Tdi и tsi двигатель что это такое?

Что такое двигатель TSI

Дата публикации: 21 января 2019 .
Категория: Автотехника.

Многие современные модели автомобилей от всемирно известного концерна Volkswagen (а также Skoda, SEAT и Audi) укомплектованы бензиновым двигателем TSI. Разработка подобного мотора была начата еще в конце 90-х годов. Тогда же появились и его первые образцы. Начало же массового производства двигателя с аббревиатурой TSI приходится на 2005/2006 годы. В нашей статье мы постараемся простым языком рассказать о конструктивных особенностях этого силового агрегата.

Расшифровка аббревиатуры TSI

Двигатель TSI (Turbo Stratified Injection) был разработан инженерами концерна Volkswagen и его латинская аббревиатура запатентована этой же компанией. С английского она переводится, как бензиновый турбированный двигатель с непосредственным (то есть, прямым) послойным впрыском топлива в цилиндры мотора. Основной девиз, которым руководствовались инженеры немецкого производителя – максимальная мощность при минимальном потреблении топлива. При проектировании были взяты за основу все лучшие разработки, которые до этого уже использовались в дизельных моторах TDI (Turbocharged Direct Injection) и бензиновых FSI (Fuel Stratified Injection). Объединив все достоинства этих двух двигателей, конструкторы создали мощный малолитражный высокоэкономичный силовой агрегат с индексом TSI.

Сравнительные технические характеристики и основные достоинства

Описывать технические характеристики весьма широкой линейки всех двигателей TSI от Volkswagen не имеет смысла. Эту информацию легко найти на сайте производителя. Отметим только, что поставляемые на российский рынок модели автомобилей, чаще всего оснащены моторами TSI с рабочим объемом от 1,4 до 2,0 литров, мощностью от 125 до 220 лс и крутящим моментом от 200 до 350 Нм.

Для сравнения! Современный атмосферный двигатель MPI (с распределенным впрыском) от Volkswagen с рабочим объемом 1,6 литра обладает мощностью в 110 лс и крутящим моментом 155 Нм (в диапазоне 3800÷4000 об/мин). Вполне достойные показатели для большинства выпускаемых концерном малолитражек. А вот из меньшего по объему TSI (1,4 литра) немцам удалось выжать аж 150 «лошадок» с крутящим моментом 250 Нм (в диапазоне 1500÷3500 об/мин)! Причем в городском цикле Jetta с «атмосферником» потребляет 8,2 литров бензина на 100 км пробега, а c TSI всего 7,2 литра. То есть MPI, имея на 14% больший объем, проигрывает турбированному мотору с непосредственным впрыском: по мощности (на 36%), по крутящему моменту (на 62%) и по расходу бензина (на 14 %).

Конструктивные особенности

Естественно, рассказать обо всех конструктивных «хитростях» и технических «ноу-хау», примененных в современных двигателях TSI в короткой обзорной статье невозможно. Поэтому мы остановимся только на основных принципиальных особенностях устройства этих моторов.

Система турбонаддува

У обычных турбированных двигателей крыльчатка нагнетателя воздуха раскручивается выхлопными газами. Поэтому производительность турбины зависит от оборотов двигателя. То есть, достичь максимальной мощности и крутящего момента возможно только при 3000÷3500 об/мин и выше. Этот недостаток получил название эффекта «турбо-ямы». Чтобы устранить подобный весьма ощутимый минус на двигатели TSI последовательно с газовой турбиной установили дополнительный высокоскоростной механический компрессор, соединенный с валом двигателя ременной передачей. Технологически два нагнетателя воздуха расположены на противоположных сторонах блока цилиндров двигателя.

Алгоритм работы турбонаддува в таких моторах выглядит следующем образом:

  • На холостых оборотах воздух в цилиндры поступает, минуя механический компрессор, через газовую турбину, создающую минимальное дополнительное повышение давления.
  • При нажатии на педаль акселератора электромеханическая муфта включает в работу механический нагнетатель, что позволяет даже при незначительном увеличении оборотов двигателя (до 1400÷1500 об/мин) достичь максимального крутящего момента. В этот период (в диапазоне 1400÷3500 об/мин) оба нагнетателя работают одновременно и последовательно.
  • После того, как двигатель «раскручен» до 3500 об/мин «электронные мозги» выключают механический компрессор и основным нагнетателем воздуха в цилиндры становится газовая турбина. Причем при повышенных нагрузках (например, при резком ускорении или преодолении крутых подъемов) предусмотрен динамический режим, когда бортовой компьютер периодически «включает» в работу дополнительный компрессор «в помощь» турбине.

На заметку! Двигатели TSI от Volkswagen (объемами 1,0, 1,2 и 1,4 литра) могут быть укомплектованы только одной газовой турбиной (без механического компрессора). Эффект «турбо-ямы» устранен за счет конструктивных особенностей нагнетателя (в частности уменьшения диаметра крыльчатки). Поэтому турбина может работать высокоэффективно в широком диапазоне оборотов.

Система охлаждения

Еще одной технической особенностью двигателя TSI является то, что в нем применен интеркулер с жидкостной системой охлаждения. Это позволяет достичь большей плотности воздуха, и как следствие, в значительной степени повысить эффективность сгорания топливной смеси. Что в свою очередь приводит к дополнительной экономии бензина.

Впрыск топлива

Система подачи топлива в цилиндры двигателей семейства TSI во многом напоминает аналогичный процесс в дизельных моторах TDI. Бензин впрыскивается непосредственно в камеру сгорания под очень большим давлением (в диапазоне 100÷150 бар) через форсунку, имеющую 6 отверстий (которые и обеспечивают заявленный производителем послойный впрыск). По сравнению с двигателями MPI топливо более равномерно заполняет весь внутренний объем цилиндра. За счет этого происходит увеличение эффективности сгорания воздушно-бензиновой смеси и КПД двигателя, а также снижение в значительной мере расхода топлива.

Блок цилиндров

В зависимости от рабочего объема конструкторам удалось уменьшить массу двигателя TSI (по сравнению с аналогичным MPI) на 14÷22 кг. В качестве материала для изготовления блока цилиндров использован специальный сплав на основе алюминия. Механическая и термическая прочность обеспечивается за счет запрессованных гильз из чугуна.

Новинка в семействе двигателей TSI

На новые версии автомобилей Golf уже устанавливают один из самых совершенных (по утверждению производителя) двигатель Volkswagen 1,5 TSI ACT BlueMotion.

Этот 130-сильный мотор имеет определенные конструктивные особенности:

  • Процесс сгорания топлива осуществляется по оптимизированному циклу Миллера, предусматривающему более раннее закрытие впускных клапанов. Это позволяет увеличить компрессию до 12,5 (без риска возникновения калильного воспламенения топливно-воздушной смеси). Такое техническое решение приводит к дополнительному снижению расхода топлива и уровня вредных выбросов.
  • Силовой агрегат оснащен системой активного управления цилиндрами (об этом свидетельствует аббревиатура ACT в названии мотора). Она работает при оборотах двигателя в диапазоне 1400÷4000 об/мин и скорости движения до 130 км/час. Когда для комфортной езды (например, при движении по трассе без резких ускорений) не нужна полная мощность мотора, бортовой компьютер автоматически отключает два цилиндра. Причем процесс перехода в «усеченный» режим происходит незаметно для водителя, и только на цифровом дисплее приборной панели появляется соответствующая надпись.

На заметку! В сочетании с 7-ми ступенчатой АКПП (с двойным сцеплением) предусмотрен так называемый микрогибридный режим, когда в определенных условиях (например, при спуске по склону) двигатель полностью выключается. А это дополнительная экономия 0,4 литра бензина на каждые 100 км пробега.

  • Система наддува также претерпела изменения. В ней используется турбина с изменяемой геометрией (VTG). Она позволяет увеличить эффективность работы нагнетателя и обеспечить оптимальное наполнение цилиндров воздухом даже при самых высоких нагрузках.

Все вышеописанные инновационные технические решения обеспечили автомобилям, оснащенным двигателями Volkswagen 1,5 TSI ACT BlueMotion, «дизельную» экономию топлива (4,8 л на 100 км в смешанном режиме эксплуатации) при значительно более низкой цене силового агрегата.

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.

  1. Что такое двигатель TSI
  2. Линейка моторов
  3. Особенности устройства и работы TSI
  4. Плюсы и минусы
  5. Основные неисправности
  6. Заключение

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.

Читайте также  На что влияет компрессия в двигателе?

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.

Что такое двигатель TSI

Двигатели TSI (Turbo Stratified Injection, от англ. турбонаддув и послойный впрыск) — бензиновые силовые агрегаты с непосредственным (прямым) впрыском топлива и турбонаддувом. Данные моторы производятся немецким концерном WAG и устанавливаются на различные модели автомобилей Audi, Volkswagen, Seat, Skoda и т.д.

Двигатели TSI (полное название TFSI, обычно название используется для моделей Ауди) построены на базе атмосферных моторов FSI с непосредственным впрыском (от англ. Fuel Stratified Injection, что означает послойный впрыск топлива).

Особенности двигателя TSI: плюсы и минусы

Разработки мотора и первые двигатели TSI появились в самом конце 90-х, хотя началом массовой популяризации можно считать 2005-2006 год. TSI является детищем Audi, а сама аббревиатура принадлежит концерну Volkswagen. Отличительной особенностью линейки моторов TSI (TFSI) является то, что ДВС с такой аббревиатурой может иметь:

  • двойной наддув, реализованный посредством одновременной установки турбонагнетателя и механического компрессора;
  • одиночный наддув, что означает наличие только одной турбины;

Агрегаты TSI мощностью до 140 л.с. имеют только одну турбину, в то время как силовые установки от 150 «лошадок» уже получают турбину и компрессор. Другими словами, TSI представляет собой целую линейку турбомоторов концерна WAG. Двигатели TSI имеют различную мощность и рабочий объем. В линейке TSI представлены 1.2 (105 л.с), 1.4 (122 л.с), 1.8 (140 л.с), 2.0 (180 л.с) и 3.0 (200 л.с) –литровые агрегаты. Также стоить отметить, что мощность на отдельных рабочих объемах может быть еще выше, так как дополнительно существуют форсированные и дефорсированные модификации.

Мотор TSI представляет собой идеальное сочетание непосредственного впрыска топлива и турбонаддува. Благодаря такому решению двигатели этой линейки обеспечивают высокую мощность, имеют выдающуюся моментную характеристику, отличаются топливной экономичностью и соответствуют жестким экологическим стандартам.

При сравнительно небольших рабочих объемах двигатель TSI выдает столько же или даже больше мощности сравнительно с большеобъемными бензиновыми атмосферными моторами. Например, 1.2-литровый TSI с одной турбиной имеет мощностной показатель на отметке 105 л.с., что вполне сопоставимо с 1.6 – литровым атмосферным аналогом. При этом максимум крутящего момента доступен на низких оборотах, что обеспечивает лучшую разгонную динамику. Также стоит отметить достаточно широкую полку крутящего момента. Наибольшую популярность во всей линейке моторов заслуженно имеет 1.4 TSI. Этот двигатель имеет множество наград и признавался лучшим двигателем года 7 лет подряд.

Уровень выбросов СО2 позволяет TSI оставаться в списке лидеров в плане экологичности. Непосредственный впрыск TSI позволяет реализовать наиболее эффективное смесеобразование и подачу топлива в цилиндры. Также моторы этого ряда достаточно надежны и имеют большой ресурс.

Заметных недостатков у моторов ТСИ по сравнению с другими турбированными агрегатами нет. При условии нормальной эксплуатации на хорошем топливе и масле, обслуживании на профессиональном сервисе и своевременной замене расходников эти моторы могут ходить от 300 тыс. и более. Единственным узлом, который требует повышенного внимания, является турбокомпрессор. Турбину крайне желательно охлаждать после езды и немного прогревать перед каждой очередной поездкой. Что касается компрессора (при его наличии), данный агрегат является вполне надежным.

Низкое качество топлива и масла способно сократить плановый ресурс двигателя TSI в 2-3 раза. Срок службы мотора TSI на грязном бензине низкого качества с несоответствующим октановым числом может составлять всего 100-150 000 км. Особенно это касается форсированных малообъемных модификаций. Добавим, что ремонт TSI требует серьезных финансовых расходов. Выход из строя турбины может произойти уже на 100 000 км. пробега независимо от конкретной модели двигателя TSI.

TSI с компрессором и турбиной

Как уже было сказано выше, моторы этой линейки могут иметь как турбину, так и связку турбины и компрессора. Двигатели с рабочим объемом 1,4 литра имеют турбокомпрессор и механический нагнетатель. На примере такого TSI с мощностью 150 л.с. можно поверхностно рассмотреть принцип совместной работы двух нагнетателей. Если мотор работает в режиме небольших нагрузок, то есть обороты коленвала низкие или средние, тогда турбина и компрессор работают параллельно.

Другими словами, компрессор работает тогда, когда турбине недостаточно энергии отработавших газов для уверенного подхвата. Данная схема позволяет избавиться от провалов, которые свойственны турбомоторам с одной турбиной, во всем диапазоне оборотов. Параллельно стоит отметить высокую экономичность и КПД моторов TSI.

Что в итоге

Для начала отметим, что производительные и надежные моторы TSI являются достаточно востребованными не только среди обычных потребителей, но и среди тюнеров. Форсирование и тюнинг двигателя TSI позволяет без значительных переделок увеличить мощность такого ДВС. После чип-тюнинга можно рассчитывать на дополнительные 7-15 л.с. При глубоком тюнинге, который предполагает замену турбины, компрессора, форсунок и других элементов на более производительные, удается прибавить от 100 и более лошадиных сил.

Дело в том, что хотя 1.2 tsi отличается хорошей тягой «на низах», этот мотор имеет высокую степень форсировки, всего три цилиндра и сравнительно небольшую мощность. По этой причине владельцы часто эксплуатируют такой ДВС на высоких оборотах для поддержания активного темпа езды. Также нужно учитывать низкое качество ГСМ на территории СНГ. Немаловажен и тот факт, что владельцами зачастую не соблюдается ряд требований в процессе эксплуатации. По этой причине совокупность негативных факторов может быстро «убить» такой двигатель. Всегда помните, следует с особой осторожностью приобретать подержанные автомобили с малообъемными высокофорсированными двигателями TSI и любыми другими на вторичном рынке.

Двигатель семейства FSI: отличия, особенности, плюсы и минусы силового агрегата данного типа. Распространенные проблемы двигателей FSI, обслуживание мотора.

Дизельный мотор TDI. Отличительные особенности двигателя данного типа. Преимущества и недостатки, ресурс, особенности турбонаддува. советы по эксплуатации.

Линейка дизельных двигателей CRDi Hyundai/KIA: сильные и слабые стороны моторов данного типа, особенности эксплуатации, ремонта и обслуживания.

Чем отличается атмосферный мотор от турбодвигателя. Конструктивные особенности, мощность, особенности эксплуатации. Главные плюсы и минусы атмосферников.

Конструктивные особенности двигателей GDI с непосредственным впрыском от моторов с распределенным впрыском топлива. Режимы работы, неисправности GDI.

Устройство и схема работы инжектора. Плюсы и минусы инжектора по сравнению с карбюратором. Часты неисправности инжекторных систем питания. Полезные советы.

Что такое двигатель TSI: особенности работы, характеристики и ресурс

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.

Читайте также  Что значит залегли кольца в двигателе?

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.

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.

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.

Что значит аббревиатура TSI на двигателях?

Многим автолюбителям известны такие линейки моторов как FSI и TSI (TFSI) концерна VAG. Многие владельцы таких автомобилей как Volkswagen, Audi, Skoda, Seat не по наслышке знают об этих моторах и их особенностях. В нашей статье пойдет речь исключительно о силовых агрегатах TSI концерна VAG. Мы не будем затрагивать двигатели Audi (TFSI), так как они хоть и имеют схожее строение и принцип работы, но определенные различия между агрегатами TSI всё же имеются. Итак, что значит TSI ?

Читайте также  Как работает свеча накала в дизельном двигателе?

Данная аббревиатура появилась в начале 2000-х годов, она обозначает — Twincharger Stratified Injection, что переводится как «двойной наддув и послойный впрыск топлива». Начнем с истории появления этих моторов и закончим их особенностями и автомобилями, на которые устанавливаются эти силовые агрегаты.

История двигателей TSI

История берет свое начало ещё в 2004 году, когда новый, по меркам того времени, атмосферный мотор с непосредственным впрыском (FSI) инженеры оснащают турбонагнетателем. На первых порах производства линейка этих двигателей получила индекс TFSI, однако чуть позже компания Volkswagen сократили название до TSI. А вот на автомобилях Audi данная линейка двигателей сохранила свое историческое название и по сей день.

Основным отличием двигателей серии TSI от остальных является наличие и турбины и нагнетателя одновременно. Появление на рынке первых автомобилей, оснащенных моторами TSI и TFSI, породило множество мифов и появилось множество скептиков, утверждающих о ненадежности конструкции и её нецелесообразности. Надо сказать, что есть определенная правда в словах скептиков, ведь есть известное всем изречение, которое гласит, что чем сложнее конструкция и чем больше в ней деталей, тем меньше уровень её надежности. Первые автомобили с двигателями TSI, увидевшие свет не могли похвастаться высокой надежностью и имели ряд проблем, связанных с механизмом ГРМ. Кроме того, TSI двигатели весьма капризны к качеству ГСМ и очень любят «кушать масло», что неудивительно, ведь масложор на турбированных автомобиля — обычное дело.

Как показывает неумолимая статистика — надежность силовых агрегатов линейки TSI (TFSI), а точнее их сопутствующих узлов, в действительности, занимает не самое высокое положение. Однако нет ничего идеального и капризность столь технологичных двигателей обусловлена другими положительными моментами, такими как:

  • экономичность;
  • экологичность;
  • большая мощность и крутящий момент для небольшого объема двигателя;
  • ровная «полка» момента и отличная внешнескоростная характеристика (ВСХ);
  • небольшие габариты и вес всей конструкции двигателя.

Особенности конструкции

Двигатели семейства TSI за счет своей конструкции, мощности и экономичности заняли особое место на концерне VAG. Моторы TSI устанавливаются на такие марки автомобилей как Volkswagen, Audi, Seat, в автомобиле Skoda также установлен агрегат семейства TSI.

В основе двигателей линейки TSI, как правило, лежит рядный четырехцилиндровый блок цилиндров, реже — 3-цилиндровый блок цилиндров (для версии объемом 1.0 литра) и 6-цилиндровый TSI V6 (объемом 3.0 литра). В зависимости от модификации мотора, «начинка» блоков цилиндров варьировалась. Так, мотор TSI 1.4 имеет чугунный блок цилиндров, а вот его младший брат — TSI 1.2 оснащается алюминиевым блоком цилиндров с чугунными «мокрыми» гильзами.

Силовые агрегаты TSI с объемами 1.8 и 2.0 имеют конструкцию, аналогичную TSI 1.4 – с чугунным блоком цилиндров и алюминиевой 16-клапанной ГБЦ с двумя распредвалами. Моторы TSI 1.8 и 2.0 пришли на смену FSI 2.0 и кроме отличительных особенностей (компрессор + турбина), в конструкции блока имеют специальные балансирные валы. Кроме того двигатели TSI 1.4, 1.8 и 2.0 оснащены фазовращателями — системами изменения фаз газораспределения, что позволяет увеличить мощность на средних и высоких оборотах.

Конструкция двигателей TSI имеет большой запас прочности, т. к. рассчитана на использование с турбиной и компрессором, поэтому заявления многих автоэкспертов о ненадежности этих агрегатов справедливы лишь частично. В действительности же моторы отлично «выхаживают» пробеги в 150 000 — 200 000, но с определенными нюансами.
На данный момент, двигатели TSI с объемами в 1.2, 1.4, 1.8 и 2.0, прошли несколько этапов модернизации, в ходе которых, инженеры VAG побороли большую часть типичных «болячек», свойственных этим моторам.

Проблемы двигателей TSI

В первых поколениях двигатели (ЕА111) — TSI 1.2, 1.4 и (EA888) – TSI 1.8 и 2.0 имели ряд конструктивных недостатков, отрицательно влияющих на эксплуатацию автомобилей. К таковым недостаткам относятся:

  1. перескакивание цепи ГРМ и её растягивание;
  2. разрыв цепи привода маслонасоса;
  3. быстрый износ компрессора и/или турбины;
  4. требовательность к применяемым ГСМ;
  5. большой расход масла;
  6. длительный прогрев, обусловленный особенностями системы охлаждения.

К выходу двигателей EA211 и EA888 Gen.2 ряд типичных болячек, таких как износ цепей и длительный прогрев удалось исправить. Место цепного ГРМ занял ремень, а проблема с длительным прогревом решилась путем переделки системы охлаждения и добавления в неё другого термостата. Однако прочие «болячки» исправить не удалось, т. к. они обусловлены конструктивными особенностями. Любой современный турбированный мотор требует качественного топлива и масла, а пренебрежение этим фактором влечет за собой негативные последствия.

«Закоксованный мотор»

Некачественные бензин и масло напрямую влияют на срок службы силового агрегата. Использование дешевого масла и/или его редкая замена в первую очередь пагубно сказываются на состоянии турбины и компрессора, после чего «удар» принимает на себя двигатель. Происходит закоксовка мотора и появление отложений на стенках ГБЦ, что негативно влияет на мощностные характеристики.

Двигатели семейства TSI концерна VAG – неплохие моторы, идущие в ногу со временем, все технологические решения, примененные в этих силовых агрегатах диктуются современными реалиями. Сейчас, когда экономичность и экологичность играют очень важную роль среди автомобильной промышленности создать хороший мотор, отвечающий этим факторам не так уж легко, особенно если речь идет о мощных силовых агрегатах. Инженеры компании VAG хорошо справились с этой задачей, выведя на рынок мощные и технологичные решения, отвечающие всем современным нормам и имеющие отличную скоростную характеристику.

Автомобили с моторами TSI, хоть и не лишены недостатков, но среди конкурентных марок они занимают лидирующие позиции, т. к. являются идеальными вариантами по соотношению мощности и экономичности. Да, сложность конструкции накладывает определенные ограничения на эксплуатацию машин с TSI двигателями. Однако если знать о всех технических нюансах этих моторов, проводить своевременную диагностику и обслуживание, то эти моторы прослужат длительный срок и не разочаруют владельцев, а высокая мощность будет отличным дополнением в экономичной повседневной машине.

Понравилась статья? Поделитесь в соц. сетях:

TSI ПРОТИВ TDI

«Зачем? — первым делом спросил я у представителя импортера, едва усевшись за руль 204-сильной Caravelle. — Кому нужна такая машина?»
Ответ был более чем лаконичен: «Тем, кто любит Т5, но хочет еще больше мощности!»

За счет «оборотистости» бензиновый двигатель удобнее и в «боевых» режимах

Логично! На бумаге Caravelle 2.0 TSI действительно самая быстрая модификация — дизели отстают на разгоне и по «максималке». Да и ощущается она гораздо «горячее»: нет характерного рокота, мощность «здесь и сейчас», мотор отлично изолирован по шумам и вибрациям. Отсюда ощущение невероятной мощности: кажется, педали только касаешься, а машина летит, не чувствуя своего веса.

На бумаге бензиновый Т5 быстрее, а на деле гораздо эластичнее дизеля, ведь он «тянет» с 1500 до 4000 оборотов

Но это если ехать быстро. А в пробке каково? В принципе так же, как и на Caravellе с новым двухлитровым дизелем, — не хватает «низов». Из-за этого приходится «подгазовывать» на старте, а если трогаться в горку, то «газовать» надо прилично, дабы позорно не заглохнуть. Вот только на бензиновой машине это практически не слышно, а значит, совершенно не раздражает, в отличие от вибрирующего и рокочущего дизеля.

Второй плюс «бензинки» — широкий диапазон оборотов. Мотор отлично тянет с 1500 до 4000 оборотов, в то время как дизель сначала не едет, потом «рвет», а затем быстро сникает. А на бензиновом спокойно едешь на третьей передаче через весь проспект, то ускоряясь до 80 км/ч, то почти останавливаясь перед неторопливыми соотечественниками, чинно набирающими ход со светофора. Удобно! А каково будет на DSG, когда эластичный мотор и сверхскоростная КП будут работать в тандеме? Думаю, получится очень весело!

Бензиновый и турбодизельный «Тэ-пятые» на разгоне держатся почти вровень. Однако это иллюзия: просто дизельному «помогает» DSG, а на самом деле бензиновый почти на две секунды быстрее!

Ну а пока нас повеселил турбодизель. Мы специально взяли еще одну машину, чтобы не на бумаге, а самим оценить все преимущества нового бензинового мотора. И оказалось, что, даже несмотря на полный привод и более тяжелый салон, дизельный Multivan с DSG упорно не желает уступать лидерство TSI. Он лихо берет с места, разгоняется так же рьяно и на финише практически не отстает от бензиновой машины. Но это, видимо, всего лишь демонстрация эффективности работы DSG — все-таки по «скорострельности» с ней трудно сравниться, и за счет этого дизельный Multivan так уверенно держался в нашем импровизированном «драгрейсинге».
Но против фактов не попрешь: с TSI машина быстрее и на бумаге, и по факту. А еще она удобнее — на «механике» чувствуется, насколько узок у дизеля рабочий диапазон, и это вынуждает постоянно переключаться. Опять же здесь нет грубого звука и вибраций, как у дизеля. Поэтому позволю себе дополнить ответ менеджера: такой Т5 нужен не только любителям погонять.

С бензиновым мотором Т5 стал не только быстрее, но и комфортнее: нет характерного дизельного звука и вибраций

(+)
Хорошая динамика разгона
Сбалансированная управляемость
(-)
Жестковатая подвеска
Скромная отделка салона

ТАБЛИЦА ТЕХНИЧЕСКИХ ДАННЫХ
VW Caravellе 2.0 TSI
ДВИГАТЕЛЬ
Тип бензиновый
Число и расположение цилиндров 4, рядное
Рабочий объем, куб. см 1984
Мощность, л.с. при об/мин 204/4200-6000
Макс. крутящий момент, Нм при об/мин 350/1500-4000
ТРАНСМИССИЯ
Привод передний
Тип механическая 6-ступенчатая
ПОДВЕСКИ, ТИП
Передняя независимая McPherson
Задняя независимая многорычажная
ДИНАМИКА
Разгон до 100 км/ч, с 9,5
Макс. скорость, км/ч 200
ЭКОНОМИЧНОСТЬ
Расход топлива в загородном цикле, л/100 км 8
В городском цикле, л/100 км 13
В смешанном цикле, л/100 км 9,8
ГАБАРИТНЫЕ РАЗМЕРЫ
Длина/ширина/высота, мм 5292/1904/1990
Колесная база, мм 3400
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ДАННЫЕ
Емкость топливного бака, л 80
МАССА
Масса снаряженная, кг 2044
Масса полная, кг 3000

Павел КОЗЛОВСКИЙ,
фото Глеба МАЛОФЕЕВА.

Редакция газеты «Автобизнес» выражает благодарность компании «Атлант-М Фарцойгхандель», генеральному импортеру VW в Беларуси, за предоставленный для теста автомобиль.