Что такое tsi в автомобиле skoda. Двигатель TSI — что это такое? Что улучшено в двигателях TSI

Часто встречаете на дорогах автомобили с шильдиком TSI и задаетесь вопросом, что это значит? Тогда эта статья для вас, рассмотрим основы строения двигателя TSI , преимущества и недостатки.

Расшифровка этих аббревиатур:

Как ни странно первоначально TSI расшифровывалась, как Twincharged Stratified Injection (двойной наддув послойный впрыск). Следующая расшифровка выглядела несколько иначе Turbo Stratified Injection, т.е. из названия убрали привязку к количеству компрессоров.

Двигатели TSI – за что получили популярность

TSI двигатели получили свою популярность за ряд неоспоримых преимуществ. Во-первых с малым объемом уменьшился расход, при этом в мощностьи эти автомобили не потеряли, поскольку эти моторы оснащены механическим компрессором и турбонаддувом (турбиной) . На двигателе TSI была применены технология непосредственного впрыска, что обеспечивало наилучшее сгорание, и повышение компрессии, даже в момент, когда смесь становилась Стоит сразу сказать, что данная компоновка удачна тем, что автомобиль выдает максимальную мощность и крутящий момент на большем диапазоне оборотом, поскольку на “низах” (обороты до ~3 тысяч) работает компрессор, а на верхах компрессор уже не так эффективен и поэтому крутящий момент продолжает поддерживать уже турбина. Данная технология компоновки позволяет избежать так называемого эффекта турбоямы.

Во-вторых, мотор стал меньше размером, следовательно уменьшился его вес, а вслед за ним и вес автомобиля. Также эти двигатели имеют меньший процент выброса отработанных газов CO2 в атмосферу. Двигатели с меньшим объемом имеют меньше потерь на трение, отсюда вытекает повышение КПД.

Подводя итоги, можно сказать, что двигатель TSI это уменьшенный расход с достижением максимальной мощности.

Общее строение описали, теперь перейдем к конкретным модификациям.

Двигатель 1.2 TSI

Двигатель TSI объемом 1.2 литра

Несмотря на объем двигатель достаточно тяговит, для сравнения, если рассмотрим Golf серию, то 1.2 с турбонаддувом объезжает 1.6 атмо. Зимой прогревается конечно дольше, но при начале движения прогрев идет очень бытстро до рабочей температуры. Что касается надежности и ресурса, то бывают разные ситуации. У одних мотор бегает 61 000 км. и все без нареканий, а у кого-то на 30 000 км. уже клапана прогорают, но скорее исключение, чем правило, поскольку турбины устанавливаются малого давления и на ресурс двигателя влияния большого не оказывают.

Двигатель 1.4 TSI (1.8)

Двигатель TSI объемом 1.4 литра

В целом эти двигатели мало чем отличаются в преимуществах и недостатках от двигателя 1.2. Единственное можно добавить, что все эти двигатели используют цепь ГРМ, что несколько может повысить цену эксплуатации и ремонта. Один из недостатков моторов с цепью ГРМ – его не желательно оставлять на передаче, находясь на склоне, поскольку это может спровоцировать соскок цепи.

Двигатель 2.0 TSI

На двух литровых двигателях встречается такая проблема, как растяжение цепи (характерна для всех TSI, но для данной модификации чаще). Цепь как правило меняют на 60-100 тысячах пробега, но за ней нужно следить, критическое растяжение может случиться и раньше.

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.

Если вы хорошо разбираетесь в двигателях, то, безусловно, знаете, что такое TSI. Если же нет, рекомендуем прочитать данную статью.

Двигатель TSI – это бензиновый силовой агрегат, отличительной особенностью которого является двойной турбонаддув . В данном случае, аббревиатура TSI (Turbo Stratified Injection) переводится как двигатель с системой турбонаддува и послойным впрыском топлива.

Конструкция двигателя TSI примечательная тем, что разработчики разнесли систему механической компрессии и турбонагнетатель по разным сторонам двигателя. Благодаря использованию энергии выхлопных газов стандартный турбированный двигатель снабжается дополнительной мощностью. Выхлопные газы раскручивают колесо турбины, и с помощью системы приводов создают повышенное нагнетание и сжатие воздуха. Эта система более эффективна по сравнению с традиционным бензиновым двигателем.

Преимущества TSI двигателя

Обычный турбированный двигатель имеет один большой недостаток – на малых и полных оборотах его эффективность невелика. В свою очередь, двигатель TSI оснащен механическим компрессором (работающим на малых оборотах) и турбокомпрессором, обеспечивающим значительное увеличение мощности на высоких оборотах. То есть, практически по всему диапазону оборотов происходит дополнительное нагнетание и сжатие воздуха в системе двигателя.

Именно благодаря данном факту многократно прирастает мощность на фоне снижения потребления горючего .

Такое снижение обеспечивает система послойного, дозированного впрыска и двойная система нагнетания. Все эти факторы говорят о том, что разработанный компанией «Фольксваген» двигатель с системой TSI обладает внушительной мощностью.

Для сравнения возьмем классический турбированный двигатель того же производителя. Имея номинальный объем в 1.2 литра, TSI-мотор демонстрирует результаты в среднем на 12 лошадиных сил лучше (102 лошадиные силы у TSI-двигателя против 90 лошадиных сил у стандартного турбированного двигателя). Помимо этого, благодаря двойной системе компрессии устраняется провал мощности и улучшается тяга , как на малых, так и на больших оборотах.

Естественно, что сложность компоновки TSI-двигателя повлияла и на его цену. Однако небольшое подорожание с лихвой окупается повышенной мощностью и снижением уровня потребления топлива.

Многие из вас, уважаемые читатели (которые интересуются немецкими машинами), иногда при выборе например volkswagen или его дочерней компании skoda наталкиваются на такой вопрос. Что такое двигатель TSI? Ведь у этих марок есть обыкновенные агрегаты и есть с непонятной аббревиатурой — TSI. Я тоже задался таким вопросом и накопал такую информацию…

Все слышали про обыкновенные (Volkswagen и Skoda), а также (AUDI), но двигатели TSI для Российского потребителя остаются загадкой. Что это за мотор такой? Существует много высказываний, особенно в пьяной компании, всегда найдется эдакий знаток (который все знает и все слышал). Я сам грешным делом когда то думал — что это дизельный вариант. Думал так потому — что при меньшем объеме выдает большее количество мощности, чем например простой турбированный агрегат. А вот нет — это не дизель.

Самый яркий представитель класса, это вариант объемом 1,4 литра, компании Volkswagen. Уж сколько наград и признаний критиков он получил ну просто идеал среди турбин!

Определение

Двигатели TSI — это бензиновые агрегаты с двойным турбонаддувом (которые содержат и механические компрессоры), системой непосредственного «послойного» впрыска топлива. Строение гораздо сложнее обычного турбированного двигателя, однако стоит заметить, что надежность, мощность и экономичность, на очень высоком уровне. Он практически лишен недостатков.

Если разобрать аббревиатуру есть несколько определений. Одно с 2000 года (именно тогда он был разработан) — Twincharger Stratified Injection — перевод (двойной наддув послойный впрыск), однако позже примерно в 2008 году появляется другой перевод Turbo Stratified Injection — (турбонаддув послойный впрыск), то есть убирается значение «двойной», именно в эти годы и начинается производство силовых агрегатов с одним нагнетателем

Линейка моторов

Знаете много раз был свидетелем того что многие спорили — а вот мотор 1,4 литра сколько у него лошадей? Один говорит что 122, другой 140, третий вообще 170!!! Как такое возможно? А все просто именно этот агрегат в 1,4 литра стал для компании большим полигоном для испытаний, именно из него выросли все остальные вариации от 1,0 до 3,0. И действительно именно 1,4 сейчас имеет очень много вариаций, если не ошибаюсь около 5 — 6.

НА его примере (1.4) я расскажу как это делают немцы:

• Одна турбина. Вариации 122 и 140 л.с. — различия в мощности турбонагнетателя и программной прошивке
• Турбина и компрессор. Вариации 150 — 160 — 170 л.с. — здесь меняется либо мощность , либо турбированного нагнетателя, ну и конечно программного обеспечения (которое зашивается в )

Такая ситуация почти во всей линейки, исключения мотор 1,0 TSI он изначально разрабатывался только с турбонагнетателем — устанавливается на маленькие машины типа Volkswagen UP, либо на гибридные варианты. Для вас подготовил небольшую табличку посмотрите

Здесь изображены все силовые агрегаты в стоке, то есть залито официальное программное обеспечение, если изменить конфигурацию или прошивку можно выжать гораздо большую мощность.

Устройство

Сильно в строение углубляться я не стану, однако постараюсь затронуть важные элементы и отличия. Для начало посмотрите на основные блоки, вот небольшая схема.

Агрегат переработан значительно, особенно стоит отметить — два нагнетателя, новую систему охлаждения, впрыск топлива, облегченный блок двигателя. Теперь по порядку.

1) Механический компрессор и турбонагнетатель, основные отличия

Устройство таково, что они расположены по разные стороны блока. Обыкновенный компрессор использует энергию выхлопных газов (расположен с одной стороны). Отработанные газы сами раскручивают турбинное колесо, затем через специальные приводы создается нагнетание в цилиндры двигателя — сжатого воздуха (о простом турбированном варианте писал ). Принцип работы старого типа мотора, более эффективное, чем у просто бензинового двигателя, но не такой эффективный как у TSI. Простой турбированный агрегат мало эффективен на холостых и низких оборотах, проявляется эффект так называемой « » (когда полная мощность проявляется только от 3000 оборотов и выше), то есть всегда нужно газовать.

Что не скажешь про TSI. Все отличие состоит в том — что он содержит еще механический компрессор (с другой стороны), который работает на низких оборотах. Таким образом всегда происходит нагнетание сжатого воздуха (через специальные устройства). Благодаря этому механическому компрессору — мощность не падает, даже с низов прекрасная тяга, эффект «турбо ямы» побежден!

Прекрасный симбиоз работы: механический нагнетатель на «низах» обычный классический ТУРБО «наверху», провалов мощности нет!

Здесь также имеются усовершенствования. Появляется понятие «охлаждение жидкостью» (обычные турбо варианты охлаждаются только воздухом). Система охлаждения имеет патрубки которые проходят . Благодаря чему основной воздух нагнетается в цилиндры, показатель давления выше. Результат равномерное заполнение камеры сгорания топливной смесью и увеличение динамики. Уже при 1000 — 1500 об/мин получаем заявленный в 210 Нм. Вот небольшая схема системы охлаждения, видно расположения патрубков.

3) Впрыск топлива

Очень интересная система. Во-первых топливо подается сразу в цилиндры двигателя (обходя топливную рейку), во-вторых смешивание с воздухом происходит «послойно» за счет чего достигается сгорание с высокой эффективностью. Два этих фактора позволяют немного увеличить мощность и снизить расход топлива. Вот схема основных элементов топливной системы.

4) Облегченный блок

Нужно отметить, что инженеры бились над снижение веса блока агрегата. И знаете удалось убрать порядка 14 килограмм — значительный показатель. Использовали новую конструкцию размещение самого блока и головки, новые распредвалы и пластиковая крышка.

TSI зарекомендовали себя как очень производительные моторы — при относительно малом объеме можно достигнуть очень высоких показателей в «лошадиных силах». Так обычный турбированный тип от volkswagen, при объеме 1,2 литра имеет мощность примерно 90 л.с, TSI — может выдать при этом же объеме около 102 л.с.

Второе поколение EA211 и EA888 GEN.3

C 2013 года линейка моторов TSI обновилась, были переработаны многие узлы которые считались до этого не прочными. Так основной «ахиллесовой пятой» была цепь ГРМ.

Ходила она не долго, особенно в вариациях 1,2 — 1,4, просто растягивалась и рвалась при пробеге в 50 — 70000 км (от высокой нагрузки и большого крутящего момента). Сейчас ее убрали и поставили ремень ГРМ, ходит они не намного дольше, но его легче менять и легче сменить, разница в эксплуатации примерно в три раза. У 1,8-2,0 цепной механизм значительно усилили, прочность увеличилась в два раза.

Также была переработана система прогрева мотора, предшественник (EA111 и EA888 GEN.2) грелись очень долго. Сейчас проблема почти решена. Произошли усовершенствования и турбины. Однако «масложор» остался, расход масла может доходить до 5 литров на 10000 км, поэтому важно следить за уровнем.

Применение непосредственного впрыска в бензиновых двигателях является доминирующей технологией современного автомобилестроения. TSI – это аббревиатура запатентованного концерном Volkswagen обозначения двигателей с турбонаддувом и прямым впрыском. Turbo Stratified Injection применяется на большинстве современных авто, выпускаемых VAG-group (Audi, Skoda, Volkswagen и Seat). Технология TSI – это следующая ступень развития моторов FSI, которые имеют прямой впрыск, но не оснащаются турбонаддувом.

Рассмотрим не только принцип работы, но и ряд конструктивных недостатков, которые являются серьезной головной болью владельцев ТСИ моторов.

Преимущества

TSI моторы обладают рядом неоспоримых достоинств:

• формирование смесеобразования. Ориентируясь на показания датчиковой аппаратуры, ЭБУ может формировать 4 типа смеси (бедная послойная смесь с добавлением отработавших газов, бедная гомогенная смесь без добавки отработавших газов, гомогенная стехиометрическая смесь с добавкой отработавших газов, гомогенная стехиометрическая без добавки отработавших газов). Выбор будет зависеть от количества поступаемого воздуха, степени открытия дроссельной заслонки, оборотов двигателя, температуры мотора и прочих факторов. Такое выборочное смесеобразование позволяет получить максимальную отдачу от впрыскиваемого топлива;
• турбонаддув, позволяющий увеличить наполнение цилиндров свежим воздухом. Моторы ТСЙ могут комплектоваться одноступенчатой либо комбинированной системой нагнетания воздуха. В первом случае двигатель имеет работы которой известен многим автолюбителям. Комбинированная система имеет не только турбину, но и механический нагнетатель типа Roots. Принцип работы такой системы представляет особый интерес, поэтому далее рассмотрим его подробней.
• потенциал для тюнинга. Большинство TSI моторов хорошо поддаются чип-тюнингу. Владельцам, желающим добавить несколько десятков лошадок, стоит подумать о ресурсе ДВС и КПП, который при неправильной чиповке может резко снизиться.

Принцип работы системы впрыска

Система подачи топлива в двигателе TSI очень схожа с той, что применяется на . Она состоит из следующих компонентов:

Главная особенность системы прямого впрыска в двигателе ТСЙ – это управление способом распыления и временем подачи. Такое преимущество достигается грамотным программированием ЭБУ. В остальном система питания, по сути, ничем не отличается от той, что применяется на двигателях многих других производителей.

Система двойного турбонаддува

Во многом именно комбинирование турбины и механического нагнетателя позволили моторам TSI завоевать не один титул «Двигатель года». Рассмотрим, как реализовано такое решения.

Главный принцип работы – распределение воздушных потоков. Изменяя скорость потока, а также количество поступаемого воздуха, можно регулировать качество смесеобразования в цилиндрах. В зависимости от оборотов коленвала и положения дроссельной заслонки, можно выделить следующие алгоритмы управления турбонаддувом:

Управление

Один из главных элементов этой систем – заслонка, перераспределяющая поток воздуха между турбиной и нагнетателем. Регулировка осуществляется с помощью сервопривода. К примеру, при 1000-2400 об/мин воздух подается только через нагнетатель, а после 3500 только к турбокомпрессору.

Для грамотного управления всей этой системой ЭБУ постоянно опрашивает ряд датчиков:

• МАР-сенсор, измеряющий давление во впускном тракте. Также происходит измерение температуры воздуха;
• положения дроссельной заслонки;
• давления во впускном коллекторе и сенсор, измеряющий температуру воздуха;
• давления наддува, температуры воздуха.

Разумеется, существует множество тонкостей, объяснение которых потребует серьезного углубления в теорию.

Виды наддува

Двигатель TSI может иметь только турбину. Управление производится с помощью перепускного клапана (электрического либо пневматического). К примеру, при избытке давления в выпускном коллекторе поток выхлопных газов будет проходить мимо «горячей» части турбины. Особенность такой системы в способе охлаждения воздуха. Перед впускным коллектором устанавливается интеркулер жидкостного типа охлаждения. Воздух проходит через соты, внутри которых циркулирует ОЖ. Активация охлаждения производится командой ЭБУ, которая включает насос, запуская тем самым циркуляцию ОЖ в контуре охлаждения воздуха.

На автомобиле с двойным турбонаддувом двигатель имеет интеркулер воздушного типа охлаждения.

Проблемы

Многие владельцы огорчены тем фактом, что на их автомобиле установлен двигатель TSI. Среди всей линейки моторов (1.2, 1.4, 1.8, 2.0, 3.0) некоторые ДВС способны доставить немало хлопот своим владельцам. Среди главных проблем:

• жор масла, который может начаться уже после 10 тыс. км.;
• растягивание цепи.

Проблемы ТСЙ моторов настолько существенны, что требуют рассмотрения в отдельной статье.