Двигатель TSI — преимущества и недостатки

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

двигатель tsi

Что такое двигатель TSI

TSI – современная разработка, которая появилась с ужесточением экологических стандартов для автотранспорта. Особенностью такого двигателя является небольшой расход топлива, маленький литрах ДВС и высокая производительность. Такое сочетание достигается благодаря наличию двойного турбонаддува и непосредственного впрыска топлива в цилиндры мотора.

Двойной турбонаддув обеспечивается совместной работой механического компрессора и классической турбины. Такие моторы устанавливаются в некоторых моделях Skoda, Seat, Audi, Volkswagen  и других марках.

История моторов TSI

Разработка двигателя с двойным турбонаддувом и непосредственным впрыском велась еще в первой половине 2000-х годов. Полностью рабочий вариант поступил в серию в 2005-м году. Эта линейка моторов получила существенное обновление только в 2013-м году, что говорит об успехе разработки.

Если говорить о современном двигателе TSI, то изначально такая аббревиатура использовалась для обозначения мотора с двойным турбонаддувом и непосредственным впрыском (Twincharged Stratified Injection – двойной наддув и послойный впрыск). Со временем такое  название получили силовые агрегаты с другим устройством. Так под TSI сегодня также подразумевается турбированный агрегат (одна турбина) с послойным впрыском бензина (Turbo Stratified Injection).

Особенности устройства и работы TSI

Как уже обращалось внимание, моторов с названием TSI есть несколько модификаций, поэтому особенность устройства и принцип работы рассмотрим на примере одного из популярных ДВС. На 1.4 литра такой агрегат способен развить до 125 кВт мощности (почти 170 лошадиных сил) и крутящий момент до 249 Нм (доступен в пределах 1750-5000 оборотов в минуту). При таких отличных показателях на сотню в зависимости от загруженности машины мотор расходует около 7.2 литров бензина.

Данный тип двигателей является следующей генерацией моторов линейки FSI (в них тоже используется технология непосредственного впрыска). Бензин нагнетается топливным насосом высокого давления (топливо подается под напором в 150 атмосфер) через форсунки, распылитель которых расположен непосредственно в каждом цилиндре.

В зависимости от нужного режима работы агрегата готовится топливно-воздушная смесь разной степени обогащения. За этим процессом следит электронный блок управления. Когда двигатель работает на холостых оборотах вплоть до значения средних об/мин. обеспечивается послойный впрыск бензина.

Топливо подается в цилиндры в конце такта сжатия, благодаря чему увеличивается степень сжатия, хотя в силовом агрегате используется два воздушных нагнетателя. Так как в такой конструкции мотора большое количество избыточного воздуха, он выполняет функцию теплоизолятора.

Когда мотор работает в режиме однородного смесеобразования, то бензин впрыскивается в цилиндры, когда выполняется такт впуска. Благодаря этому воздушно-топливная смесь сгорает лучше благодаря более однородному смесеобразованию.

Когда водитель нажимает педаль газа, максимально открывается дроссельная заслонка, что приводит к обеднению смеси. Чтобы количество воздуха не превышало максимально эффективный для горения бензина объем, на этом режиме во впускной коллектор подается до 25 процентов отработавших газов. Бензин впрыскивается также на такте впуска.

Благодаря наличию двух разных турбонагнетателей моторы типа TSI обладают превосходной тягой на разных оборотах. Максимальный крутящий момент на малых оборотах обеспечивается механическим нагнетателем (тяга присутствует в пределах от 200 до 2500 об/мин). Когда коленвал раскручивается до 2500 оборотов в минуту, отработавшие газы начинают вращать крыльчатку турбины, которая повышает давление воздуха во впускном коллекторе до 2.5 атмосфер. Такая конструкция позволяет практически исключить турбоям во время разгона.

Популярность двигателей TSI объемом 1.2, 1.4, 1.8

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.

Предлагаем вашему вниманию видео о двигателях TSI

Принцип работы двигателя 1,4 TSI

Плюсы и минусы

Конечно, такая конструкция – не просто дань экологическим стандартам. У двигателя типа TSI немало достоинств. Эти моторы отличаются:

1. Высокой производительностью, несмотря на небольшие объемы;
2. Внушительной тягой (для бензиновых моторов) уже на малых и средних оборотах;
3. Превосходной экономичностью;
4. Возможностью форсирования и тюнинг;
5. Высоким показателем экологичности.

Несмотря на эти явные достоинства, такие моторы (особенно модели ЕА111 и ЕА888 Gen2) имеют ряд существенных минусов. К ним относятся:

• Увеличенный расход масла (точнее оно быстрее вырабатывает свой ресурс за счет работы турбины в условиях экстремально высоких температур).
• Из-за высокого крутящего момента быстрее растягивается цепь ГРМ, а в некоторых случаях ее просто обрывает.
• Топливо должно быть наилучшего качества (форсунки работают в послойном режиме – мизерная часть бензина делится еще на две-три части, то же можно сказать и о качестве масла).
• Из-за работы механического нагнетателя мотор медленней прогревается.

Основные неисправности

Настоящей головной болью моторов TSI является растянутая или порванная цепь ГРМ. как уже было указано, эта проблема является следствием высокого крутящего момента на низких оборотах коленвала. В таких ДВС рекомендуют проверять натяжение цепи через каждые 50-70 тысяч километров пробега.

Помимо самой цепи от высокого крутящего момента и большой нагрузки страдает и успокоитель, и натяжитель цепи. Даже если вовремя предотвратить разрыв цепи, процедура по ее замене довольно дорогостоящая. Но в случае разрыва цепи мотор придется ремонтировать и настраивать, что влечет за собой еще больше материальных затрат.

Из-за нагрева турбины во впускной коллектор поступает уже горячий воздух. Также из-за работы системы рециркуляции отработавших газов во впускной коллектор поступают частицы несгоревшего топлива или масляного тумана. Это приводит к закоксовке дроссельной заслонки, маслосъемных колец и впускных клапанов.

Чтобы мотор всегда был в хорошем состоянии, автовладельцу необходимо следить за регламентом замены масла и покупать смазочный материал высокого качества. Причем расход масла в турбированных моторах это естественный эффект, который создает раскаленная турбина, особенная конструкция поршней и высокий крутящий момент.

Для должной работы мотора в качестве топлива рекомендуется использовать бензин с октановым числом не ниже 95 (не будет срабатывать датчик детонации). Еще одной особенностью мотора с двойным турбонаддувом является медленный прогрев, хотя это тоже естественное его состояние, а не поломка. Причина в том, что во время работы ДВС сильно нагревается, из-за чего требуется сложная система охлаждения. А она мешает двигателю быстрее выходить на рабочую температуру.

Некоторые из перечисленных проблем устранены в третьем поколении моторов TSI EA211, EA888 GEN3. В первую очередь это коснулось процедуры замены цепи ГРМ. Несмотря на прежний ресурс (от 50 до 70 тысяч километров), заменить цепь стало немного проще и дешевле. Точнее, цепь в таких модификациях заменена ремнем.

Рекомендации по эксплуатации

Большинство рекомендаций по обслуживанию двигателей TSI те же, что и для классических силовых агрегатов:

• Использовать качественные смазочные и расходные материалы;
• Вовремя проходить техническое обслуживание;
• Следить за состоянием цепи ГРМ (или ремня, как в случае третьего поколения моторов с двойным турбонаддувом) и его натяжителя;
• Заливать качественный бензин;
• Реже использовать спортивную езду;
• Не пытаться резко набирать скорость на коротких участках дороги, повышая крутящий момент до максимума на малых оборотах.

Если напрягает долгий прогрев мотора, то для ускорения этого процесса можно купить предпусковой подогреватель. Особенно эффективно данное устройство для тех, кто часто использует машину для коротких поездок, а зимы в регионе затяжные и холодные.

Покупать машину с TSI или нет?

Если автомобилист ищет автомобиль для динамичного вождения с высокой отдачей мотора и небольшим расходом, то машина с мотором TSI то, что нужно. Такой автомобиль имеет превосходную динамику, подарит массу положительных эмоций от скоростной езды. В дополнение к упомянутым достоинствам такой силовой агрегат не поедает бензин со скоростью света, как это присуще многим мощным моторам с классической конструкцией.

Покупать машину с TSI или нет – это зависит от готовности автовладельца платить за достойную динамику при минимальном расходе бензина. В первую очередь ему нужно быть готовым к дорогостоящему обслуживанию (что для большинства местностей недоступно из-за отсутствия квалифицированных специалистов).

Чтобы обойтись без серьезных проблем, нужно выполнять три простых правила:

1. Вовремя проходить плановое техническое обслуживание;
2. Регулярно менять масло, используя при этом тот вариант, который рекомендует производитель;
3. Заправлять машину на проверенных заправках, и не использовать низкооктановый бензин.

Заключение

Итак, если говорить о первом поколении моторов TSI, то у них было много недочетов, несмотря на потрясающие показатели экономичности и производительности. Во втором поколении некоторые недочеты были устранены, а с выходом третьей генерации силовых агрегатов их стало дешевле обслуживать. Так как инженеры создают новые системы, есть вероятность, что и проблема с высоким расходом масла и ключевыми неисправностями агрегата будут устранены.

Вопросы и ответы:

Что означает надпись TSI? TSI – Turbo Statified Injection. Это турбированный мотор, в котором топливо распыляется непосредственно в цилиндры. Данный агрегат – модификация родственного FSI (в нем нет турбонаддува).

В чем разница между TSI и TFSI? Раньше такими аббревиатурами обозначались моторы с прямым впрыском, только TFSI был форсированной модификацией первого. Сегодня так могут обозначаться моторы со спаренным турбонаддувом.

Чем плох мотор TSI? Слабым звеном такого мотора является привод газораспределительного механизма. Производитель решил эту проблему установкой зубчатого ремня вместо цепи, но масло такой мотор по прежнему расходует много.

Какой двигатель лучше TSI или TFSI? Это зависит от запросов автомобилиста. Если ему нужен производительный мотор, но без излишеств, то достаточно TSI, а если есть потребность в форсированном агрегате – потребуется TFSI.