Принцип работы двигателя основанного на системе tsi

Принцип работы двигателя основанного на системе tsiСегодня мы узнаем, что такое двигатель с системой послойного впрыска топлива TSI, каков его принцип работы, строение и в чем заключается отличие такого мотора от других типов силовых установок

ЧТО ТАКОЕ ДВИГАТЕЛЬ TSI. ОСОБЕННОСТИ, ПРИНЦИП РАБОТЫ, КОНСТРУКЦИЯ И ЛИНЕЙКА МОТОРОВ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что из себя представляет автомобильный двигатель с системой послойного впрыска топлива TSI, какой его принцип работы, строение и в чем заключается отличие такого мотора от других типов силовых установок. Кроме того, расскажем про конструкцию, особенности двигателей с системой TSI, какими плюсами с минусами обладает технология, а также, как обслуживается и ремонтируется мотор с таким типом действия. В заключении поговорим о том, какими двигателями представлена линейка моторов с системой TSI, на какие современные автомобили устанавливается двс, из каких основных компонентов состоит и выгодна ли в эксплуатации такая силовая установка.

Принцип работы двигателя основанного на системе tsi

Зачастую двигатели с аббревиатурой TSI (ТиЭсАй) многие автолюбители встречают на немецких, чешских и испанских автомобилях концерна VAG (Volkswagen, Audi, Seat, Skoda и прочие марки).

Дело в том, что сама по себе технология TSI была разработана еще в конце 90-х годов 20 века именно немецкими инженерами, с целью дальнейшего ее внедрения на свои автомобили.

Справочно заметим, что все моторы ТиЭсАй оснащаются турбонаддувами, этим они в основном и отличаются от атмосферных силовых установок FSI.

Принцип работы двигателя основанного на системе tsi 

ЧТО ТАКОЕ ДВИГАТЕЛЬ FSI. ОСОБЕННОСТИ И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Принцип работы двигателя основанного на системе tsi 

ЧТО ТАКОЕ ДВИГАТЕЛЬ MPI. ОСОБЕННОСТИ И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Кроме простых, атмосферный моторов ЭфЭсАй, которыми также во всю компонуются Фольксваген и Шкода, у семейства немецких моторов имеется еще один, который устанавливается только на модели компании Ауди и зовется он TFSI (ТиЭфСиАй).

Отметим, что для многих потребителей России и Казахстана турбированные моторы с символами TSI до сих пор являются своеобразными загадками среди силовых установок.

Многие до сих пор думают, что двигатели TSI так или иначе связаны с дизельными агрегатами TDI, ведь при небольших объемах, моторы ТиЭсАй способны выдавать существенное количество мощности и крутящего момента.

Ну чем не дизель? Однако это в корне не верно, TSI — это полностью бензиновый двигатель, самым ярким представителем которого является вариант с объемом в 1.4 литра от концерна VAG. Данный мотор считается самым известным в Европе и имеет множество наград за свою экономичность и динамику.

1. ПОНЯТИЕ И ОСОБЕННОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ TSI. ЛИНЕЙКА МОТОРОВ

Практически каждый автолюбитель хоть бы раз в жизни встречал символы под капотом той или иной машины в виде аббревиатуры с надписью — TSI. Однако, что означает эта маркировка, знает не каждый любитель автомобилей.

Сокращенное понятие TSрасшифровывается, как Turbo Stratified Injection, что переводится, как турбонаддув с послойным впрыском топлива в камеру сгорания цилиндра.

Таким образом, двигатель TS— это бензиновая установка, которая первоначально была оснащена 2-мя турбонаддувами, в том числе механическим компрессором и системой непосредственного или послойного впрыска топлива

Принцип работы двигателя основанного на системе tsi

Затем в процессе неоднократной модернизации мотора, инженерами было решено устанавливать только одну турбину, поэтому первоначальное название агрегата Twincharger было в дальнейшем изменено просто на Turbo.

 Справочно заметим, что строение такого мотора намного сложнее обычного турбированного двигателя, однако надежность, мощность и экономичность агрегата находится на высоком уровне.

В целом такая силовая установка почти лишена серьезных недоработок, но это не касается двигателей первых лет выпуска.

Принцип работы двигателя основанного на системе tsiНа сегодняшний день линейка моторов TSI является одной из самых разнообразных и гамма силовых установок просто впечатляет. Как мы отметили ранее, самым распространенным мотором, на котором в принципе и проводились все опыты концерна VAG является агрегат с объем в 1.4 литра. Многие автолюбители считают, что такой мотор маломощный и слабый. Однако это не совсем так. Дело в том, что двигатель 1.4 TSI стандартно имеет 122 лошадиные силы, перепрошитый или модифицированный — 140 лошадей и самый новый с заводской чиповкой170 лошадиных сил. Как такое возможно, каким образом немцы выжали из такого мало объемного мотора столько мощности?Принцип работы двигателя основанного на системе tsiА все довольно просто, как мы сказали ранее мотор в 1.4 литра является основным для концерна VAG, он был своего рода полигоном для испытаний и именно из него создавались остальные вариации силовых установок, начиная от 1.0 до 3.0 литровых двигателей. Вот поэтому столько модификаций получил на первый взгляд мало объемный агрегат 1.4 TSI. Дек почему же данный двигатель получился таким мощным? Все дело в особенной турбине, которая добавила около 20-30 лошадиных сил к стандартной мощности установки, а также благодаря специальной прошивке. Что касается моторов со 170-ю лошадиными силами, то они вообще в своем роде уникальны. Такая мощность получается благодаря одновременной работе 2-ух турбонагнетателей, то есть одного компрессора и одного нагнетателя и конечно же программного обеспечения, которое устанавливается в электронный блок управления двигателем.Принцип работы двигателя основанного на системе tsiТаким образом, принцип работы всех двигателей линейки TSI практически одинаков, исключением служит только самый маломощный мотор семейства с объемом в 1.0 литр. Данный двигатель первоначально проектировался и создавался только с системой турбонаддува. Справочно заметим, что мотор 1.0 TSI устанавливается на малолитражные автомобили концерна VAG такие, как Фольксваген UP или на гибридные варианты. Ниже на изображении можем наглядно видеть всю линейку моторов с системой TSI, которой на сегодняшний день оснащают автомобили концерна VAG.

Как видим на изображении отражены все моторы семейства TSI концерна VAG, на которые установлено заводское программное обеспечение, в народе известное, как прошивка.

В том случае, если изменить заводскую конфигурацию или обеспечение (ПО), то можно выжать еще большую мощность силовых установок, однако это в первую очередь не лучшую сторону отразится на ресурсе мотора, который вероятней всего значительно сократиться.

2. УСТРОЙСТВО И СТРОЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ С СИСТЕМОЙ TSI

Двигатель с системой TSI нельзя назвать революционным, от также, как и все традиционные моторы без турбонагнетателя оснащается типовым блок цилиндров и поршневой группой Основное отличие двигателя от классический моторов — это наличие в системе 2-ух нагнетателей. Кроме того, изменению подверглась и система охлаждения с впрыском топлива. Также инженеры решили облегчить силовую установку и вместо чугунного блока цилиндров оснастили двигатель алюминиевым компонентом.

Основные отличительные компоненты двигателей с системой TSI:

— Механический компрессор и турбонагнетатель: устроены таким образом, что установлены они по разные стороны блока цилиндров. Механический компрессор в своей работе использует энергию выхлопных газов.

Что касается выхлопных газов, то они как бы сами раскручивают турбинное колесо, а затем через специальные приводы создается определенное нагнетание сжатого воздуха в цилиндры мотора.

Что касается обычного турбонаддува, то он функционирует по классической схеме.

Справочно заметим, что принцип действия старых типов силовых установок с турбиной, считается более эффективным, чем у простого, атмосферного бензинового мотора, но не лучше, чем у агрегатов с TSI.

Что касается классического двигателя с турбиной, то он зачастую мало эффективен на холостых и пониженных оборотах, так как в большинстве случаев у них проявляется «синдром«, который именуется, как «турбо яма«.

Отметим, что «турбо ямой» является ситуация, когда полная мощность мотора проявляется только после 3 тысяч оборотов в минуту, то есть водителю нужно часто нажимать на педаль газа, чтобы повысить отдачу двигателя.

Однако принцип действия системы TSI заметно отличается от традиционных турбированных моторов.

Отличается он наличием в нем механического компрессора, который функционирует на низких оборотах, в отличие от простой турбины, которая зачастую подключается после 2500-3000 оборотов в минуту.

Наличие 2-ух турбонагнетателей в системе позволяет постоянно нагнетать воздух через специальные устройства.

Таким образом, благодаря механическому компрессору мощность двигателя не падает и даже на низких оборотах у автомобиля имеется отличная тяга, а «синдром» под названием «турбо яма» полностью отсутствует.

Можно отметить, что у немцев получилась довольна интересная синергия в работе компонентов мотора, то есть в «низу» подхватывает компрессор, а «наверху«, как бы ловит турбина. Вотпотому и нет провалов во время функционирования мотора у системы TSI.

— Система охлаждения: у двигателей TSI является усовершенствованной, благодаря наличию в установке жидкостного охладителя, который понижает температуру в турбине и компрессоре. Справочно заметим, что традиционные турбины охлаждаются только воздухом. Система охлаждения силовой установки TSI оснащена специальными патрубками, которые проходят через интеркулер. Благодаря такой компоновке, основной воздух нагнетается в цилиндры мотора, что обеспечивает высокий показатель давления. Результатом такой конструкции является равномерное (послойное) заполнение камер сгорания топливной смесью, что как следствие ведет к улучшению динамики автомобиля. Заметим, что уже при 1-1,5 тысяч оборотов в минуту мы получаем крутящий момент равный 200-210 Ньютон на метр

— Система впрыска топлива: является, в каком то роде уникальной по своему строению. Дело в том, что топливо подается в цилиндры силовой установки огибая топливную рампу.

Кроме того, смешивание горючего с воздухом осуществляется равномерно или послойно, благодаря высоко эффективному сгоранию смеси. За счет этих моментов в моторе незначительно повышается мощность и при этом оптимизируется расход топлива.

Справочно заметим, что благодаря такой схеме работы, двигатель экономит примерно 0,3-0,5 литра бензина на 100 километров пробега

— Облегченный блок цилиндров: создавался немецкими инженерами в первую очередь с целью его максимального облегчения. Самое интересно, что концерну VAG эту задачу получилось осуществить.

В итоге удалось снизить общий вес узла почти на 13,5 килограмм, что является отличным показателем.

Кроме того, инженеры использовали новую конструкцию силовой установки, которая коснулась иного расположения блока с головкой цилиндров, также появились новые распределительные валы и пластиковая крышка.

В целом можно сказать, что мотор с системой TSI зарекомендовал себя, как высокопроизводительный двигатель при довольно малом рабочем объеме цилиндров, который смог достигнуть значительных показателей в мощности, а именно в лошадиных силах.

Для сравнения классический «ВАГовский» тип мотора с рабочим объемом 1.2 литра обладает мощностью всего 90 лошадиных сил, а двигатель с системой TSI способен выдавать при таком же объеме от 102 до 107 лошадиных сил.

Читайте также:  Тахограф - область применения и правила использования

Справочно заметим, что в 2013 году силовые установки TSI довольно серьезно обновились. Модернизация коснулась достаточно многих компонентов, которые до этого считались не надежными.

Например слабым звеном в таких моторах была цепь ГРМ, которая в основном устанавливалась на двигатели с объемами в 1.2и 1.4 литра.

Ресурс цепи был не долог, примерно 50-70 тысяч километров пробега, а затем она просто рвалась из-за больших нагрузок и высокого крутящего момента мотора.

После обновления ее убрали из системы и установили обычный ремень газораспределения, который функционирует примерно в 2-2,5 раза дольше цепи. Кроме того, ремень легче заменить и обслужить. Что касается моторов с объемами в 1.8 и 2.0 литра, то цепь у них оставили, только значительно укрепили, а также усилили весь узел, что увеличило прочность элемента почти в 2 раза.

Источник: https://bazliter.ru/engine/674-dvigatel-tsi-princip-raboty-konstrukciya-lineyka-motorov.html

Twincharger от VW в двигателях TSI

Европейские передовые производители машин гораздо глубже и раньше нас смогли осознать все прелести моторов, работающих с системой двойного наддува.

И пока отечественные производители не могут довести до ума производство одной единственной эконом модели, то такие концерны как Mercedes-Benz, VW-Audi Group, Ford и другие уже запускают в продажу не первую линейку подобных автомобилей.

Немецкую компанию VW можно считать первопроходцами среди тех, кто впервые предложил использовать систему твинчарджер в автомобилях. По-сути, система твинчарджер основана на принципе двойного последовательного наддува из приводного компрессора и турбонагнетателя.

Принцип работы двигателя основанного на системе tsi

Основные принципы работы системы с турбонаддувом

Безусловно, всем интересно, почему именно система твинчарджер выиграла множество призов и является одной из самых востребованных на сегодняшний день. Поверьте, все эти награды заслуженная дань инженернымим достижениям в машиностроении для немецкого концерна.

Основным рабочим принципом двигателей TSI является непосредственный впрыск горючего, это совместили с двойным наддувом – турбонагнетателем и компрессором.

Соединив свою высокотехнологическую мозаику, инженеры Фольксваген сумели создать мотор, который лишен недостатков систем с использованием одного системного элемента.

Принцип работы двигателя основанного на системе tsi

Твинчарджерная система непрерывно фиксирует крутящий момент, подключает или отключает приводной нагнетатель в том случае, если давление наддува является в определенный момент недостаточным или избыточным. Воздух поступает только в том количестве, в котором он необходим в определенных режимах работы двигателя.

Преимущества и недостатки в работе системы двойного наддува

Принцип работы двигателя основанного на системе tsi

  • непосредственный впрыск горючего + турбонаддув. Это дает возможность получить отличную мощность, так как сгорание топлива происходит намного эффективнее, чем в большинстве традиционных атмосферных двигателей;
  • пиковый момент в широком оборотном диапазоне. Это положительным образом отражается как на экономичности, так и на динамике. Такие двигатели отлично комбинируются с трансмиссиями более длинных передаточных чисел;
  • Принцип работы двигателя основанного на системе tsiреволюционная инновация. Фольксваген является единственным мировым производителем, который серийно предлагает для своих машин двигатели с системой twincharger. Двигатели объемом 1,4 л способны развивать рекордную мощность среди подобных по емкости моторов в автомобильной отрасли;
  • двойной наддув. Компрессор с турбонагнетателем не просто создают отличное мощное и экономичное сочетание, они выравнивают эффект турбоямы, который возникает ввиду недостаточного давления наддува турбонагнетателя;
  • снижение расходов топлива без потери в мощностях. При такой отличной мощности и улучшенных характеристиках крутящего момента мотор потребляет на 6% меньше бензина, чем менее мощные двигатели. Так что подобная технология придет многому на смену в будущем;
  • улучшенное смесеобразование. Специально разработанная форсунка высокого давления с шестью отверстиями сделала и это возможным;
  • доступная стоимость автомобилей с твинчарджерной системой. Как ни странно, любая среднестатистическая семья может позволить себе подобный экономичный и мощный автомобиль.

Но кроме преимуществ, есть и недостатки:

  • двигатели с технологией TSI остаются на высоте своей недосягаемости по сложности конструкции. Их обслуживание является удовольствие не из дешевых. Тем более что рекомендовано проводить профилактическое ТО после 10000 км пробега.
  • циклический характер работы таких систем является одновременно и недостатком и преимуществом системы.

Как мы видим, у твинчарджерных двигателей созданных по технологии TSI значительно больше преимуществ, которые сделали их лучшими инженерными произведениями последних годов. Их недостатки с лихвой могут покрыться доступность в ценовом вопросе машин с такими двигателями, их мощностями и экономичностью.

[youtube]z_8VAvT99xk[/youtube]

Источник: http://PravAuto.com/ustrojstvo-avtomobilya/twincharger-ot-vw-v-dvigatelyax-tsi.php

Двигатели TSI от Volkswagen — что это такое, их плюсы и минусы

Инновационным прорывом в сфере автомобилестроения стала разработка новой линии двигателей, отличительной чертой которых является высокая мощность при малом потреблении топлива.

Принцип работы двигателя основанного на системе tsi

Достичь этого удалось, используя сочетание непосредственного впрыска топлива и двойного наддува. Бензиновые моторы внутреннего сгорания имеют маркировку TSI, устанавливаются на известные немецкие бренды, такие как Volkswagen, Audi, Seat, Skoda и др.

История моторов TSI

Существует некая путаница между двумя практически одинаковыми силовыми агрегатами, которые на некоторых автомобилях маркируются по-разному. Связанно  это с этапом перехода от атмосферных двигателей к турбированным .

В 2004 году 2,0-х литровый атмосферный мотор с системой непосредственного впрыска, именуемый ранее как FSI, оснастили турбиной и, соответственно, прибавили к его названию букву T — TFSI (Turbocharged Fuel Stratified Injection). Сокращение расшифровывалось как «тубонаддув, послойный впрыск топлива». Концерн Volkswagen сократил полное название до «Turbocharged  Stratified Injection» и запатентовал новую аббревиатуру – TSI.

В 2006 году был разработан 1,4-х литровый двигатель с более надежной и простой системой впрыска, имеющей два нагнетателя (турбину и механический компрессор). Аббревиатуру начали расшифровывать несколько иначе: «Twincharged Stratified Injection» (двойной наддув, послойный впрыск).

С тех пор Фольцваген разработал и усовершенствовал серию двигателей TSI, отличающихся объемом и количеством используемых для наддува компрессоров. На автомобилях Ауди подобные агрегаты именуются по-прежнему — TFSI.

Принцип работы двигателей TSI и их основные отличия

Моторы TSI в значительной степени отличаются от своих предшественников (атмосферных и турбированных агрегатов) следующими показателями:

  • наличие двух компрессоров;
  • усовершенствованная система охлаждения;
  • изменен впрыск топлива;
  • облегчен блок двигателя;
  • увеличена мощность.

На низких оборотах  турбокомпрессор и механический нагнетатель работают вместе. При подъеме оборотов свыше 1700 об.

/мин, механический нагнетатель подключается лишь в моменты резких ускорений, а дальнейшее развитие происходит с помощью одного только турбокомпрессора.

Комбинированное применение двух устройств обеспечивает отличный подхват и номинальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов, отлаженную и стабильную работу агрегата.

Видео — принцип работы двигателя TSI от Volkswagen:

В отличие от обычных «турбо» вариантов, в двигателях TSI появилось понятие «охлаждение жидкостью». Патрубки системы охлаждения проходят через интеркулер, благодаря чему в цилиндрах нагнетается основной воздух. Показатель давления становится выше, в результате чего происходит равномерное заполнение камеры сгорания горючей смесью и увеличение динамики.

Топливо в цилиндры TSI двигателей подается «напрямую» (обходя топливную рейку), где подвергается послойному смешиванию с воздухом. Сгорание при этом происходит с высокой эффективностью. Такая система впрыска позволила увеличить мощность и снизить расход топлива.

Новый двигатель облегчен почти на 14 кг. Этого удалось достичь, используя новую конструкцию размещения блока и головки. Меньше своих предшественников весят также распределительные валы и некоторые другие детали.

На порядок выше и производительность моторов этой серии. К примеру, мощность агрегата объемом 1,2 л составляет 102 л.с., в то время как у обычного турбированного мотора идентичного объема этот показатель составляет всего 90 л.с.

Преимущества и недостатки

Основными достоинствами немецких моторов считаются:

  • высокая производительность;
  • экономичность;
  • отсутствие «турбоям» в любом диапазоне оборотов и при ускорении;
  • экологичность. Показатель СО2 моторов TSI в разы меньше чем у атмосферных;
  • меньшая стоимость растаможивания;
  • широкие возможности для тюнинга. Форсировать двигатели достаточно просто.

Принцип работы двигателя основанного на системе tsi

Недостатком TSI считается их высокая чувствительность и повышенные требования к обслуживанию. Моторы нуждаются в трепетном уходе, частой замене расходных материалов (масел, фильтров и т.д.), использованию топлива высокого качества. Недешево обходится и ремонт подобных силовых агрегатов.

Проблемы двигателей TSI

Главной головной болью моторов этой серии является привод ГРМ. Преждевременное растяжение и износ цепи может привести к ее проскакиванию через зубья звездочек, вследствие чего произойдет повреждение клапанов и поршней. Не внушает доверия и регулятор натяжения, выход из строя которого приводит к тем же самым проблемам.

Важно! Не рекомендуется на подъемах (спусках) оставлять автомобиль без стояночного тормоза (только с включенной передачей). В случае сдвига транспортного средства есть большая вероятность «проскока» цепи.

Новые двигатели объемом 1,2 л и 1,4 л серии EA211 лишились проблем, связанных с приводом ГРМ. Цепи этих моторов заменены зубчатыми ремнями.

Другая проблема TSI – высокий расход масла. Заводом изготовителем для разных версий установлен расход от 0,5 до 1 л на 1000 км. Нередко результатом такого потребления смазочных материалов становится засорение свечей.

Видео — среди проблем, автовладельцы часто отмечают непривычный звук работающего двигателя TSI и повышенный расход масла:

Отзывы автолюбителей

За время своего существования, автомобили с TSI двигателями намотали сотни тысяч километров на наших дорогах, а у их владельцев тем временем сложились определенные мнения относительно надежности и удобства эксплуатации.

Наилучшим образом себя зарекомендовали TSI в условиях городского ритма, где интенсивный разгон просто необходим. Комфортным оказалось и движение по трассе (на подъемах, во время обгона и т.д.).

Напротив, не слишком благоприятными оказались поездки на короткие дистанции (особенно в холодную пору), так как агрегаты требуют длительного и полного цикла прогрева, что возможно только при движении. Большинство автомобилистов не рекомендуют приобретать немецкую новинку для эксплуатации в северных регионах.

Почти единомышленного согласия достигли автовладельцы о необходимости использования исключительно качественных расходных материалов и топлива. Причем, многие советуют выполнять замену масла как можно чаще — каждые 5-7 тыс.км, а при наличии посторонних шумов и тресков в двигателе, рекомендуют без промедления обращаться в сервис.

Если вовремя не обнаружить и не устранить неисправность, то при ее усугублении, дальнейший ремонт может оказаться нерентабельным. Печальный исход таких случаев — полная замена двигателя, что довольно дорого.

При покупке б/у автомобиля из Германии, следует внимательно изучить ее сервисную историю. Если замена масла проводилась с большим интервалом (40 — 50 тыс.км), такую машину лучше не приобретать.

В общем, от использования TSI двигателей у большинства потребителей сложилось хорошее мнение. Главное, не выжимать из машины все «соки» и не экономить на проведении ТО. Хотя эти правила приемлемы к любому транспортному средству.

Читайте также:  Mercedes-benz w124 кузов - описание, характеристики, возможности

Принцип работы двигателя основанного на системе tsiПрочитайте статью, которая рассказывает можно ли смешивать антифризы разных цветов и в каких случаях.

Про систему Вебасто, что это такое, плюсы и минусы её установки и использования.

Покрасить колесные диски https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/kolesa/pokraska-diskov.html можно и самостоятельно.

Видео — переборка двигателя TSI Volkswagen Golf:

Может заинтересовать:

Источник: https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/dvigateli/tsi.html

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.

Принцип работы двигателя основанного на системе tsi

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 основанного на системе tsi

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
  • Принцип работы двигателя основанного на системе tsi
  • 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.
Читайте также:  Обзор задних брызговиков на лансер 9

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: https://voditelauto.ru/tsi/

Технология двигателя TSI — особенности конструкции двойного турбонаддува

Самые главные показатели для современных двигателей — динамичность, мощность, экономичность, а в последнее время еще и экологичность. Многие компании трудятся над совершенствованием своей линейки двигателей, стараясь снизить потребление и увеличить КПД, а именно производительность.

Принцип работы двигателя основанного на системе tsi

  • В конструкции были реализованы:
  • — двойной турбонаддув;
  • — турбонаддув;
  • — непосредственный впрыск топлива.

Двойной наддув двигателя TSI

Двойной наддув в зависимости от потребности двигателя обеспечивается двумя устройствами: турбокомпрессором и механическим нагнетателем. Применение двух устройств для наддува, позволяет обеспечить номинальный крутящий момент на широком диапазоне оборотах двигателя.

Принцип работы двигателя основанного на системе tsi

  1. В двигателе TSI устанавливается стандартный турбокомпрессор, где охлаждение воздуха достигается с помощью интеркулера воздушного типа. Но для эффективной работы такой системы с двойным турбонаддувом используется система управления двигателем, которая включает в себя:
  2. Датчики
  3. — датчик давления во впускном турбопроводе;
  4. — датчик давления наддува;
  5. — датчик давления во впускном коллекторе;
  6. — потенциометр регулирующей заслонки.
  7. Исполнительные механизмы
  8. — исполнительная муфта;
  9. — серводвигатель регулирующей заслонки;
  10. — клапан ограничения наддува;
  11. — клапан рециркуляции турбокопрессора.
  12. Датчики давления объединены с датчиками температуры воздуха, при этом они отслеживают показания давления системы после: нагнетателя, компрессора и интеркулера.

Магнитная муфта необходима для включения механического нагнетателя. Муфту включает блок управления двигателем, посредством отправки сигнала. При этом на магнитную катушку подается напряжение.

Образуется электромагнитное поле, которое притягивает фрикционный диск и замыкает его со шкивом. Механический компрессор начинает вращаться.

Вращение осуществляется до тех пор, пока на магнитную катушку подается напряжение.

Серводвигатель выполняет поворот регулирующей заслонки. Если заслонка закрыта, весь всасывающий воздух будет проходить через компрессор.

Управления заслонки позволяет регулировать давление в наддува механического компрессора. При этом часть сжатого воздуха, снова будет подаваться в компрессор и давление наддува снизиться.

Если компрессор не будет работать, то заслонка полностью будет открыта.

Клапан ограничения давления наддува будет срабатывать в ситуации, когда отработанные газы начнут создавать избыточное давление наддува. Клапан обеспечивает работу вакуумного привода, что позволяет открыть перепускной клапан. Часть отработанных газов пойдет мимо трубы.

Клапан рециркуляции турбокомпрессора позволяет обеспечивать работу системы на принудительном холостом ходу, когда закрыта дроссельная заслонка. Он позволяет исключить возможность создания избыточного давления между дроссельной заслонкой и турбокомпрессором.

Принцип работы двойного наддува двигателя TSI

  • Система наддува работает в нескольких режимах в зависимости от нагрузки на двигатель:
  • — режим без наддува (до 1000 об/мин);
  • — режим работы с механическим нагнетателем (1000-2400 об/мин);
  • — режим работы механического нагнетателя с турбокомпрессором (2400-3500 об/мин);
  • — режим работы турбокомпрессора (свыше 3500 об/мин).

На холостых оборотах, нагрузка на двигатель слабая и механический нагнетатель выключен, регулирующая заслонка при этом открыта. Турбокомпрессор не создает давления наддува, энергия отработанных газов невелика.

Начинает расти число оборотов двигателя, при этом включается работать механический нагнетатель и создает давление наддува (0,17 МПа), регулирующая заслонка закрывается. Небольшое дополнительное сжатие воздуха обеспечивает турбокомпрессор.

Когда коленчатый вал двигателя начинает вращаться в пределах 2400-3500 об/мин, то основное давление наддува начинает создавать турбокомпрессор. Механический нагнетатель подключается при необходимости, например если производится ускорение (резкое открытие дроссельной заслонки). Давление наддува при этом может достигать 0,25 Мпа.

Свыше 3500 об/мин работа системы осуществляется только за счет турбокомпрессора. Механический нагнетатель отключается. Регулирующая заслонка открывается, что бы снизить давление. Для того, что бы не произошло детонации двигателя, на высоких оборотах давление снижается. При вращении коленчатого вала с 5500 об/мин давление составит примерно 0,18 Мпа.

Турбонаддув двигателя TSI

В двигателях TSI наддув обеспечивается в основном турбокомпрессором, он позволяет достичь номинального крутящего момента уже на низких оборотах двигателя и сохранять его в широких приделах (от 1500 до 4000 об/мин).

Механический нагнетатель как раз и помогает достигать номинального значения крутящего момента на низких оборотах двигателя, а в последствии, при увеличении оборотов, он сначала включается по необходимости, а после дает возможность турбокомпрессору самостоятельно обеспечивать давление турбонаддува.

Для улучшения характеристика работы турбокомпрессора, были получены за счет снижения инерции вращающихся частей: уменьшили наружный диаметр рабочего колеса турбины и компрессора.

Схема турбонаддува двигателя TSI

Традиционно регулирование наддува в системе осуществляется с помощью перепускного клапана. Сам клапан может обладать электрическим или пневматическим приводом.

Пневматический привод работает за счет электромагнитного клапана ограничения давления наддува.

Электрический привод управляется электрическим направляющим устройством, состоящим из электродвигателя, рычажным механизмом и датчиком положения устройства.

Система охлаждения воздуха начинает работу по сигналу блока управления двигателем включением насоса. Поток нагретого воздуха проходит через пластины и охлаждается, газы в свою очередь отдают его жидкость, которая охлаждается в радиаторе после прохождения контура с помощью насоса. После охлаждения жидкости в радиаторе процесс повторяется по кругу.

Источник: http://mir-volkswagen.ru/texnologiya-dvigatelya-tsi-osobennosti-konstrukczii-dvojnogo-turbonadduva

Наддув двигателя TSI: устройство, принцип работы

Наддув двигателя TSI представляет собой технологию непосредственного впрыска горючего и турбонаддува. Впервые концепция системы наддува TSI была разработана и запатентована компанией Volkswagen, которая представила ДВС эффективной конструкции с уникальными техническими характеристиками. В двигателях TSI применяется концептуально новая система – двойного и турбинного наддува.

Приобрести запчасти для двигателей Caterpillar и Mercedes, а также другие запчасти для грузовиков, автобусов и спецтехники можно в интернет-магазине: http://d-bm.ru. «Детали Больших Машин» — это оптовая и розничная продажа запчастей напрямую с завода-изготовителя, индивидуальный подход к клиентам, удобная система скидок и способов оплаты.

Двигатель TSI с двойным наддувом

Система двойного наддува применяется в зависимости от того, какое устройство установлено в ДВС – механический нагнетатель или турбинный компрессор.

Для реализации двойного наддува зачастую применяется механический нагнетатель Roots, который состоит из двух роторов, установленных в корпус. Вращение роторов осуществляется противоположно, таким образом, обеспечивается с одной стороны всасывание воздушной массы, с другой стороны – ее сжатие и нагнетание.

Нагнетатель активизируется от ременного привода коленвала, который запускается при помощи муфты магнитного типа. Специальная заслонка регулирует давление наддува.

На двигателе с двойным наддувом применяется турбинный компрессор стандартного типа, а охлаждение воздушной массы обеспечивается интеркулером.

СУД (система управления) состоит из рабочих механизмов и элементов:

  • электронного блока;
  • входных датчиков давления наддува, давления в трубопроводе, давления во впускном коллекторе, потенциометра;
  • механизмов исполнения – муфты магнитного типа, серводвигателя, ограничивающего клапана давления, клапана для процесса рециркуляции компрессора.

Основным назначением СУД является осуществление контроля над работой системы двойного наддува.

Муфта

Данный элемент активизируется блоком управления с дальнейшей подачей напряжения на катушку. Созданное магнитное поле обеспечивает притяжение между диском фрикционного типа и шкивом. Механический нагнетатель совершает вращающие движения до тех пор, пока на катушке держится напряжение.

Серводвигатель

Применяется для поворота заслонки. В то время, когда заслонка закрыта воздушная масса подается на компрессор. Контроль над уровнем давления наддува осуществляется в момент открытия заслонки. Некоторая часть воздуха поступает в компрессор, одновременно снижая давление наддува. Когда компрессор находится в отключенном состоянии, заслонка остается открытой.

Ограничивающий клапан давления

Данный элемент активизируется во время создания избыточного давления наддува. Клапан непосредственным образом связан с приводом вакуумного типа, который предназначен для открытия перепускного клапана.

Клапан рециркуляции

Клапан отвечает за работу системы наддува в режиме закрытой заслонки дроссельного типа. Он предназначен для предотвращения образования избытка давления между турбинным компрессором и заслонкой.

Система двойного наддува двигателя TSI может иметь несколько рабочих режимов:

  • режим без наддува – частота вращения коленвала составляет не более 1000 оборотов в минуту;
  • режим работы механического нагнетателя – при частоте вращения от 1000 до 2400 оборотов в минуту;
  • режим одновременной работы турбинного компрессора и механического нагнетателя – при частоте вращения от 2400 до 3500 оборотов в минуту;
  • режим работы турбинного компрессора – частота вращения превышает 3500 оборотов в минуту.

Двигатель TSI с турбонаддувом

Для реализации системы турбонаддува в подобных двигателях применяется турбинный компрессор, который обеспечивает крутящий момент в диапазоне 1500 – 4000 оборотов в минуту.

Для регулировки степени наддува в системе применяется перепускной клапан, который может быть оснащен приводом электрического или пневматического типа. Основным рабочим элементом пневматического привода является электромагнитный клапан, а в электрическом приводе – электродвигатель, состоящий из передачи, рычага и датчика положения.

В двигателях TSI, оснащенных системой турбонаддува, применяется система охлаждения жидкостного типа. Подобная система имеет отдельный контур охлаждения, который включает в себя – охладитель, насос, радиатор и трубопроводы. Охладитель системы охлаждения надувочного воздуха располагается в коллекторе и состоит из тонких алюминиевых пластин и труб охлаждения.

Процесс охлаждения надувочного воздуха контролируется блоком управления ДВС через насос. Нагретый воздух подается на пластины, после чего происходит его охлаждение жидкостью, которая двигается по контуру.

Источник: https://autodromo.ru/articles/nadduv-dvigatelya-tsi-ustroystvo-princip-raboty

Ссылка на основную публикацию