Авто        05 Січня 2019        139         0

Двигуни TSI: потужність і економічність

Спроби удосконалити двигун внутрішнього згоряння не припинялися ні на хвилину, незалежно від світових воєн, глобальних економічних криз. Тривають вони і зараз, хоча число скептиків, які стверджують, що нічого революційного в цій сфері створити вже не можна, постійно зростає.

737fb86a0be3216db1bcd1a2fe1f168a Двигуни TSI: потужність і економічність

З одного боку, вони дійсно праві, але лише частково – еволюційне вдосконалення йде повним ходом. Яскравий приклад тому – поява нової лінійки силових агрегатів під абревіатурою TSI, відрізняються підвищеною потужністю при зниженій витраті палива, а адже обидві ці характеристики вважаються антагоністичними.

Їх історія починається відносно недавно, з 2004 року, коли порівняно малопотужний дволітровий атмосферний двигун, відомий під абревіатурою FSI, фахівці Audi забезпечили турбокомпресором. В результаті з’явився мотор TFSI (скорочення від Turbocharged FuelStratified Injection, в перекладі на російську мову – «турбонаддув з пошаровим уприскуванням пального»). Через два роки автоконцерн Volkswagen розробив свою версію турбірованного 2-літрового атмосферника, назвавши його просто TSI, без літери F. В даний час силові агрегати з таким маркуванням випускаються концерном VAG для великого сімейства моделей, що представляють бренди Volkswagen, Audi, Skoda та ін. Втім, по суті обидва типи двигунів практично не відрізняються

Що собою являють двигуни TSI

Ні в Росії, ні в Європі пересічний обиватель навряд чи зможе пояснити, що це таке – двигун TSI, навіть на концептуальному рівні. Між тим багато європейські автомобілі німецької, іспанської та чеського виробництва поставляються саме з такими моторами.

Цікавий факт: згідно з опитуваннями, значна частина автовласників плутає термін TSI з TDI, вважаючи перші однієї з різновидів дизельних моторів. Насправді TSI – чисто бензиновий двигун, бензинових аналогів яким не існує в природі. На сьогодні найвідомішим представником цього сімейства можна назвати 1.4-літровий агрегат, який, незважаючи на малий обсяг, відрізняється хорошою динамікою при відмінній економічності. Не випадково у нього є безліч престижних нагород саме в цих номінаціях.

Розглянемо особливості конструкції цих двигунів.

Перше покоління таких інжекторних силових установок, що працюють на бензині, оснащувалося двома турбінами, роботу яких підтримував механічний компресор в парі з системою пошарового впорскування бензину. Надалі у міру вдосконалення конструкції було прийнято рішення залишити тільки одну турбіну, що не змінило позначення агрегату, однак розшифровуватися абревіатура стала трошки інакше – слово Twincharger було замінено на Turbo, що і відобразило відмова від подвійної турбіни. Так що сьогодні абревіатура двигуна TSI розшифровується трохи по-іншому.

Зрозуміло, будь-турбований мотор конструкційно набагато складніше атмосферного. В даному випадку конструкторам вдалося добитися підвищення потужності двигуна при одночасному поліпшенні економічності, зробивши автомобілі, оснащені моторами невеликого обсягу, дуже динамічними. Щоправда, вартість таких силових агрегатів теж набагато вище, ніж у класичних атмосферних аналогів, але це, як говориться. Витрати технічного прогресу.

d9cfa1dc26d795ce615914b7ee9e638b Двигуни TSI: потужність і економічність

Варто відзначити, що мотори перших поколінь не відрізнялися високою надійністю, але по мірі усунення недоробок цей показник вдалося привести до канонічних величин. В даний час лінійка силових агрегатів TSI вважається однією з найбільш численних, а найбільш популярною, як ми вже відзначали, виявилася 1.4-літрова версія, у якої теж є чимало модифікацій.

Саме йому вдалося розбити в пух і прах упередження, що мотори такого обсягу сьогодні мало затребувані в силу недостатньої потужності, що не дозволяє збільшувати функціонал автомобіля.

Дійсно, потужність двигуна 1.4 TSI вдалося збільшити до 122 кінських сил, але і це не межа – при «правильній» перепрошиванню і на модифікованих двигунах цей показник становить вже 140 коней, а останнє покоління здатне розвивати при тому ж обсязі цілих 170 л. с.

Погодьтеся, просто фантастична потужність для такого мізерного обсягу! Як же інженери концерну VAG досягли настільки вражаючих результатів? Справа в тому, що спочатку саме 1.4-літровий двигун був узятий за основу для розробки всіх інших лінійок моторів, включаючи літрові і об’ємом 3.0 літра. З цієї причини саме на ньому німецькі фахівці тестували всі новинки, включаючи нову турбіну, виготовлену за особливою специфікацією. В результаті вдалося домогтися приросту потужності 20 кінських сил, а у міру вдосконалення конструкції і програмного забезпечення цей показник змогли підвищити ще більше.

Вийти на рівень 170 л. с. вдалося завдяки впровадженню ще однією інновації – встановлення двох турбонагнітачів в складі окремого нагнітача і окремого турбокомпресора. Зрозуміло, довелося істотно підправити і прошивку, під управлінням якої і функціонує силовий агрегат.

Що означає двигун TSI з точки зору можливості його тюнінгу? Самі конструктори не виключають, що завдяки вдосконаленню прошивки можна домогтися ще більшого приросту потужності, але за рахунок зменшення ресурсу двигуна.

Узагальнюючи вищесказане, зазначимо, що всі мотори даної лінійки сконструйовані і функціонують за однаковим принципом. І тільки наймолодший представник сімейства, літровий агрегат, трохи виділяється на загальному тлі, оскільки він спочатку проектувався виключно з турбонаддувом – атмосферних аналогів у нього не існує. В даний час цей мотор встановлюється на міські малолітражки – наприклад, на модель від Volkswagen UP, а також на гібридні модифікації.

Конструктивні особливості двигуна

Мотори сімейства TSI є показовим прикладом еволюційного шляху розвитку ДВЗ. Якщо не вважати турбонагнітача, в іншому це класичний бензиновий агрегат, якому притаманний і БЦ, і поршнева група, і інші вузли. Особливістю його конструкції стало включення пари нагнітачів, що змусило конструкторів внести зміни і в систему охолодження, і у блок, що відповідає за впорскування бензину. Оскільки в результаті таких змін загальна вага силового агрегату збільшився, його вирішили полегшити, замінивши чавунний БЦ на алюмінієвий.

Розглянемо основні компоненти, характерні для двигунів TSI.

Турбонагнітач в парі з механічним компресором рознесені по різні сторони БЦ. При цьому джерелом енергії для компресора є вихлопні гази, які приводять у рух колесо турбіни, і тільки потім через спеціально сконструйовані приводи формується тиск, нагнетающее повітря в камери згоряння.

Зазначимо, що турбовані двигуни старого типу вважаються ефективніше атмосферних аналогів, але у силових агрегатів сімейства TSI цей показник ще вище. Тут треба обмовитися, що робота класичного мотора з турбонаддувом виявляється малоефективною на низьких обертах двигуна, включаючи холостий хід. Цей недолік відомий як синдром «турбо ями», коли мотор здатний працювати в режимі номінальної потужності тільки при досягненні близько 3000 обертів/хвилину. З цієї причини під час розігріву силового агрегату водієві доводиться постійно натискати на педаль акселератора, щоб двигун не працював у збідненій режимі.

Мотори TSI в цьому плані помітно досконаліше. Досягається це включенням в конструкцію механічного нагнітача, який нормально працює на знижених оборотах, на відміну від класичної турбіни, «заводящейся» на 2500-3000 оборотів.

Присутність пари нагнітачів суттєво покращує роботу двигуна, так як дозволяє нагнітати повітря в циліндри на всіх режимах. Саме механічний компресор відповідальний за стабільну роботу силового агрегату на низьких обертах, тому тут горезвісний синдром при справній роботі всіх компонентів мотора не проявляється.

Синергія пари турбіна-компресор дійсно вражає, і це саме те нововведення, що і дозволило конструкторам грунтовно попрацювати над збільшенням потужності агрегату при невисокому витраті пального.

Суттєвого вдосконалення піддалася і система охолодження. Зокрема, в неї був інтегрований рідинний охолоджувач, функції якого – знижувати до робочої температуру всередині компресора і нагнітача. У класичних надувних моторів охолодження турбіни здійснюється виключно за рахунок природного припливу набігаючого повітря.

ce9a15192072e501462cbe6bf0e9a761 Двигуни TSI: потужність і економічність

Ще одне вдосконалення – додавання спеціальних патрубків, маршрут прямування яких проходить через інтеркулер. Така компоновка повітроводів дозволила нагнітати повітря в циліндри під більш високим тиском. В результаті пошарового більш рівномірного заповнення камери згоряння повітряно-паливної сумішшю і дозволило надати значущий вплив на динаміку силового агрегату. Звісно, у бік збільшення.

Зокрема, при досягненні близько 1000-1500 обертів/хвилину крутний момент досягає значень в районі 200-210 Н/метр.

Сильно змінилася і система уприскування. Можна сказати, що двигуни TSI в цьому плані є унікальними, оскільки бензин подається в КС, минаючи паливну рампу. Пошарова подача повітря гарантує максимально рівномірне формування ТВЗ, що відбивається на ефективності її згоряння. У результаті всіх цих інновацій вдалося підвищити потужність силового агрегату при одночасній оптимізації витрат бензину – завдяки застосуванню цієї схеми вдається економити приблизно пів-літра пального на кожні 100 км.

Заміна чавуну на алюміній при виготовленні блоку циліндрів дозволила значно знизити масу мотора. Якщо бути точним, то БЦ став важити на 14 кг. менше, що для сучасного силового агрегату – прекрасний показник. Втім, і сама конструкція блоку в поєднанні з головкою циліндрів зазнала модифікації. Зміни торкнулися і розподільних валів, і кришки головки.

Резюмуючи вищесказане, можна стверджувати, що німецьким інженерам вдалося домогтися істотного збільшення продуктивності силового агрегату, незважаючи на його обсяг. Таким чином, мотори об’ємом ієни 1.5 л, які вже почали записувати в категорію малоперспективних, знайшли друге життя.

Так, звичайний атмосферник від того ж автоконцерну об’ємом 1.2 л розвиває потужність 90 коней, а його аналог з парою турбіна-компресор здатний видавати близько 105 кінських сил.

Суттєва модернізація лінійки двигунів сталася в 2013 році, коли були вдосконалені компоненти, які раніше вважалися недостатньо надійними. Так, раніше на моторах об’ємом 1.2/1.4 л. «слабкою ланкою» була ланцюг ГРМ, яку доводилося міняти кожні 50-75 тисяч кілометрів (в іншому випадку вона просто розривалася з-за впливу підвищених навантажень). Конструктори вирішили замінити ланцюг класичним ременем газорозподілу, ресурс якого виявився мінімум удвічі більше. Не варто забувати, що ремінь набагато легше обслуговувати і проводити його заміну, ніж ланцюг.

Але у більш продуктивних агрегатів об’ємом 1.8/2.0 літра ланцюг вирішили залишити, зробивши її міцніше і посиливши сам вузол газорозподілу.

Достоїнства і недоліки двигуна TSI

Якщо обговорювати плюси і мінуси двигунів TSI конспективно, то можна виділити наступні переваги:

  • підвищена продуктивність;
  • екологічність;
  • відсутність «турбоям» незалежно від режиму роботи двигуна;
  • хороша економічність.

Розглянемо всі ці фактори більш пильно. Силовий агрегат лінійки TSI поєднує в собі переваги турбонаддува і пошарового формування ТВЗ. Саме ці конструктивні особливості дозволили збільшити потужності характеристики за рахунок поліпшення моментних параметрів.

Іншими словами, потужність двигуна з меншим об’ємом стає порівнянною з показниками атмосферних моторів з набагато більшим обсягом камери згоряння. Так, 1.2-літровий силовий агрегат TSI, оснащений однією турбіною, здатний видавати 105 кінських сил. У атмосферником на таку потужність здатний 1.6-літровий двигун. Але і це не все: німецьким інженерам вдалося домогтися, щоб максимум крутного моменту потрапляв і в низькочастотний діапазон, що значно поліпшило розгінну динаміку.

2d78e1d2e1b413b8b5be391178aa4bac Двигуни TSI: потужність і економічність

Ще однією характерною рисою двигунів TSI вважається оптимальний показник співвідношення економічності до потужності, а адже саме ці параметри є основними антагоністами на шляху удосконалення ДВС: збільшення потужності, як правило, призводить і до зростання витрат пального, і навпаки.

Додавання до турбіни механічного компресора дозволило знайти двигуну небувалу еластичність, нехарактерну для класичних турбованих силових агрегатів.

За рівнем викидів вуглекислоти мотори TSI займають лідируючі позицію, забезпечуючи приблизно удвічі меншу концентрацію СО2, ніж в атмосферних аналогах.

Безпосередній впорскування вирішив проблему сумішоутворення, зробивши ТВЗ максимальної ефективної, покращилася і подача суміші в циліндри. Мотори останнього покоління мають пристойним ресурсом, що говорить про те, що інженерам з VAG вдалося вирішити проблему надійності двигунів TSI.

Нарешті, не варто скидати з рахунків і такі позитивні моменти, як меншу вартість розмитнення ТЗ, оснащених силовими агрегатами цієї лінійки, а також великі можливості для силового тюнінгу – форсування таких моторів здійснюється досить просто., часто – заміною прошивки на більш досконалу.

Якщо умови експлуатації таких агрегатів прийнятні, якщо використовувати заправні рідини тільки хорошого якості і ретельно дотримуватися всі регламентні строки їх заміни, то ресурс двигунів може скласти близько 300 тисяч кілометрів і більше.

Вузлом, що вимагає до себе підвищеної уваги з боку автовласника, вважається тільки турбіна. Рекомендується охолоджувати її після кожної поїздки, а також прогрівати цей елемент мотора перед виїздом з гаража. Механічний компресор цілком надійний і не вимагає особливого догляду.

Є у двигунів TSI і недоліки – вони чутливі до якості витратних матеріалів, а доглядати за ними набагато складніше, ніж за атмосферними побратимами.

У чому це виражається? Використання низькосортного бензину і масла зменшує ресурс двигуна TSI в кілька разів. Якщо регулярно заливати в бак пальне, октанове число якого не відповідає заявленому, а рівень забруднення перевищує допустимі норми, термін служби не перевищить 100-130 тисяч кілометрів, що для сучасного силового агрегату явно мало. До того ж ремонт такого двигуна занадто витратним. На моторах попередніх поколінь термін служби турбіни рідко коли перевищує 100000 км.

Ще одним головним болем агрегатів, випущених до 2013 року, вважається привід ГРМ, оснащений ланцюгом. Із-за підвищених навантажень вона надто швидко розтягується, в результаті має місце знос ланок і прослизання ланцюга через зуби зірочок. Така несправність загрожує виходом з ладу поршнів і клапанів, що змушує власників досить часто оглядати цей вузол на предмет наявності вказаних недоліків. Слабким виявився і регулятор напруги, поломка якого загрожує аналогічними тяжкими наслідками.

fa0ef540941aa5262404f3a9c392a5fa Двигуни TSI: потужність і економічність

Якщо залишати машину на досить крутих гірках з великим градієнтом тільки на передачі, не використовуючи стоянкове гальмо, існує ймовірність зсуву машини, при якому відбудеться прослизання ланцюга.

Автомобілі, що зійшли з конвеєра після 2013 року, позбавлені цих недоліків (маються на увазі версії 1.2/1.4-літрових двигунів серії EA211). У них ланцюг, як вже говорилося раніше, замінена на ремінь.

Нарешті, важливим недоліком силових агрегатів TSI слід вважати підвищений витрата ММ. Згідно заводських характеристик, в залежності від моделі цей параметр складає 0.5-1.0 л/100 км. Із-за збільшеного витрати масла страждають свічки, які доводиться часто міняти.

Двигуни TSI в Росії

Автомобілі, оснащені моторами серії випускаються досить давно. Зрозуміло, чимала їх кількість осіло і в нашій країні, і за ці роки їх власники об’їздили чимала кількість кілометрів, щоб скласти власну думку про рівень надійності і зручності обслуговування цих двигунів.

Якщо проаналізувати їхні висловлювання на спеціалізованих форумах, вимальовується наступна картина:

  • силові агрегати TSI дуже добре проявили себе в міських умовах, коли без можливості інтенсивного розгону ви будете постійно відчувати чималий дискомфорт;
  • втім, і рух по заміських трасах виявилося цілком прийнятним, особливо під час подолання затяжних підйомів і при форсованому обгоні;
  • а ось поїздки на відносно невеликі дистанції для таких моторів небажані, особливо взимку, оскільки турбовані двигуни вимагають тривалого прогріву, так що при частих зупинках доводиться витрачати чимало часу даремно;
  • більшість автовласників стверджує, що для північних регіонів країни автомобілі з такими силовими агрегатами купувати небажано за вищеописаною причини;
  • так само одностайно вони відгукуються про необхідність використовувати тільки якісні матеріали – масло, фільтра, паливо. Заміну ММ бажано проводити в наших умовах кожні 5000-7000 кілометрів;
  • при появі сторонніх шумів в районі двигуна слід якомога швидше звернутися в автосервіс – несвоєчасне виявлення несправностей загрожує суттєвими фінансовими витратами. Найбільш негативний результат – необхідність повної заміни двигуна;
  • якщо ви плануєте придбати б/у автомобіль з двигуном TSI – не полінуйтеся вивчити сервісну історію машини, звертаючи пильну увагу на регулярність заміни масла. Якщо воно змінювалося з збільшеним інтервалом (понад 40000 км.), то від такої покупки краще відмовитися.

В цілому враження від цієї лінійки моторів можна охарактеризувати як позитивні, але за умови дбайливої експлуатації і своєчасному проведенні ТО. Втім, ці рекомендації стосуються абсолютно всіх автомобілів.




WordPress: 11.82MB | MySQL:63 | 0,574sec