Двигун TSI – переваги та недоліки

Часто зустрічаєте на дорогах автомобілі з шильдиком TSI і задається питанням, що це значить? Тоді ця стаття для вас, розглянемо основи будови двигуна TSI, принцип роботи ДВС, переваги і недоліки.

Розшифровка цих абревіатур:

Як не дивно спочатку TSI розшифровувалась, як Twincharged Stratified Injection (подвійний наддув пошарове уприскування). Наступна розшифровка виглядала дещо інакше Turbo Stratified Injection, тобто з назви прибрали прив'язку до кількості компресорів.

двигун tsi

Що таке двигун TSI

TSI - сучасна розробка, яка з'явилася з посиленням екологічних стандартів для автотранспорту. Особливістю такого двигуна є невелика витрата палива, маленький літрів ДВЗ та висока продуктивність. Таке поєднання досягається завдяки наявності подвійного турбонаддува і безпосереднього впорскування палива в циліндри двигуна.

Подвійний турбонаддув забезпечується спільною роботою механічного компресора та класичної турбіни. Такі двигуни встановлюються в деяких моделях Skoda, Seat, Audi, Volkswagen та інших марках.

Історія двигунів TSI

Розробка двигуна з подвійним турбонаддувом і безпосереднім упорскуванням велася ще першій половині 2000-х років. Повністю робочий варіант надійшов у серію 2005-го року. Ця лінійка моторів отримала суттєве оновлення лише у 2013 році, що говорить про успіх розробки.

Якщо говорити про сучасний двигун TSI, то спочатку така абревіатура використовувалася для позначення мотора з подвійним турбонаддувом і безпосереднім упорскуванням (Twincharged Stratified Injection – подвійне наддування та пошарове упорскування). Згодом таку назву отримали силові агрегати з іншим пристроєм. Так під TSI сьогодні також мається на увазі турбований агрегат (одна турбіна) з пошаровим упорскуванням бензину (Turbo Stratified Injection).

Особливості пристрою та роботи TSI

Як уже зверталося, моторів з назвою TSI є кілька модифікацій, тому особливість пристрою і принцип роботи розглянемо на прикладі одного з популярних ДВС. На 1.4 літра такий агрегат здатний розвинути до 125 кВт потужності (майже 170 кінських сил) і момент, що крутить, до 249 Нм (доступний в межах 1750-5000 оборотів за хвилину). За таких відмінних показників на сотню в залежності від завантаженості машини мотор витрачає близько 7.2 літрів бензину.

Даний тип двигунів є наступною генерацією двигунів лінійки FSI (у них теж використовується технологія безпосереднього впорскування). Бензин нагнітається паливним насосом високого тиску (паливо подається під напором 150 атмосфер) через форсунки, розпилювач яких розташований безпосередньо в кожному циліндрі.

Залежно від потрібного режиму роботи агрегату готується паливно-повітряна суміш різного ступеня збагачення. За цим процесом слідкує електронний блок керування. Коли двигун працює на неодружених оборотах аж до значення середніх об/хв. забезпечується пошарове упорскування бензину.

Паливо подається в циліндри в кінці такту стиснення, завдяки чому збільшується ступінь стиснення, хоча в силовому агрегаті використовується два повітряні нагнітачі. Оскільки в такій конструкції двигуна велика кількість надлишкового повітря, він виконує функцію утеплювача.

Коли мотор працює в режимі однорідного сумішоутворення, бензин впорскується в циліндри, коли виконується такт впуску. Завдяки цьому повітряно-паливна суміш згоряє краще завдяки більш однорідному сумішоутворенню.

Коли водій натискає педаль газу, максимально відкривається дросельна заслінка, що призводить до збіднення суміші. Щоб кількість повітря не перевищувала максимально ефективний для горіння бензину обсяг, на цьому режимі у впускний колектор подається до 25 відсотків газів, що відпрацювали. Бензин упорскується також на такті впуску.

Завдяки наявності двох різних турбонагнітачів мотори типу TSI мають чудову тягу на різних оборотах. Максимальний момент, що крутить, на малих оборотах забезпечується механічним нагнітачем (тяга присутня в межах від 200 до 2500 об/хв). Коли коленвал розкручується до 2500 оборотів на хвилину, гази, що відпрацювали, починають обертати крильчатку турбіни, яка підвищує тиск повітря у впускному колекторі до 2.5 атмосфер. Така конструкція дозволяє виключити турбоям під час розгону.

Популярність двигунів TSI об'ємом 1.2, 1.4, 1.8

TSI двигуни отримали свою популярність за ряд незаперечних переваг. По-перше з малим об'ємом зменшився витрата, при цьому в потужності ці автомобілі не втратили, оскільки ці мотори оснащені механічним компресором і турбонаддувом (турбіною). На двигуні TSI була застосована технологія безпосереднього впорскування, що забезпечувало найкраще згоряння, і підвищення компресії, навіть у момент, коли суміш ставала. “низах” (обороти до ~3 тисяч) працює компресор, але в верхах компресор негаразд ефективний і тому крутний момент продовжує підтримувати вже турбіна. Ця технологія компонування дозволяє уникнути так званого ефекту турбоями.

По-друге, мотор став менше розміром, отже зменшилася його вага, а слідом за ним і вага автомобіля. Також ці двигуни мають менший відсоток викиду відпрацьованих газів CO2 в атмосферу. Двигуни з меншим об'ємом мають менше втрат на тертя, звідси випливає підвищення ККД.

Підводячи підсумки, можна сказати, що двигун TSI це зменшений витрата з досягненням максимальної потужності.

Загальна будова описали, тепер перейдемо до конкретних модифікаціям.

Двигун 1.2 TSI

Двигун TSI об'ємом 1.2 літра

Незважаючи на обсяг двигун досить тяговит, для порівняння, якщо розглянемо Golf серію, то 1.2 з турбонаддувом об'їжджає 1.6 атмо. Взимку прогрівається звичайно довше, але при початку руху прогрів йде дуже битстро до робочої температури. Що стосується надійності і ресурсу, то бувають різні ситуації. У одних мотор бігає 61 000 км. і все без нарікань, а у кого-то на 30 000 км. вже клапана прогорають, але швидше виняток, ніж правило, оскільки турбіни встановлюються малого тиску і на ресурс двигуна впливу великого не роблять.

Двигун 1.4 TSI (1.8)

Двигун TSI об'ємом 1.4 літра

Загалом ці двигуни мало чим відрізняються у перевагах та недоліках від двигуна 1.2. Єдине можна додати, що всі ці двигуни використовують ланцюг ГРМ, що може підвищити ціну експлуатації та ремонту. Один із недоліків моторів із ланцюгом ГРМ – його не бажано залишати на передачі, перебуваючи на схилі, оскільки це може спровокувати зіскок ланцюга.

Двигун 2.0 TSI

На двох літрових двигунах зустрічається така проблема, як розтягнення ланцюга (характерна для всіх TSI, але для даної модифікації частіше). Ланцюг як правило змінюють на 60-100 тисячах пробігу, але за неї треба стежити, критичне розтягнення може статися і раніше.

Пропонуємо вашій увазі відео про двигуни TSI

Принцип роботи двигуна 1,4 TSI

Плюси та мінуси

Звичайно, така конструкція – не просто данина екологічним стандартам. У двигуна типу TSI чимало переваг. Ці мотори відрізняються:

1. Висока продуктивність, незважаючи на невеликі обсяги;
2. Великою тягою (для бензинових моторів) вже на малих і середніх оборотах;
3. Чудовою економічністю;
4. Можливістю форсування та тюнінг;
5. Високим показником екологічності.

Незважаючи на ці явні переваги, такі мотори (особливо моделі ЕА111 та ЕА888 Gen2) мають низку істотних мінусів. До них відносяться:

• Збільшена витрата олії (точніше вона швидше виробляє свій ресурс за рахунок роботи турбіни в умовах екстремально високих температур).
• Через високий крутний момент швидше розтягується ланцюг ГРМ, а в деяких випадках його просто обриває.
• Паливо має бути найкращої якості (форсунки працюють у пошаровому режимі – мізерна частина бензину ділиться ще на дві-три частини, те саме можна сказати і про якість олії).
• Через роботу механічного нагнітача мотор повільніше прогрівається.

Основні несправності

Справжнім головним болем моторів TSI є розтягнутий або порваний ланцюг ГРМ. як уже було зазначено, ця проблема є наслідком високого моменту, що крутить, на низьких оборотах коленвала. У таких ДВЗ рекомендують перевіряти натяг ланцюга через кожні 50-70 тисяч кілометрів пробігу.

Крім самого ланцюга від високого моменту, що крутить, і великого навантаження страждає і заспокоювач, і натягувач ланцюга. Навіть якщо вчасно запобігти розриву ланцюга, процедура його заміни досить дорога. Але в разі розриву ланцюга двигун доведеться ремонтувати і налаштовувати, що тягне за собою ще більше матеріальних витрат.

Через нагрівання турбіни у впускний колектор надходить гаряче повітря. Також через роботу системи рециркуляції газів, що відпрацювали, у впускний колектор надходять частки незгорілого палива або масляного туману. Це призводить до закоксовування дросельної заслінки, маслознімних кілець та впускних клапанів.

Щоб двигун завжди був у хорошому стані, автовласнику необхідно стежити за регламентом заміни масла і купувати мастильний матеріал високої якості. Причому витрата масла в турбованих моторах це природний ефект, який створює розпечена турбіна, особлива конструкція поршнів і високий момент, що крутить.

Для належної роботи двигуна як паливо рекомендується використовувати бензин з октановим числом не нижче 95 (не спрацьовуватиме датчик детонації). Ще однією особливістю двигуна з подвійним турбонаддувом є повільний прогрів, хоча це теж природний його стан, а не поломка. Причина в тому, що під час роботи ДВЗ сильно нагрівається, через що потрібна складна система охолодження. А вона заважає двигуну швидше виходити на робочу температуру.

Деякі з цих проблем усунуті в третьому поколінні моторів TSI EA211, EA888 GEN3. Насамперед це торкнулося процедури заміни ланцюга ГРМ. Незважаючи на колишній ресурс (від 50 до 70 тисяч кілометрів), замінити ланцюг стало трохи простіше та дешевше. Точніше, ланцюг у таких модифікаціях замінено ременем.

Рекомендації по експлуатації

Більшість рекомендацій щодо обслуговування двигунів TSI ті ж, що і для класичних силових агрегатів:

• Використовувати якісні мастильні та витратні матеріали;
• Вчасно проходити технічне обслуговування;
• Слідкувати за станом ланцюга ГРМ (або ременя, як у разі третього покоління моторів з подвійним турбонаддувом) та його натягувача;
• Заливати якісний бензин;
• Рідше використовувати спортивну їзду;
• Не намагатися різко набирати швидкість на коротких ділянках дороги, підвищуючи момент, що крутить, до максимуму на малих оборотах.

Якщо напружує довгий прогрів двигуна, то для прискорення цього процесу можна купити передпусковий підігрівач. Особливо ефективно цей пристрій для тих, хто часто використовує машину для коротких поїздок, а зими в регіоні затяжні та холодні.

Купувати машину з TSI чи ні?

Якщо автомобіліст шукає автомобіль для динамічного водіння з високою віддачею двигуна і невеликою витратою, то машина з двигуном TSI те, що потрібно. Такий автомобіль має чудову динаміку, подарує масу позитивних емоцій від швидкісної їзди. На додачу до згаданих переваг такий силовий агрегат не поїдає бензин зі швидкістю світла, як це притаманне багатьом потужним моторам з класичною конструкцією.

Купувати машину з TSI чи ні – це залежить від готовності автовласника платити за гідну динаміку за мінімальної витрати бензину. Насамперед йому потрібно бути готовим до дорогого обслуговування (що для більшості місцевостей недоступне через відсутність кваліфікованих спеціалістів).

Щоб уникнути серйозних проблем, потрібно виконувати три простих правила:

1. Вчасно проходити планове технічне обслуговування;
2. Регулярно міняти масло, використовуючи при цьому варіант, який рекомендує виробник;
3. Заправляти машину на перевірених заправках і не використовувати низькооктановий бензин.

Висновок

Отже, якщо говорити про перше покоління моторів TSI, то у них було багато недоліків, незважаючи на чудові показники економічності та продуктивності. У другому поколінні деякі недоліки були усунуті, а з виходом третьої генерації силових агрегатів їх стало дешевше обслуговувати. Так як інженери створюють нові системи, є ймовірність, що і проблема з високою витратою олії та ключовими несправностями агрегату буде усунуто.

Питання та відповіді:

Що означає напис TSI? TSI – Turbo Statified Injection. Це турбований двигун, в якому паливо розпорошується безпосередньо в циліндри. Цей агрегат - модифікація родинного FSI (у ньому немає турбонаддуву).

В чим різниця між TSI та TFSI? Раніше такими абревіатурами позначалися мотори з прямим упорскуванням, тільки TFSI був форсованою модифікацією першого. Сьогодні так можуть позначатися мотори зі спареним турбонаддувом.

Чим поганий двигун TSI? Слабкою ланкою такого двигуна є привід газорозподільного механізму. Виробник вирішив цю проблему встановленням зубчастого ременя замість ланцюга, але масло такий мотор, як і раніше, витрачає багато.

Який двигун кращий за TSI або TFSI? Це залежить від запитів автомобіліста. Якщо йому потрібен продуктивний мотор, але без надмірностей, то достатньо TSI, а якщо є потреба у форсованому агрегаті – буде потрібно TFSI.