Что обозначает tsi. TSI двигатель что это такое. Отдельная история о двух наддувах и прямом впрыске TSI

Двигатель TSI (Turbo Stratified Injection , дословно - турбонаддув и послойный впрыск) объединяет последние достижения конструкторской мысли – непосредственный впрыск топлива и турбонаддув .

Концерн Volkswagen разработал и предлагает на своих автомобилях линейку двигателей TSI, различающихся по конструкции, объему двигателя, мощностным показателям. В конструкции двигателей TSI производителем реализовано два подхода: двойной наддув и просто турбонаддув.

Аббревиатура TSI является запатентованным товарным знаком концерна Volkswagen.

Двойной наддув осуществляется в зависимости от потребности двигателя двумя устройствами: механическим нагнетателем и турбокомпрессором. Комбинированное применение данных устройств позволяет реализовать номинальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов двигателя.

В конструкции двигателя используется механический нагнетатель типа Roots. Он представляет собой два ротора определенной формы, помещенных в корпус. Роторы вращаются в противоположные стороны, чем достигается всасывание воздуха с одной стороны, сжатие и нагнетание – с другой. Механический нагнетатель имеет ременной привод от коленчатого вала. Привод активизируется с помощью магнитной муфты. Для регулировки давления наддува параллельно компрессору установлена регулировочная заслонка.

На двигателе TSI с двойным наддувом установлен стандартный турбокомпрессор . Охлаждение наддувочного воздуха осуществляется интеркулером воздушного типа.

Эффективную работу двойного наддува обеспечивает система управления двигателем , которая помимо электронного блока объединяет входные датчики (давления во впускном трубопроводе, давления наддува, давления во впускном коллекторе, потенциометр регулирующей заслонки) и исполнительные механизмы (магнитную муфту, серводвигатель регулирующей заслонки, клапан ограничения давления наддува, клапан рециркуляции турбокомпрессора).

Датчики отслеживают давление наддува в различных местах системы: после механического нагнетателя, после турбокомпрессора и после интеркулера . Каждый из датчиков давления объединен с датчиками температуры воздуха.

Магнитная муфта включается по сигналам блока управления двигателем, при которых на магнитную катушку подается напряжение. Магнитное поле притягивает фрикционный диск и замыкает его со шкивом. Механический компрессор начинает вращаться. Работа компрессора производится до тех пор, пока на магнитную катушку подается напряжение.

Серводвигатель поворачивает регулирующую заслонку. При закрытой заслонке весь всасывающий воздух проходит через компрессор. Регулирование давления наддува механического компрессора производится путем открытия заслонки. При этом часть сжатого воздуха подается снова в компрессор, а давление наддува снижается. При неработающем компрессоре заслонка полностью открыта.

Клапан ограничения давления наддува срабатывает, когда энергия отработавших газов создает избыточное давление наддува. Клапан обеспечивает работу вакуумного привода, который в свою очередь открывает перепускной клапан. Часть отработавших газов идет мимо турбины.

Клапан рециркуляции турбокомпрессора обеспечивает работу системы на принудительном холостом ходу (при закрытой дроссельной заслонке). Он предотвращает создание избыточного давления в промежутке между турбокомпрессором и закрытой дроссельной заслонкой.

Принцип работы двойного наддува двигателя TSI

В зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя (нагрузки) различают следующие режимы работы системы двойного наддува:

безнаддувный режим (до 1000 об/мин);
работа механического нагнетателя (1000-2400 об/мин);
совместная работа нагнетателя и турбокомпрессора (2400-3500 об/мин);
работа турбокомпрессора (свыше 3500 об/мин).

На холостых оборотах двигатель работает в безнаддувном режиме. Механический нагнетатель выключен, регулирующая заслонка открыта. Энергия отработавших газов невелика, турбокомпрессор не создает давления наддува.

С ростом числа оборотов, включается механический нагнетатель и закрывается регулирующая заслонка. Давление наддува, в основном, создает механический нагнетатель (0,17 МПа). Турбокомпрессор обеспечивает небольшое дополнительное сжатие воздуха.

При частоте вращения коленчатого вала двигателя в пределе 2400-3500 об/мин давление наддува создает турбокомпрессор. Механический нагнетатель подключается при необходимости, например, при резком ускорении (резком открытии дроссельной заслонки). Давление наддува может достигать 0,25 МПа.

Далее работа системы осуществляется только за счет турбокомпрессора. Механический нагнетатель выключен. Регулирующая заслонка открыта. Для предотвращения детонации с ростом числа оборотов давление наддува несколько падает. При частоте вращения 5500 об/мин оно составляет порядка 0,18 МПа.

Турбонаддув двигателя TSI

В данных двигателях наддув осуществляется исключительно турбокомпрессором. Конструкция турбокомпрессора обеспечивает достижение номинального крутящего момента уже при низких оборотах двигателя и поддержание его в широком пределе (от 1500 до 4000 об/мин). Выдающиеся характеристики турбокомпрессора получены за счет максимального снижения инерции вращающихся частей: уменьшен наружный диаметр рабочего колеса турбины и компрессора.

Регулирование наддува в системе традиционно осуществляется с помощью перепускного клапана. Клапан может иметь пневматический или электрический привод. Работу пневматического привода обеспечивает электромагнитный клапан ограничения давления наддува. Электрический привод представлен электрическим направляющим устройством, состоящим из электродвигателя, зубчатой передачи, рычажного механизма и датчика положения устройства.

В двигателе с турбонаддувом, в отличие от двойного наддува, используется жидкостная система охлаждения наддувочного воздуха. Она имеет независимый от системы охлаждения двигателя контур и образует с ней двухконтурную систему охлаждения . Система охлаждения наддувочного воздуха включает: охладитель наддувочного воздуха, насос, радиатор и систему трубопроводов. Охладитель наддувочного воздуха размещен в впускном коллекторе. Охладитель состоит из алюминиевых пластин, через которые проходят трубы системы охлаждения.

Охлаждение наддувочного воздуха производится по сигналу блока управления двигателем включением насоса. Поток нагретого воздуха проходит через пластины, отдает им тепло, а те, в свою очередь, отдают его жидкости. Охлаждающая жидкость движется по контуру с помощью насоса, охлаждается в радиаторе и далее по кругу.

Сегодня мы расскажем вам о том, что означают эти три буквы TSI, которые являются запатентованным товарным знаком концерна Volkswagen.
Двигатель TSI расшифровывается как Turbo Stratified Injection - турбонаддув и послойный впрыск.

TSI – это бензиновые двигатели с двойным турбонаддувом который состоит из механического компрессора и турбонагнетателя, а также системой непосредственного впрыска топлива. Механический компрессор и турбонагнетатель расположены по разные стороны двигателя.
Комбинированное применение данных устройств позволяет реализовать номинальный крутящий момент в широком диапазоне оборотов двигателя.

Схема двойного турбирования.

1 - датчик давления во впускном трубопроводе с датчиком температуры воздуха
2 - привод компрессора
3 - механический нагнетатель
4 - регулирующая заслонка
5 - воздушный фильтр
6 - датчик давления во впускном коллекторе с датчиком температуры воздуха
7 - впускной коллектор
8 - дроссельная заслонка
9 - магнитная муфта
10 - датчик давления наддува с датчиком температуры воздуха
11 - интеркулер
12 - клапан ограничения давления наддува
13 - вакуумный привод
14 - выпускной коллектор
15 - каталитический нейтрализатор
16 - турбокомпрессор
17 - перепускной клапан
18 - клапан рециркуляции турбокомпрессора
А - воздух
Б - отработавшие газы

Все отличие TSI двигателя состоит в том, что механический компрессор работает на низких оборотах, а турбокомпрессор работает на высоких оборотах. Благодаря этому топлива потребляется меньше, а при малом объеме двигателя можно достигнуть большой отдачи.
Простой турбовый двигатель volkswagen, при объеме 1,2 литра имеет отдачу в 90 л.с, а TSI – может выдать при этом же объеме около 102 л.с. И самое главное, что TSI не имеет провалов мощности нп любых оборотах двигатель тянет машину с высоким потенциалом.

Теперь о принципах работы наддувов.

Все зависит от количества оборотов двигателя.

До 1000 оборотов - безнаддувный режим
от 1000 до 2400 оборотов - включается механический нагнетатель
от 2400 до 3500 оборотов - работают одновременно и механический компресоор и турбонаддув
и свыше 3500 оборотов - работает только турбокомпрессор

Вот так выглядит механический нагнетатель, по типу Roots.

Он обеспечивает тягу автомобиля на низких оборотах, чего чаще всего и не хватает турбовым двигателям.

1 - вакуумный привод
2 - электромагнитный клапан ограничения давления наддува
3 - выпускной коллектор
4 - охладитель наддувочного воздуха
5 - впускной коллектор
6 - датчик давления во впускном коллекторе с дачиком температуры воздуха
7 - модуль дроссельной заслонки
8 - датчик давления наддува с датчиком температуры воздуха
9 - клапан рециркуляции турбокомпрессора
10 - воздушный фильтр
11 - турбокомпрессор
12 - перепускной клапан
А - воздух
Б - отработавшие газы

Конструкция турбокомпрессора обеспечивает достижение номинального крутящего момента уже при низких оборотах двигателя и поддержание его в широком пределе (от 1500 до 4000 об/мин). Выдающиеся характеристики турбокомпрессора получены за счет максимального снижения инерции вращающихся частей: уменьшен наружный диаметр рабочего колеса турбины и компрессора.

Диапазоны работы нагнетателей.

Синяя область - зона ответственности механического нагнетателя, зеленая - турбонаддува, а голубая - область их совместной работы.

Так же упоминалось, что в двигателе стоит система непосредственного впрыска.
Впрыск идет через 6-струйные форсунки, а максимальное значение давления впрыска до 150 бар. И не сомтря на это двигатели TSI отличаются высокой топливной экономичностью.

С помощью таких разработок удалось добиться снижения потребления топлива и уменьшении выбросов вредных газов.
Двигатели с такой технологией стали "Двигателем года" в 2006, 2007 и 2008 годах в самом престижном техническом конкурсе «Engine of the year».

Ну и как всегда мы стараемся рассказать все настолько понятно для вас, чтобы все пользователи сайт были подкованы с технической точки зрения, поэтому представляем подробное видео про двигатель TSI.

Машины с маркировкой TSI имеют под капотом особенное сердце. Это мотор, в котором конструкторы Volkswagen применили самые современные технологии и исследования, воплотив их на серийных машинах для изменения характеристик этого типа мотора.

Что значит определение двигатель TSI

В последнее время на многих автомобилях появилась новая маркировка TSI. Это сокращение обозначает новый тип автомобильного двигателя с улучшенной конструкцией. Аббревиатуру TSI, которую можно расшифровать как Turbo Stratified Injection , при переводе на русский язык можно изложить примерно как «Турбо Послойный Впрыск Топлива». Используя такой принцип подачи топлива в моторах TSI, производителю удалось добиться высоких качеств работы при эксплуатации моторов.

Главной особенностью моторов TSI является дублирование систем наддува механическим компрессором и турбинным нагнетателем. Такая конструкция позволяет на всех режимах роботы мотора добиться высоких эксплуатационных качеств и существенной экономии топлива из-за возможности варьирования режимов впрыска топлива, за счет этого удается добиться высокого КПД.

В таких двигателях есть такие основные режимы работы:

Диапазон наддува компрессора по необходимости.

При оборотах двигателя до 3500, по необходимости подключается компрессор. Все это необходимо тогда, когда мотор работает постоянно на этом режиме, а после следует сильное ускорение. Инерционность турбонагнетателя приводит к задержке создания необходимого давления (так называемой «турбо-яме»). Поэтому здесь подключен компрессор, который в минимальный срок создает необходимое давление на впуске.

Диапазон постоянного наддува компрессора.

Начиная с оборотов холостого хода и до 2400 оборотов двигателя, механический компрессор включен в работу постоянно. При такой разнице в оборотах давление наддува в компрессоре регулирует блок управления заслонки, установленной во впускном коллекторе.

Диапазон наддува только турбонагнетателя.

Когда обороты двигателя свыше 3500, то при этом турбинный нагнетатель один может создать необходимое давление. В этом случае давление наддува воздуха регулируется магнитным клапаном ограничения давления наддува.

Кроме двойной системы наддува, особенностью мотора TSI есть специфика системы охлаждения двигателя. В ней создано два контура охлаждения: головки цилиндров с турбиной и блока цилиндров с интеркулером.

Основные составляющие двигателя, усовершенствование произошло

Задачу повышения мощности двигателя без существенного увеличения его объема и массы, сохранение топливной экономичности конструкторскому отделу концерна Volkswagen удалось внедрить в жизнь, приняв нестандартные решения.

Конструктивно двигатель TSI имеет особенности в сравнении с другими моторами, а именно двойное нагнетание – механическим компрессором и турбокомпрессором. Базой для двигателя TSI был взят четырехцилиндровый силовой агрегат, который оснастили топливной системой последовательного впрыска, механическим нагнетателем типа Roots, установили турбокомпрессор.

Разделение системы охлаждения на две (одна охлаждает головку двигателя и выпускной коллектор, а другая – блок цилиндров и жидкостный интеркулер) позволяет эффективно охлаждать нагнетаемый воздух.

Когда был определен один из важнейших приоритетов для автомобиля – при меньших объемах наибольшая удельная мощность – конструкторская мысль пришла к идее наддува. Зачем мотору две системы наддува?

Каждая из систем отдельно имеет свои недостатки. Так, на низких оборотах не работает турбина. Для ее нормальной работы двигатель нужно раскрутить до 3000 об/мин, то есть все время держать высокие обороты во избежание провалов (так называемых турбо-ям). На высоких оборотах падает эффективность работы механического компрессора, но на низах он позволяет работать мотору с полной отдачей. На переходных режимах обе системы дублируют друг друга, что дает положительный результат, давая возможность снимать максимальный крутящий момент с двигателя. Первыми были механические (принудительные) нагнетатели, которые имеют привод от коленчатого вала двигателя.

Но большее применение получил в автомобилестроении нагнетатель, приводимый в действие турбиной, на которую воздействуют выхлопные газы. При изменении нагрузки и количества оборотов, блок ЭБУ двигателя рассчитывает, какое количество воздуха нужно для создания нужного момента вращения, и попадает в цилиндры. В этом случае он определяет, работает турбинный нагнетатель сам или должен быть добавлен в работу механический компрессор.

В двигателях TSI несколько диапазонов работы:

Безнаддувный при минимальной нагрузке.

В режиме без наддува регулирующая заслонка открыта полностью. Воздух, который идет в двигатель, поступает через заслонку турбонагнетателя, которую контролирует регулирующий блок управления. В это время турбинный нагнетатель уже работает под действием выхлопных газов. Их энергия настолько незначительна, что создается минимальное давление наддува. В этом случае дроссельная заслонка открывается по желанию водителя (нажатием на педаль газа), и на впуске в цилиндры создается разрежение.

Механический компрессор и турбинный нагнетатель при высоких нагрузках и частоте оборотов до 2400 об/мин.

При работе в этом диапазоне заслонка, регулирующая количество воздуха, закрыта или немного приоткрыта для регулировки давления во впускном коллекторе. При этом компрессор включается в работу через магнитную муфту и приводится в действие поликлиновым ременным приводом (он засасывает воздух и сжимает его). Сжатый воздух нагнетается компрессором к турбинному нагнетателю. Воздух при этом дополнительно сжимается. Давление наддува компрессора измеряется во впускном коллекторе датчиком давления и меняется блоком управления регулирующей заслонкой. Суммарное давление наддува измеряется датчиком давления наддува, при этом дроссельная заслонка открыта полностью. На входе в цилиндры создается давление до 2,5 бар.

Работа турбинного нагнетателя и механического компрессора при высоких нагрузках и частоте оборотов от 2400 до 3500 об/мин.

Когда мотор работает в таком режиме (к примеру, при постоянной скорости), то давление наддува создается только турбинным нагнетателем. При ускорении турбина сработала бы с задержкой и не смогла бы вовремя создать необходимое давление воздуха (может возникнуть турбо-яма). Но для исключения этого, блок управления двигателя через электромагнитную муфту подключает компрессор. При этом меняется положение регулирующей заслонки, создавая соответствующее давление наддува. Так механический компрессор помогает турбинному нагнетателю в создании необходимого давления воздуха для работы двигателя.

Работа с турбинным нагнетателем.

Когда частота оборотов двигателя свыше 3500 об/мин, турбина может сама создавать необходимое давление воздуха в любой точке нагрузки. В этой ситуации заслонка, которая регулирует подачу воздуха, полностью открыта, и свежий воздух напрямую поступает к турбинному нагнетателю. В этих условиях давления отработанных газов будет хватать, чтобы турбинный нагнетатель создал давление, необходимое для наддува. При этом полностью открыта. На впуске создается давление до 2,0 бар. Давление, созданное турбинным нагнетателем, замеряет датчик давления наддува, и оно регулируется клапаном ограничения давления наддува.

Двойной наддув – это одновременное использование механического компрессора + турбинного нагнетателя. Компрессор – это нагнетатель механического типа, который подключается через электромагнитную муфту.

Достоинства механического компрессора:

- быстрое нагнетание необходимого давления во впускной коллектор;

Создание большего момента вращения при невысоких оборотах двигателя;

Его подключение происходит по потребности;

Он не требует дополнительной смазки и охлаждения.

Недостатки механического компрессора:

- отбор мощности у мотора,

Давление наддува создается в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и после регулируется, при этом снова теряется часть произведенной работы.

Турбинный нагнетатель постоянно приводится в действие выхлопными газами.

Преимущества данного агрегата: высокий коэффициент полезного действия из-за использования энергии отработавших выхлопных газов. Недостатки турбинного нагнетателя: при небольшом рабочем объеме двигателя вырабатываемое количество выхлопных газов не достаточно для создания давления наддува при низких оборотах мотора и создания высокого момента вращения турбины, высокая температурная нагрузка.

Применяя комбинированную систему наддува, то есть объединив классический турбонаддув и механический, создатели двигателя TSI достигли максимальных мощностных показателей на всех режимах работы мотора.

Система охлаждения

Классическая система охлаждения одноконтурная. Для повышения эффективности роботы двигателя TSI конструкторы разделили систему охлаждения двигателя на два контура для повышения качества работы мотора и его систем.

Систему охлаждения разделили на два модуля: один контур обслуживает выпускной коллектор и головку двигателя (горячий), другой (холодный) охлаждает блок цилиндров и нагнетаемый воздух в интеркулере. На этих моторах стоит водяной интеркулер, который заменил воздушный. Благодаря этому воздух, который нагнетается в цилиндры, имеет показатель давления выше. Результат такой модернизации – равномерное заполнение камер сгорания топливно-воздушной смесью и увеличение динамики автомобиля. Так, уже при оборотах 1000 - 1500 получаем крутящий момент около заявленного показателя в 210 Нм.

Двухконтурная система охлаждения – это схема, при которой разделены контуры блока цилиндров и головки блока. В головке блока цилиндров охлаждающая жидкость движется от выпускного коллектора к впускному. Таким образом, поддерживается равномерный температурный режим. Такая конструктивная схема называется поперечным охлаждением. Также в систему охлаждения внесены такие изменения:

- термостат изготовлен с двумя ступенями;

Для охлаждения турбины при остановке двигателя установлен рециркуляционный насос для ОЖ;

Турбинный нагнетатель имеет принудительное охлаждение.

Приблизительно одна треть охлаждающей жидкости двигателя поступает в блок цилиндров, а оставшиеся 2/3 – в головку блока цилиндров к камерам сгорания. Преимущества системы охлаждения с двумя контурами:

- блок цилиндров прогревается более быстро, температура поднимается до 95о из-за того, что остается в блоке;

Понижение трения в кривошипно-шатунном механизме из-за повышения температуры в блоке цилиндров;

Улучшение охлаждения камер сгорания благодаря понижению температуры около 80о в головке блока; таким образом, достигается улучшение заполнения при понижении возможности детонации.

Особенностью системы охлаждения является корпус распределителя охлаждающей жидкости с термостатом, у которого две ступени. При таком объеме охлаждающей жидкости при высоких оборотах двигателя возникает повышенное давление в системе охлаждения. Даже в этих условиях термостат с двумя ступенями открывается в установленное время в соответствии с требуемой температурой.

Когда установлен термостат с одной ступенью, то нужно было бы преодолевать высокое давление и двигать большую тарелку термостата. И поэтому из-за встречных сил термостат смог бы открыться лишь при высокой температуре.

В термостате, имеющем две ступени, когда достигнута температура открытия, вначале откроется малая тарелка. Из-за малой площади, силы, которые воздействуют на тарелку, меньше, и термостат открывается строго в соответствии с температурой. Пройдя определенный ход, малая тарелка начинает тянуть большую, полностью открывая большое проходное отверстие для охлаждающей жидкости.

При прогреве двигателя TSI такая система дает возможность поддерживать рабочую температуру в двигателе в соответствии с заданными параметрами и снизить расход топлива и вредные выбросы. Для улучшения прогрева и уменьшения возможности перегрева необходимо интенсивно охлаждать горячую головку цилиндров. При этом количество охлаждающей жидкости в головке блока в два раза превышает количество жидкости в блоке цилиндров, а термостаты открываются соответственно при температуре в 95° и 80°.

Турбина от перегрева защищается дополнительным вспомогательным водяным насосом на электрическом приводе, заставляющим жидкость после остановки двигателя циркулировать в отдельном контуре до 1/4 часа. При таком принципе работы существенно повышается ресурс работы турбинного нагнетателя двигателя TSI.

Подача топлива происходит через регулируемую систему впрыска топлива. Достоинство этой системы – это то, что электрический топливный насос, как и топливный насос высокого давления, подает столько бензина, сколько нужно двигателю. Таким образом, понижается электрическая и механическая мощность топливных насосов, и экономится топливо.

Для непосредственного впрыска топлива форсунки устанавливаются прямо в головку блока цилиндров. Под высоким давлением через них топливо впрыскивается в цилиндры. Основное задание для форсунок: они обязаны в минимальный промежуток времени качественно распылить и целенаправленно подать бензин в цилиндры.

При пуске холодного двигателя в двигателе TSI происходит двойной впрыск. Это сделано для того, чтобы при пуске двигателя прогреть катализатор. Первый раз при такте всасывания, а второй – когда коленчатый вал двигателя при вращении не дошел около 50о до верхней мертвой точки. Когда двигатель работает в нормальных условиях, топливо подается во время такта всасывания, при этом оно распределяется равномерно в камере сгорания. Форсунки, установленные на TSI, имеют 6 каналов для впрыска топлива.

Так, направление отдельных струй не допускает увлажнения элементов камеры сгорания, обеспечивая более качественное распределение топливно-воздушной смеси. При этом максимальное значение давление впрыска топлива достигает 150 бар. Это дает возможность гарантировать качественное приготовление топливной смеси и надежное распыление. В этом случае топлива хватит даже при максимальных нагрузках.

На моторах TSI топливо поступает прямо в цилиндры, а не во всасывающий коллектор, смесеобразование происходит «послойно», и при этом происходит качественное сгорание с высокой эффективностью. Все эти факторы дают возможность незначительно повысить мощность и понизить расход топлива.

Необходимо отметить то, что усилия инженеров по снижению веса блока цилиндров дало свои результаты. Отлит блок двигателя TSI объемом 1,2 л из алюминия. При сравнении с блоком мотора, который изготовлен из серого чугуна (такие блоки цилиндров применяют в двигателе TSI с объемом 1,4 л), новый блок цилиндров уменьшил вес на 14,5 кг и составил 19,5 кг. Конструкция нового блока цилиндров двигателя TSI – 1,2 л с открытой плитой – идентична блоку цилиндров двигателя TSI с объемом 1,4 л. Особенность этой схемы в том, что внутренняя стенка блока цилиндров с гильзами не имеет перемычек в зоне, где контактирует блок цилиндров с головкой блока.

Такая конструкция имеет свои преимущества:

- она понижает возможность образования воздушных пузырьков, в системе с двухконтурным охлаждением они могут создать проблему для удаления воздуха из системы охлаждения двигателя.

Собирая блок цилиндров и головку блока цилиндров в единый узел, уменьшаются деформации цилиндров и образуют более однородную конструкцию, в сравнении с конструкцией с закрытой плитой и перемычками.

Все это приводит к сокращению расхода масла, потому что поршневые кольца при этом лучше компенсируют деформации. В блок цилиндров установлены четыре гильзы, вылитые из серого чугуна с профилированной наружной поверхностью. Этот профиль улучшает соединение между блоком цилиндров и гильзами цилиндров, потому уменьшается деформация блока цилиндров. Это технологическое решение позволило уменьшить неравномерность при распределении тепла, которое появляется между гильзами и алюминиевым блоком.

Достоинства двигателя TSI

К достоинствам моторов с аббревиатурой TSI относится:

1. Эффективность конструкции (при минимальном потреблении топлива удается добиться максимального крутящего момента в большем диапазоне оборотов ).

2. Из-за снижения массы двигателя и рабочего объема значительно уменьшаются потери на трение.

3. Топливо, потребляемое двигателем, экономится.

4. При улучшенных характеристиках сжигания топлива уменьшается количество вредных выбросов в окружающую среду.

TSI – это моторы с системами непосредственного впрыска топлива и двойным турбонаддувом (содержит компрессор и турбину). Такие двигатели сложнее обычных турбированных, но они более надежны, мощнее и экономичнее. У них практически отсутствуют недостатки.

Особенностью этих моторов является двухступенчатый наддув, который состоит из турбинного нагнетателя и компрессора с механическим приводом. Двигатель TSI насыщен современными технологическими решениями, но при этом для его надежной эксплуатации требуется соответствующий уход. Потому нужно использовать качественные расходные материалы и жидкости, вовремя проводить техническое обслуживание. Узлы и агрегаты, входящие в двигатель TSI, и своевременное обслуживание с лихвой окупятся из-за экономии бензина.

С целью понижения шумности этот двигатель имеет дополнительный корпус, который сделан из звукопоглощающих материалов.

Использование двигателя в нашей стране

Этот двигатель предназначен для работы только на хорошем топливе и только на отличных маслах, у нас хорошее топливо нужно поискать.

К недостаткам двигателей TSI , которые будут эксплуатироваться в наших условиях, относят:

- высокие требования к качеству горюче-смазочных материалов – бензину, маслу и др.;

Техническое обслуживание, которое нужно проводить регулярно и только в авторизированных сервисных центрах;

Эти двигатели чувствительны к низким температурам окружающей среды, что затрудняет его эксплуатацию в зимнее время.

Но водители, которые имеют опыт эксплуатации моторов TSI, замечают, что прогрев на холостых оборотах не обязателен – можно начинать движение без прогрева при холодном моторе. Двигатели TSI с системами непосредственного впрыска топлива в цилиндры и двойным турбонаддувом – это моторы более сложные, чем обычные, но они надежнее, мощнее и экономичнее.

Одним из самых больших недостатков является то, что зимой двигатель при работе на холостых оборотах плохо прогревается. При движении двигатель выходит на заданный температурный режим долго. Потому водителям, которые ездят на близкие расстояния, это создаст проблему (вам придется ехать с непрогретой «печкой» и терпеть дующий из отопителя холодный воздух в морозную погоду). Других проблем двигатель TSI не создает.

Также нужно отметить увеличенные механические и тепловые нагрузки, двойной наддув. Все это вынуждает заводы-изготовители постоянно работать над изменением конструкции, упрочнять некоторые узлы и агрегаты двигателя. Это усложняет само производство и техобслуживание таких агрегатов.

Автомобили концерна «Фольксваген-Ауди» довольно распространены в России. Одна из особенностей данных машин - это двигатели с турбонаддувом. И если раньше турбину можно было встретить только на дизелях, то «ВАГ» использует ее повсеместно на бензиновых моторах.

Цель модернизации - максимально увеличить технические характеристики агрегата при сохранении его рабочего объема. Так как сегодня важна топливная экономичность, бесконечно увеличивать объем камеры сгорания нельзя. Поэтому автоконцерны идут на разные ухищрения. Ярким примером таких работ является TSI-двигатель. Что это такое и в чем особенности данной силовой установки? Рассмотрим в нашей сегодняшней статье.

Характеристика

Двигатель TSI - это бензиновый силовой агрегат, который используется на автомобилях «Фольксваген», «Шкода» и «Ауди». Характерное отличие мотора TSI - наличие двойного турбонаддува и системы непосредственного впрыска топлива (не путать с «Коммон Рейл»). Разработав особую конструкцию, немецкие инженеры достигли высокой топливной экономичности агрегата при неплохих технических характеристиках.

Первый образец TSI появился в 2000 году. Данная аббревиатура дословно переводится как «двойной наддув послойный впрыск».

Линейка агрегатов

Достаточно обширна, причем моторы с одинаковым рабочим объемом могут выдавать разную мощность. Яркий тому пример - 1,4-литровый TSI-двигатель. 122 лошадиные силы - далеко не граничный порог. Также концерн производит моторы 1,4 TSI на 140 и 170 лошадиных сил. Как это возможно? Все просто: отличия заключаются в технологии наддува:

при использовании одного турбокомпрессора мощность двигателя TSI 1,4 варьируется в пределах от 122 до 140 лошадиных сил;
с использованием двух турбин мощность возрастает до 150-170 сил. При этом меняется программное обеспечение электронного блока управления двигателем.

И все это на моторе с рабочим объемом в 1,4 литра! Но это далеко не единственный мотор в линейке. Существуют разные вариации двигателей TSI:

1.0 TSI. Это самый младший мотор. Он укомплектовывается одной турбиной и развивает мощность в 115 лошадиных сил. Литровый двигатель TSI имеет в распоряжении всего три цилиндра.
1.4. Об этих моторах мы уже рассказали выше. В линейке присутствует пять вариаций двигателей с мощностью от 122 до 170 лошадиных сил. Все цилиндры расположены в один ряд.
1.8. Такие моторы имеют три модификации. Мощность данной силовой установки может составлять от 152 до 180 лошадиных сил.
2.0. Эти агрегаты развивают мощность от 170 до 220 сил. Блок двигателя - рядный, четырехцилиндровый (как и на предыдущих двух агрегатах).
3.0. Это флагманский мотор, используемый на «Фольксвагене Туарег». Это шестицилиндровый двигатель V-образного типа. В зависимости от степени наддува, его мощность может составлять от ЗЗЗ до 379 лошадиных сил.

Как видите, линейка силовых агрегатов достаточно обширна.

Устройство

Стоит отметить, что двигатели TSI существенно переработаны. Так, здесь установлены алюминиевый блок цилиндров, измененная впускная и выпускная система, а также модернизированная система впрыска горючего. Однако обо всем по порядку.

Нагнетатели

Турбина - это основной элемент, благодаря которому достигаются столь высокие технические характеристики. Нагнетатели на моторах TSI располагаются в разных сторонах блока. Механизм работает от энергии выхлопных газов. Последние приводят в движение крыльчатку, которая через специальные приводы нагнетает воздух во впускной коллектор. Отметим, что обычные турбированные двигателя имеют массу недостатков. В частности, это эффект турбоямы - потери крутящего момента ДВС на определенных его оборотах. Моторы TSI лишены данного недостатка благодаря нескольким нагнетателям. Один работает на низких оборотах, а второй подключается при высоких. Так реализуется максимальный крутящий момент в довольно широком диапазоне.

Как работает наддув?

В зависимости от количества оборотов коленвала существуют следующие режимы работы данной системы:

Безнаддувный. В данном случае турбина не задействуется в работу. Обороты двигателя не превышают одной тысячи в минуту. Дроссельная регулирующая заслонка находится в закрытом состоянии.
Работа механического нагнетателя. Данный механизм задействуется, когда обороты составляют от одной до двух с половиной тысяч в минуту. Механический нагнетатель помогает обеспечить хороший крутящий момент при старте автомобиля с места.
Совместная работа турбины и нагнетателя. Это происходит при оборотах от двух с половиной до трех с половиной тысяч.
Работа турбокомпрессора. Нагнетатель больше не включается в работу. Наддув обеспечивается только крыльчаткой турбины в режиме оборотов от трех с половиной тысяч и выше.

С ростом числа оборотов увеличивается и давление воздуха. Так, во втором режиме данный параметр составляет порядка 0,17 МПа. В третьем давление наддува достигает отметки в 0,26 МПа. На высоких оборотах уровень давления немного снижается. Это сделано для того, чтобы предотвратить эффект детонации (самопроизвольное воспламенение бензиновой смеси, которое сопровождается характерным ударом на днище поршня). При работе турбокомпрессора уровень давления составляет 0,18 МПа. Но этого вполне достаточно, чтобы обеспечить высокий крутящий момент и мощность при движении на скорости.

Система охлаждения

Поскольку двигатель находится в режиме постоянных нагрузок, ему необходимо качественное охлаждение.

Так, система имеет патрубки, что проходят через интеркулер. Благородя этому в цилиндры попадает холодный воздух. Это обеспечивает более полное сгорание смеси и способствует росту динамики двигателя.

Система впрыска

Двигатель TSI обладает модернизированной системой впрыска. Она относится к непосредственному типу. Так, горючее поступает в камеру сразу же, минуя классическую топливную рейку. Как отмечают отзывы, работа непосредственного впрыска ощущается при наборе скорости. Машину буквально подрывает с «низов». Но применение такой системы впрыска направлено не только на увеличение КПД и мощности мотора, оно способствует снижению расхода топлива двигателя.

Блок цилиндров

Двигатель TSI отличается облегченным блоком цилиндров, который изготовлен из алюминия. Использование такого сплава существенно снизило массу мотора. В среднем такой блок весит на 14 кг меньше, нежели чугунный. Также в конструкции используются иные распределительные валы, спрятанные за пластиковой крышкой. Таким образом достигаются высокие эксплуатационные показали работы данного ДВС.

Проблемы

Какие имеют двигатели TSI проблемы? Одна из частых болезней данных силовых установок - это повышенный расход масла. Причем масложор не является редкостью даже на новых моторах. Что говорят отзывы о двигателях 1.4 TSI? Данные агрегаты потребляют до 500 граммов масла на 1000 километров. Это довольно много. Владельцам часто приходится контролировать уровень щупом. Если прогадать момент, можно поймать масляное голодание, которое чревато снижением ресурса двигателя TSI, а именно его поршневой группы. Можно ли решить данную проблему? К сожалению, это "неизлечимая болезнь" всех моторов TSI, поэтому владельцу остается лишь регулярно следить за щупом и возить с собой бутылку масла на долив.

Еще одна проблема, которая поставила крест на надежности двигателя 1.4 TSI - это выход из строя турбины. Ее часто "закидывает" маслом, а к 80 тысячам появляется люфт подшипников. Турбина не в состоянии нагнетать воздух под нужным давлением, из-за чего ухудшается динамика расхода и меняется характер поведения авто. Стоимость ремонта нагнетателя составляет порядка 60 тысяч рублей, а таких турбин в моторе несколько.

Следующий подводный камень, который ставит под сомнение надежность двигателей TSI - это газораспределительный механизм. Они работают от цепи, которая часто растягивается. Причиной тому стали чрезмерно высокие нагрузки. В последние годы немецкий производитель начал устанавливать ременной привод. По словам производителя, его прочность увеличилась в два раза. Это несколько улучшило ситуацию, однако на рынке осталось много автомобилей со старым цепным ГРМ.

Сколько служит двигатель TSI? По словам производителя, ресурс его составляет порядка трехсот тысяч километров. Однако на практике эти моторы ходят по 150-200 километров. Что существенно усугубляет ситуацию, так это алюминиевый блок. Он практически не поддается ремонту. Здесь нет привычных мокрых гильз, которые можно было бы заменить, поэтому в случае выхода из строя, мотор TSI проще заменить на новый, что, кстати, довольно недешево.

Заключение

Итак, мы выяснили, что собой представляет двигатель TSI. Идея создания данного мотора неплохая. Немцы стремились сделать мощный и производительный двигатель, получить с него максимальный КПД. Однако в погоне за идеальными характеристиками инженеры не учли массу нюансов, которые уже исправляли в процессе серийного производства двигателей. Стоит ли приобретать автомобиль с таким двигателем? Эксперты дают отрицательный ответ, поскольку ресурс у этих моторов действительно малый. Также часто наблюдаются проблемы с цепным приводом. Несмотря на высокую производительность и низкий расход топлива от покупки такого авто стоит воздержаться. Владелец может столкнуться с непредвиденным ремонтом и довольно серьезными капиталовложениями.

Двигатели TSI (Turbo Stratified Injection, от англ. турбонаддув и послойный впрыск) — силовые агрегаты с непосредственным (прямым) впрыском топлива и . 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).

Читайте в этой статье

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 с такой аббревиатурой может иметь:

двойной наддув, реализованный посредством одновременной установки и ;
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 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.

Отличительной чертой всех двигателей TSI является оптимальное соотношение мощности и экономии топлива. ДВС этой линейки обеспечивают незаурядную динамику и отличную тягу во всех диапазонах оборотов. Установка компрессора параллельно турбине обеспечила данному мотору эластичность и позволила избавиться от ряда свойственных турбодвигателям проблем.

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 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.

Поднятие оборотов до 2500 об/мин и выше позволяет интенсивному потоку выхлопных газов наиболее эффективно взаимодействовать с турбиной. Механический нагнетатель при этом отключается. Система управления задействует компрессор только во время резких ускорений. Таким образом компенсируется инерционность турбины и минимизируется эффект турбоямы.

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 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 TSI позволяет без значительных переделок увеличить мощность такого ДВС. После 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.

Напоследок добавим, что популярный TSI c объемом 1.2 литра устанавливается на модели WAG различных классов. При этом у многих скептиков возникают опасения по поводу его мотресурса. Как показывает практика, на территории СНГ срок службы такого ДВС составляет около 100-120 тыс. км, турбина может выходить из строя еще раньше.

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.