Двигатели tsi от volkswagen

TSI

Производитель моторов TSI является немецкий моторостроительный завод VGA. Двигателями ТСИ (как их некоторые называют) оснащают Audi, Skoda (Октавия и др), Volkswagen (Фольксваген), Seat (Сеат) и другие европейские марки.

В основу моторов TSI был взят атмосферный ДВС FSI с принудительным впрыском, по-английски Fuel Stratified Injection — впрыск топлива слоями.

Для марок автомобилей Ауди двигатель обозначается не TSI, а TSFI. Но сами двигатели одинаковы.

Работы по созданию двигателей с подачей воздуха современными турбинами начались в конце 90-х годов. К 2005 году такие силовые агрегаты для легковых машин сильно распространились и были уже на слуху.

Аббревиатура TSI принадлежит компании Фольксвагент, а сам первый двигатель TSI компании Ауди.

1.4 TSI с двойным нагнетателем

Варианты двигателя развивают мощность от 138 до 168 л.с., при этом абсолютно идентичны по механической части, различие лишь в мощности и крутящем моменте, которые определяется настройками прошивки блока управления. Рекомендуемое топливо  — 95 для менее мощных и 98 для более мощных, хотя допускается и АИ-95, но расход топлива будет чуть больше, а тяга на низах меньше.

График зависимости крутящего момента и мощности от оборотов на двигателях 103 кВт и 125 кВт

Клиноременной привод

В конструкции предусмотрено два ремня: один предназначен для насоса охлаждающей жидкости, генератора и работы климатической установки, второй отвечает за компрессор.

Цепной привод

Приводят в действие распредвал и масляный насос. Привод распредвала натягивается специальным гидравлическим натяжителем. Привод масляного насоса приводится в действие подпружиненным натяжителем.

Блок цилиндров

При изготовлении используется серый чугун во избежание разрушения деталей конструкции, т.к. высокое давление в цилиндрах создает серьезные нагрузки. По аналогии с FSI-двигателями блок цилиндра выполнен в стиле open-deck (стенка блока и цилиндры без перемычек). Такая конструкция устраняет проблемы с охлаждением и оптимизации расхода масла.

КШМ

Кривошипно-шатунный механизм также претерпел изменения по сравнению со старыми двигателями FSI. Так, коленчатый вал более жесткий, что снижает шум от двигателя, диаметр поршневых колец стал больше на 2 мм, чтобы выдерживать возросшее давление. Шатун выполнен по схеме крекинга.

ГБЦ и клапаны

Головка блока цилиндров не претерпела значительных изменений, а вот возросшая температура охлаждающей жидкости и большие нагрузки заставили внести изменения в выпускные клапаны в сторону увеличения жесткости и оптимизации охлаждения. Данная конструкция понижает температуру отработавших газов на 100 градусов.

Схема работы двойного наддува

В основном работу по наддуву выполняет турбонагнетатель, если требуется повысить вращающий момент, активируется механический компрессор посредством магнитной муфты. Такой подход хорош, т.к. способствует быстрому увеличению мощности, развитие высокого момента вращения на низах.

Устройство механического компрессора

Кроме того, компрессор не зависит от внешних систем охлаждения и смазки. К недостаткам можно отнести снижение мощности двигателя во время включения компрессора.

Диапазон работы компрессора от 0 до 2400 оборотов (синий диапазон 1), затем он включается в диапазоне 2400-3500 (диапазон 2), если требуется стремительное ускорение. В итоге это исключает турбояму.

Турбонагнетатель работает на основе энергии отработавших газов, выдавая высокий КПД, но требует серьезного подхода к охлаждению, т.к. создает высокую температуру (зеленый диапазон 3).

Система подачи топлива

Система охлаждения

Интеркулер

Система смазки

Схема работы системы смазки. Желтый цвет — всасывание масла, коричневый — прямой маслопровод, Оранжевый — обратный маслопровод.

Система впуска

Особенности конструкции

Производитель заостряет внимание на следующих особенностях мотора:

• Система двойного наддува с турбонагнетателем и механическим компрессором, который работает на низких оборотах (до 2400 об/мин), увеличивая крутящий момент. При частоте вращения двигателя чуть выше холостого хода нагнетатель с ременным приводом обеспечивает давления наддува в 1,2 бар. Максимальная эффективность турбокомпрессора достигается на средних оборотах. Применяется на модификациях двигателя с мощностью более 138 л.с.;
• Блок цилиндров выполнен из серого чугуна, коленчатый вал – кованый стальной конической формы, а впускной коллектор – из пластмассы и охлаждает воздух наддува. Расстояние между цилиндрами – 82 мм;
• Головка цилиндра из литого алюминиевого сплава;
• Пальцы двигателя с автоматической компенсацией зазора в гидроклапане;
• Термоанемометрический датчик массового расхода воздуха;
• Корпус дроссельной заслонки легкосплавный, с электронным управлением Bosch E-Gas;
• Газораспределительный механизм – DOHC;
• Гомогенный состав топливно-воздушной смеси. Во время запуска двигателя на впрыске создается высокое давление, образование смеси происходит слоями, а также прогревается катализатор;
• Цепь газораспределительного механизма необслуживаемая;
• Фазы распредвала регулируются бесступенчатым механизмом, плавно;
• Система охлаждения – двухконтурная, также регулирует температуру воздуха наддува. В версиях мощностью 122 л.с. и меньше – интеркулер жидкостного охлаждения;
• Топливная система снабжена насосом высокого давления с возможностью ограничения до 150 бар и регулировкой объема подачи бензина;
• Масляный насос с приводом, роликами и предохраняющим клапаном (Duo-Centric);
• ЭСУД — Bosch Motronic MED.

С выходом семейства двигателей E211 на заводе Skoda стали производить измененную версию двигателя 1.4 TFSI Green tec мощностью 103 квТ (140 л.с.), максимальный крутящий момент 250 Нм при 1500 об/мин. Модель для США имеет маркировку CZTA и развивает мощность 150 л.с, на чилийском рынке маркируется как CHPA — модификация мощностью 140 л.с. или CZDA (150 л.с.).

Отличия в новой легкой конструкции из алюминия, встроенный в ГБЦ выпускной коллектор и зубчатый ременной привод для верхнего распределительного вала. Отверстие цилиндра уменьшено на 2 мм и составило 74,5 мм, а ход увеличен до 80 мм. Изменения способствовали увеличению крутящего момента и добавлению мощности. Выпускная система из чугуна, включает один каталитический нейтрализатор, два нагретых кислородных лямбда-датчика, контролирующих выхлопные газы до и после катализатора

Обозначения турбированных двигателей

В 2004 г VAG начал выпуск двигателей с прямым впрыском топлива (FSI — Fuel Stratified Injection), оснащенных турбокомпрессором. Для нового силового агрегата появилась и новая аббревиатура – TFSI (Turbocharged Fuel Stratified Injection – турбонаддув, послойный впрыск топлива). Она до сих пор используется на автомобилях концерна Audi, также входящего в группу VAG.

В 2006 г. свет увидел очередной модернизированный двигатель с двойной системой нагнетания воздуха – турбиной и механическим нагнетателем. Это нашло отражение в обозначениях – место «Turbocharged» заняло слово «Twincharged» (двойной наддув). Одновременно из него исчезло слово «Fuel», в результате чего и появилась аббревиатура TSI (Twincharged Stratified Injection – двойной наддув послойный впрыск).

С 2008 г. в линейку входят моторы без дополнительного контура нагнетания, оснащенные только турбиной. В связи с этим потребовалась очередная смена обозначений – на шильдиках осталась ставшая уже привычной аббревиатура TSI, но расшифровка ее теперь имеет вид Turbo Stratified Injection (турбо, послойный впрыск).

Соответственно сегодня двигатель TSI — это силовой агрегат с системой турбонаддува и принудительного впрыска топлива, с дополнительным контуром нагнетания воздуха или без него. Отличия TSI от TFSI сохранились только на шильдиках, фактически это одни и те же моторы, но для более консервативных автомобилей Audi сохранили и традиционное обозначение.

История двигателей TSI

История берет свое начало ещё в 2004 году, когда новый, по меркам того времени, атмосферный мотор с непосредственным впрыском (FSI) инженеры оснащают турбонагнетателем. На первых порах производства линейка этих двигателей получила индекс TFSI, однако чуть позже компания Volkswagen сократили название до TSI. А вот на автомобилях Audi данная линейка двигателей сохранила свое историческое название и по сей день.

Основным отличием двигателей серии TSI от остальных является наличие и турбины и нагнетателя одновременно. Появление на рынке первых автомобилей, оснащенных моторами TSI и TFSI, породило множество мифов и появилось множество скептиков, утверждающих о ненадежности конструкции и её нецелесообразности. Надо сказать, что есть определенная правда в словах скептиков, ведь есть известное всем изречение, которое гласит, что чем сложнее конструкция и чем больше в ней деталей, тем меньше уровень её надежности. Первые автомобили с двигателями TSI, увидевшие свет не могли похвастаться высокой надежностью и имели ряд проблем, связанных с механизмом ГРМ. Кроме того, TSI двигатели весьма капризны к качеству ГСМ и очень любят «кушать масло», что неудивительно, ведь масложор на турбированных автомобиля — обычное дело.

Как показывает неумолимая статистика — надежность силовых агрегатов линейки TSI (TFSI), а точнее их сопутствующих узлов, в действительности, занимает не самое высокое положение. Однако нет ничего идеального и капризность столь технологичных двигателей обусловлена другими положительными моментами, такими как:

• экономичность;
• экологичность;
• большая мощность и крутящий момент для небольшого объема двигателя;
• ровная «полка» момента и отличная внешнескоростная характеристика (ВСХ);
• небольшие габариты и вес всей конструкции двигателя.

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание двигателя TSI ничем не отличается от обслуживания обычного атмосферного силового агрегата. Необходима регулярная смена масла (через 10 тыс. км пробега) и проверка мотора TSI на предмет подтеканий моторного масла и охлаждающей жидкости.

Однако надежность работы этих двигателей сильно зависит от качества расходных материалов и соблюдения правил эксплуатации автомобиля. Например, использование некачественного бензина резко снижает моторесурс силового агрегата TSI (до 120 000 км). Ремонт же такого мотора достаточно сложен и требует немалых финансовых затрат.

Откуда берется высокий расход масла

Производитель допускает лить в двигатели EA888 масла с вязкостью , хотя в наших условиях возможно применение масел для бензиновых двигателей, в том числе с непосредственным впрыском с . Для отдельных моделей VAG (и исполнений двигателей) рекомендовано масло вязкостью 0W20 с допуском 508 00/509 00 (например, модели Audi A4 2.0, A5 2.0, A3 2.0). 
Вообще высокий расход масла на относительно свежих двигателях, как правило, берется из-за износа цилиндропоршневой группы. Причины износа могут быть очень разными: неверно подобранные смазочные материалы, эксплуатация автомобиля с низким уровнем масла, перегревы, большой пробег и другие причины и их комбинации. 
В двигателе EA888 высокий расход масла происходит из-за… масла и конструктивной особенности поршней. Ирония еще и в том, что конструктивные особенности в этом двигателе появились из-за стремления уменьшить угар масла из-за высоких экологических требований. В двух словах: толщина поршневых колец была уменьшена вместе с канавками, первое компрессионное кольцо получило весьма специфическую «торсионную» конструкцию, количество и диаметр дренажных отверстий из-за уменьшения колец, также был уменьшен. Это привело к формированию таких условий работы маслосъемного кольца, при котором он буквально вклеивалось в канавку масляным нагаром.

Проблема эта касается в основном автомобилей с двигателями 1,8 и 2,0 TFSI 2008-2012 годов выпуска или EA888 II поколения. EA888 третьего поколения начали выпускать в конце 2012 года (ноябрь-декабрь). Поршень в этих двигателях значительно доработали, увеличив толщину колец, изменив дренаж и даже диаметр пальца, соответственно изменив шатун.

При замене поршневой группы на обновленную, расход масла уходит. Интересен тот факт, что даже после достаточно продолжительной эксплуатации двигателя с залегшими кольцами не наблюдаются задиры и износ самого цилиндра, стенка цилиндра остается в идеальном состоянии.  
Проблема затронула не все автомобили и проявлялась на разных пробегах, как совсем скромных, так и под 200 000 км. Если обращение по проблеме было в гарантийный срок, вопрос без проблем решался гарантией, если после – увы, только за свои деньги. Стоимость замены поршневой группы на официальном сервисе составляет примерно 3500 у.е. Некоторые “гаражные специалисты” берутся за замену примерно от 1500 у.е. 
Один интересный нюанс по выбору автомобилей 2009-2012 года: многие знают о проблеме расхода масла, и это знание помогает зарабатывать нечистым на руку «перекупам». Первый вопрос, который должен возникнуть у человека, выбирающего VAG c двигателем EA888 – менялась ли на нем поршневая группа? Если ответ продавца «Да», то способа проверки его слов всего два: заказ-наряд на замену поршневой на руках (запись в единой базе ETKA, если ремонт делался у официалов) и замер расхода масла. Понятное дело, что второе – процедура длительная, занимает 2000-3000 км пробега и продавец вряд ли на это согласится. Значит, остаются заказ-наряды. Если клиент говорит, что якобы их «потерял», и нет возможности восстановить, то представьте себе картинку: клиент потерял подтверждение дорогостоящего ремонта, значительно влияющего на стоимость автомобиля при продаже. Такие заказ-наряды в рамочке на стене сохраняют до продажи. Если работы действительно выполнялись, должны быть какие-то подтверждения этим работам. Знание проблемы помогает выгоднее купить, а сложнопроверяемая ложь о решении проблемы позволяет выгодно продать.
Производитель допускает лить в двигатели EA888 масла с вязкостью 0W30, 5W30 c допуском VW 504 00/507 00. Для отдельных моделей VAG (и исполнений двигателей), рекомендовано масло вязкостью 0W20 с допуском 508 00/509 00 (например, модели Audi A4 2.0, A5 2.0, A3 2.0).

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.

Сравнение двигателей TDI и TSI

На автомобили Toaureg в разных комплектациях устанавливают дизели TDI и бензиновые агрегаты TSI. Какую комплектацию выбрать? Сравним их плюсы и минусы.

Достоинства и недостатки TDI

Основным преимуществом TDI двигателя является невероятно высокий КПД, составляющий 45%. На текущий момент это наивысший показатель, достигаемый автомобильными дизелями. В пользу этого двигателя говорят и экологические характеристики – содержание продуктов горения в выхлопе удалось сократить до минимума. К тому же это очень малошумный агрегат, особенно по сравнению с установками равной мощности.

Что касается недостатков, то они характерны для всех дизелей. По показателю мощности на литр они традиционно проигрывают бензиновым моторам, при этом отличаются относительно большим весом и габаритами. Кроме того, уровень шума более высок, чем у TSI, хотя стоит заметить, что это отличие невелико.

Достоинства и недостатки TSI

Классический бензиновый мотор с двойным турбинным наддувом TSI обладает повышенной мощностью по сравнению со стандартными моделями, причём разница достигает 10-15%. Конструкция позволяет избегать провалов по мощности, а благодаря двойной компрессии достигается максимальная эффективность сжигания топлива.

К недостаткам TSI относят, прежде всего, чрезвычайно сложную конструкцию двойной системы компрессии. Помимо повышенной стоимости самого двигателя, это удорожает его ремонт и обслуживание.

Выбирая между TDI и TSI, вы фактически отдаёте предпочтение либо тихой и лёгкой бензиновой машине, либо тяжёлому и мощному дизелю. Показатели мощности и расхода топлива у них примерно равны, а следовательно, выбор той или иной модификации Toaureg – не более чем личные предпочтения.

Немного техники

Показанный в 2005 году 1.4 TSI / 170 л.с. (ЕА111) стал для своего времени революционным. Непосредственный впрыск топлива, четыре клапана на цилиндр, двойной наддув с помощью турбонагнетателя и компрессора типа Roots (позволило получить высокий крутящий момент в самом «низу» и избежать, так называемого турбо лага). К этому стоит добавить цепной привод ГРМ, систему регулирования фаз газораспределения и промежуточный охладитель воздуха (интеркулер).

В 2006-2007 году предложение было дополнено версиями мощностью 122, 125 л.с. (только турбина) и 140-150 л.с. (турбина + компрессор). Компрессор Twincharger управлялся электромагнитной муфтой, объединенной с водяным насосом.

Двигатель 1.2 TSI (EA111) появился в 2009 году и, в отличие от 1.4 TSI, имел один распредвал (OHC, 8V), а наддув осуществлялся только турбонагнетателем.

Семейство ЕА211 с ременным приводом ГРМ вышло в свет в 2012 году. Новые двигатели 1.4 TSI опционально оснащались системой отключения цилиндров (COD или ACT) и сажевым фильтром (с 2017 года).

В ассортименте присутствовали и версии, работающие на природном газе (ЕА 111 и 211), а также, использующиеся в гибридных установках – ЕА211 в A3 e-tron и Volkswagen Passat GTE.

В зависимости от производителя двигатели 1.2 / 1.4 TSI EA111 и EA211 имеют различные маркировки – TSI в VW, Skoda и Seat, а TFSI в Audi.

Примечательно, что двигатели семейства ЕА111 производились параллельно с ЕА211 до 2015 года.

Проблемы и недостатки двигателей 1.4 TSI

1 . Растяжение цепи ГРМ, проблемы с натяжителем. Самый распространенный недостаток 1.4 TSI, появляющийся при пробегах от 40-100 тыс. км. Треск в двигателе его типичный симптом, при появлении подобного звукового сопровождения, стоит ехать на замену цепи ГРМ. Во избежание повторения, не стоит оставлять автомобиль на уклоне на передаче.2 . Не едет. В данном случае проблема, скорей всего, кроется в перепускном клапане турбокомпрессора или клапане управления турбиной, проверяйте и все наладится.3 . Троит, вибрация на холодную. Особенность работы двигателей 1.4 TSI, после прогрева данные симптомы уходят. Кроме того моторы VW-Audi TSI долго прогреваются и любят понемногу есть качественное масло, но проблема не столь критична. При своевременном обслуживании, использовании качественного бензина, спокойной эксплуатации и нормальном отношении к турбине (после движения дать поработать 1-2 минуты), мотор отъездит довольно долго, ресурс двигателя Volkswagen 1.4 TSI составляет более 200000 км.

Прогресс на месте не стоит, и в 10-х годах XXI века турбомотором с непосредственным впрыском никого не удивишь, технологии постепенно отрабатываются, ошибки исправляются… И вот уже на смену ЕА111 пришли моторы следующей линейки ЕА211 – именно ими оснащается большинство современных машин концерна Volkswagen. Судя по первым отчётам «сто- и «двухсоттысячников» из числа владельцев, а также по отзывам мастеров, серия получилась более удачной. И о ней далее.

Если 1,4 TSI CAXA не «едет»

Бывает, что 1,4-литровый мотор перестает выдавать максимальную мощность. При чем случается это довольно неожиданно: водитель разгоняет машину, выжимая газ в пол на всех передачах, а по достижении максимальных оборотов тяга резко пропадает и больше не возвращается. Также возможны и такие симптомы, как неравномерная тяга при разгоне (разгон рывками) или падение мощности мотора при езде под горку. Правда, если заглушить мотор и завести его снова, силы к мотору могут вернуться.

Причина такого поведения кроется в заедании штока перепускного клапана «вестгейта», который устанавливающийся в выпускном коллекторе перед турбиной. Когда обороты двигателя, а соответственно давление выхлопных газов и обороты колеса турбины, возрастают открывается обходной клапан, через который газы идут мимо турбинного колеса. Если этот клапан будет открываться неравномерно, заедать или будет неплотно закрываться, то возникают проблемы с управлением производительностью турбины (она просто не создает достаточного давления наддува), что приводит к описанным выше симптомам.

Обслуживание и эксплуатация

Замену масла следует производить раз в 7500-8000 километров, несмотря на то, какие интервалы предусмотрены автопроизводителем. Также следует внимательнее к этому относиться при условии тяжелых условий эксплуатации. Например, частое стояние в пробках. Если приходится в них проводить по несколько часов в день, двигатель работает много, при этом километраж набегает небольшой. Летом ситуация усугубляется высокими температурами.

Учитывая проблемы с расходом масла, регулярно проверяйте масляный щуп. При первых симптомах снижения уровня не поленитесь провести диагностику и выявить причину — это может уберечь от серьезных последствий и дорогостоящего ремонта. Также проверяйте уровень охлаждающей жидкости, по возможности прочищать впускные клапаны.

Что касается турбины, здесь не требуется установки турботаймера, т.к. дополнительная помпа охлаждает ее и после заглушения мотора, однако рекомендуется после поездки с высокими нагрузками на двигатель одну минуту подождать перед глушением (это в целом для всего мотора).

Несмотря на декларируемый длинный срок службы свечей зажигания их рекомендуется менять каждые 30 тысяч. Периодически следует проверять дроссель и форсунки на загрязнения и при необходимости чистить. Своевременная чистка форсунок предупредит пропуски зажигания (в основном на первом и третьем цилиндрах).

Длительная езда на скоростях более 180 км/ч может вызвать перегрев (это касается любых турбо-моторов). А вот интенсивный разгон приветствуется, т.к. двигатель любит высокие обороты.

При условии соблюдения всех правил ресурс двигателя 1.8 TSI до капитального ремонта может составить более 200 тысяч километров, после чего потребуется обязательный ремонт ГБЦ и замена поршневых колец.