К этому стоит добавить цепной привод ГРМ, систему регулирования фаз газораспределения и промежуточный охладитель воздуха (интеркулер).

В 2006-2007 году предложение было дополнено версиями мощностью 122, 125 л.с. (только турбина) и 140-150 л.с. (турбина + компрессор). Компрессор Twincharger управлялся электромагнитной муфтой, объединенной с водяным насосом.

Двигатель 1.2 TSI (EA111) появился в 2009 году и, в отличие от 1.4 TSI, имел один распредвал (OHC, 8V), а наддув осуществлялся только турбонагнетателем.

Семейство ЕА211 с ременным приводом ГРМ вышло в свет в 2012 году. Новые двигатели 1.4 TSI опционально оснащались системой отключения цилиндров (COD или ACT) и сажевым фильтром (с 2017 года).

В ассортименте присутствовали и версии, работающие на природном газе (ЕА 111 и 211), а также, использующиеся в гибридных установках – ЕА211 в A3 e-tron и Volkswagen Passat GTE.

В зависимости от производителя двигатели 1.2 / 1.4 TSI EA111 и EA211 имеют различные маркировки – TSI в VW, Skoda и Seat, а TFSI в Audi.

Примечательно, что двигатели семейства ЕА111 производились параллельно с ЕА211 до 2015 года.

Внутреннее удобство комплектации Active

Базовая версия Active укомплектовывается достаточно хорошо. Что же водителей ожидает в интерьере:

4 подушки безопасности;
двухзонный климат-контроль;
мультимедийная система;
передние сиденья с подогревом.

Снаружи стоит отметить стоят легкосплавные диски. Вот что же еще может желать человек в простой поездке на работу? Семейные люди легко располагаются в салоне при длительных поездках. Учитывая сменность погоды в наших регионах, подогрев сидений в комплекте с двухзонным климат-контролем вполне спасают от холодных ветров.

ЭРА-ГЛОНАСС, 4 подушки безопасности, крепление ISOFIX, неполноразмерное колесо – все непредвиденные ситуации продумали инженеры «Skoda». Нельзя недооценивать производителя с такой большой практикой продаж на нашем рынке.

Kodiaq Active полностью укомплектованный кроссовер для жизни в мегаполисе или за его пределами. Вне зависимости от региона проживания автомобиль приспосабливается к реалиям жизни без необходимости докупать дорогостоящие комплектующие. Тут скрывается основная причина, почему выбирают Шкода Кодиак после знакомства с ним.

Система охлаждения и вес

Важными нововведениями в описываемых моторах стало снижение их веса, в ряде случаев, до 15 килограммов, а так же усовершенствованная система охлаждения.

Для снижения веса в частности, применяется изготовление крышки двигателя из специальных полимеров. А охлаждение разделяется на охлаждение блока и охлаждение головки. Такой инженерный ход позволяет оптимизировать температурный режим мотора при любой нагрузке.

На сегодня существуют TSI двигатели производства VW следующих объемов:

1,2 литра;
1,4 литра;
1,8 литра;
2 литра;
3 литра;

Такое разнообразие объемов и как следствие мощностей способно обеспечить надежными и мощными моторами машины практически любого класса, кроме разумеется, грузовых и специальных автомобилей.

И так, на первый взгляд мы имеем надежный, экономичный, мощный и высокотехнологичный автомобильный двигатель, способный ходить достаточно долго, не создавая владельцу проблем. Но, критических отзывов на эти моторы на просторах нашей страны тоже хватает. Так в чем же дело?

Что собой представляют двигатели TSI

Ни в России, ни в Европе рядовой обыватель вряд ли сможет объяснить, что это такое – двигатель TSI, даже на концептуальном уровне. Между тем многие европейские автомобили немецкого, испанского и чешского производства поставляются именно с такими моторами.

Интересный факт: согласно опросам, значительная часть автовладельцев путает термин TSI с TDI, считая первые одной из разновидностей дизельных моторов. На самом деле TSI – чисто бензиновый двигатель, бензиновых аналогов которому не существует в природе. На сегодня самым известным представителем этого семейства можно назвать 1.4-литровый агрегат, который, несмотря на малый объём, отличается хорошей динамикой при отличной экономичности. Не случайно у него имеется множество престижных наград именно в этих номинациях.

Рассмотрим особенности конструкции этих двигателей.

Первое поколение таких инжекторных силовых установок, работающих на бензине, оснащалось двумя турбинами, работу которых поддерживал механический компрессор в паре с системой послойного впрыска бензина. В дальнейшем по мере усовершенствования конструкции было принято решение оставить только одну турбину, что не изменило обозначения агрегата, однако расшифровываться аббревиатура стала немножко иначе – слово Twincharger было заменено на Turbo, что и отразило отказ от двойной турбины. Так что сегодня аббревиатура двигателя TSI расшифровывается немного по-другому.

Разумеется, любой турбированный мотор конструкционно намного сложнее атмосферного. В данном случае конструкторам удалось добиться повышения мощности двигателя при одновременном улучшении экономичности, сделав автомобили, оснащённые моторами небольшого объема, очень динамичными. Правда, стоимость таких силовых агрегатов тоже намного выше, чем у классических атмосферных аналогов, но это, как говорится. Издержки технического прогресса.

Стоит отметить, что моторы первых поколений не отличались высокой надёжностью, но по мере устранения недоработок этот показатель удалось привести к каноническим величинам. В настоящее время линейка силовых агрегатов TSI считается одной из наиболее многочисленных, а наиболее популярной, как мы уже отмечали, оказалась 1.4-литровая версия, у которой тоже имеется немало модификаций.

Именно ему удалось разбить в пух и прах предубеждение, что моторы такого объёма сегодня мало востребованы в силу недостаточной мощности, не позволяющей увеличивать функционал автомобиля.

Действительно, мощность мотора 1.4 TSI удалось увеличить до 122 лошадиных сил, но и это не предел – при «правильной» перепрошивке и на модифицированных двигателях этот показатель составляет уже 140 лошадей, а последнее поколение способно развивать при том же объёме целых 170 л. с.

Согласитесь, просто фантастическая мощность для столь скудного объёма! Как же инженеры концерна VAG добились столь впечатляющих результатов? Дело в том, что изначально именно 1.4-литровый двигатель был взят за основу для разработки всех остальных линеек моторов, включая литровые и объемом 3.0 литра. По этой причине именно на нём немецкие специалисты тестировали все новинки, включая новую турбину, изготовленную по особой спецификации. В результате удалось добиться прироста мощности в 20 лошадиных сил, а по мере совершенствования конструкции и программного обеспечения этот показатель смогли повысить ещё больше.

Выйти на уровень 170 л. с. удалось благодаря внедрению ещё одной инновации – установке двух турбонагнетателей в составе отдельного нагнетателя и отдельного турбокомпрессора. Разумеется, пришлось существенно подправить и прошивку, под управлением которой и функционирует силовой агрегат.

Что означает двигатель TSI с точки зрения возможности его тюнинга? Сами конструкторы не исключают, что благодаря совершенствованию прошивки можно добиться ещё большего прироста мощности, но за счёт уменьшения ресурса мотора.

Обобщая вышесказанное, отметим, что все моторы данной линейки сконструированы и функционируют по одинаковому принципу. И только самый младший представитель семейства, литровый агрегат, немного выделается на общем фоне, поскольку он изначально проектировался исключительно с турбонаддувом – атмосферных аналогов у него не существует. В настоящее время этот мотор устанавливается на городские малолитражки – например, на модель UP от Volkswagen, а также на гибридные модификации.

Что в итоге

Если оглянуться назад, то в 2000 году FSI с рабочим объемом 1.4 литра занял в своем классе почетное место лучшего агрегата. Через 6 лет новая версия 2.0 FSI снова получила высокую оценку благодаря выдающейся разгонной динамике, хорошему подхвату на любых оборотах, сниженному выбросу вредных веществ в составе выхлопных газов и топливную экономичность.
Однако затем этот двигатель стал активно вытесняться другими аналогами и разработками. Более того, сегодня FSI является такой версией силового агрегата, от которой фактически отказался сам производитель. Причины для этого очевидны, так как мотор атмосферный, при этом имеет сложную конструкцию, требователен к качеству топлива и достаточно дорогой в ремонте.
С учетом вышесказанного становится понятно, почему на своих бюджетных моделях авто VAG теперь устанавливает более простые и дешевые MPI, а на основе технологичного FSI производитель построил целую линейку более новых и производительных моторов с турбонаддувом TSI (TFSI).

Напоследок добавим, что при этом FSI никак нельзя считать неудачным или проблемным. Большое количество свойственных ему неполадок и сбоев не менее часто встречается и на других двигателях, схожих по особенностям конструкции и характеристикам.

Как показывает практика, при должном уходе, своевременном обслуживании и поддержании нормальной работоспособности всех элементов такой двигатель легко перешагивает среднюю отметку в 200-250 тыс. км. без каких-либо серьезных ремонтов, радует владельцев стабильной работой, уверенным разгоном и топливной экономичностью.