0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Tsi двигатель какое топливо

Двигатель TSI и FSI

Наверняка каждый, кто задумывался о покупке немецких автомобилей Skoda или Volkswagen, задумчиво рассматривал аббревиатуру типа двигателя TSI, размышляя о том, в чем же заключается особенность этого силового агрегата.

На просторах России до сих пор существует много заблуждений по этому поводу. Некоторые считают, что данный тип двигателя работает на дизельном топливе, поскольку при меньшем удельном объеме, выдает, куда большее значение мощности в сравнении, к примеру, с простым турбированным двигателем. Но в действительности все иначе. Двигатель TSI, это далеко не дизель.

Демонстрационные стенды

Закрепить пройденный материал помогут демонстрационные стенды и наглядные пособия, позволяющие применить на практике теоретические знания. Использование оборудования и специальной техники в процессе обучения улучшает восприятие информации. Поэтому, данный метод широко используется техническими учебными заведениями.

ООО «Компания Наука плюс» предлагает большой ассортимент демонстрационных стендов, которые предназначены для изучения различных дисциплин. Конструкция стендов позволяет студентам быстро понять и запомнить принципы взаимодействия машин и механизмов, а также научиться диагностировать технику и исправлять поломки. Использование наглядных пособий упрощает подачу материала, обеспечивая высокий уровень знаний.

Преимущества нашей компании

ООО «Компания Наука Плюс» предоставляет своим клиентам широчайший ассортимент учебного оборудования, которое отличается высоким качеством и надежностью. В нашем каталоге вы найдете:

  • автомобильные тренажеры – универсальная учебная система по электрике автомобиля;
  • учебные стенды по пневматической тормозной системы автомобиля;
  • действующие учебные стенды cистем впрыска топлива Common Rail, TSI, FSI, MPI;
  • действующие учебные стенды системы торможения ABS-EDS-ASR-ESP, трансмиссии DSG;
  • действующие учебные двигатели MPI / FSI /TSI /TDI /;
  • агрегаты автомобиля в разрезе;
  • тренировочные пакеты по устройству и эксплуатации автомобиля .

Мы предоставляем

Мы работаем только с проверенными производителями учебного оборудования в России и за рубежом

«Компания Наука плюс» осуществляет полный цикл подготовки учебного оборудования к использованию в учебном процессе

Мы предоставляем гарантийное и постгарантийное обслуживание оборудования по льготным тарифам

«Компания Наука плюс» работает только с сертифицированным оборудованием и гарантирует своевременную доставку

Возможность совместной разработки и создания нового учебного оборудования по техническому заданию Вашего учебного заведения

Наши специалисты в любой момент готовы ответить на вопросы, касающиеся эксплуатации учебного лабораторного оборудования

Наши награды:

Поставщик учебного оборудования для учреждений общего среднего, начального, среднего профессионального и высшего профессионального образования

Особенности конструкции и работы двигателя TSI

Основная особенность большинства силовых агрегатов линейки – двойная система нагнетания воздуха. В ней устанавливаются стандартный турбокомпрессор, приводимый в движение за счет потока отработанных газов и механический нагнетатель, с ременным приводом от коленвала.

Конструкция и работа мотора с двойным наддувом

Комбинация устройств нагнетания воздуха предназначена для получения номинального момента в практически в полном диапазоне скоростей вращения.

Механический нагнетатель представляет систему из двух роторов, размещенных в одном корпусе. Направления вращения роторов противоположны (система типа Roots). Первый обеспечивает принудительное всасывание воздуха из трубопровода, второй – его сжатие и нагнетание во впускной коллектор. Параллельно нагнетателю установлена заслонка, обеспечивающая регулирование давления в контуре.

Система, кроме непосредственно компрессоров (турбины и механического) включает

  • набор датчиков измеряющих давление в трубопроводе всасываемого воздуха, впускном коллекторе, давление наддува;
  • управляющих исполнительных механизмов.

К последним относятся:

  • Магнитная муфта для включения и выключения механического нагнетателя. Сигнал управления подается от БУ. При его наличии напряжение поступает на катушку, подвижный сердечник перемещает фрикционный диск, передающий вращающее усилие от шкива на ротор компрессора. Нагнетатель остается в работе до тех пор, пока не будет снят сигнал управления.
  • Серводвигатель, служащий для управления регулирующей заслонкой. Если заслонка закрыта, весь поток воздуха проходит через нагнетатель. При повороте заслонки часть сжатого воздуха с выхода компрессора поступает на вход, что приводит к снижению давления наддува. Если компрессор отключен, заслонка переводится в полностью отрытое положение.
  • Клапан ограничения давления предназначен для управления перепускным клапаном, регулирующим давление наддува от турбины. Срабатывает он в случае, когда поток выхлопных газов раскручивает турбокомпрессор, и в контуре создается избыточное давление наддува. В этом случае сигнал от клапана ограничения поступает на вакуумный привод перепускного клапана, последний открывается, направляя часть потока отработанных газов мимо турбины.
  • Клапан рециркуляции работает при закрытой дроссельной заслонке (принудительный холостой ход). Его задача – предотвратить нагнетание воздуха в пространстве между выходом турбокомпрессора и заслонкой.
Читать еще:  График работы двигателя мерседес

Принцип работы системы

Система двойного нагнетания воздуха работает в нескольких режимах (в зависимости от числа оборотов двигателя):

  1. Безнаддувный – холостой ход, скорость до 1000 об/мин. В этом режиме на магнитную муфту не подается управляющий сигнал, механический нагнетатель не включается, установленная параллельно ему регулирующая заслонка открыта полностью. Поток отрабюотанных газов не может раскрутить турбину до скоростей, обеспечивающих нагнетание.
  2. Механический наддув. Режим характерен для частоты вращения вала вала в диапазоне от 1000 до 2400 об/мин. В этом режиме подается сигнал на магнитную муфту, включающую механически нагнетатель. Сервопривод закрывает регулирующую заслонку. Растет число оборотов турбины, обеспечивая незначительное дополнительное сжатие воздуха. Давление нагнетания составляет порядка 0.17 МПа.
  3. Двойной наддув от механического и турбокомпрессора (скорость вала 2400-3500 об/мин). Основное давление нагнетания создается турбиной, получающей достаточную энергию от потока выхлопных газов. Механический нагнетатель вступает в работу при резком увеличении нагрузки, например, при значительных ускорениях и обеспечивает дополнительное сжатие. Давление нагнетания составляет до 0.25 МПа.
  4. Турбонаддув (3500 об/мин и выше). Энергии отработанных газов достаточно, чтобы турбина создавала необходимое давление наддува. Механический нагнетатель не работает (заслонка полностью открыта). Давление составляет около 0.18 МПа.

За счет такой комбинации устраняется характерный для турбированных моторов т.н. «эффект турбоямы», когда на низких оборотах энергии выхлопных газов недостаточно, чтобы турбокомпрессор обеспечивал необходимое давление нагнетания.

Силовые агрегаты TSI без механического нагнетателя

Для двигателя TSI Volkswagen без механического нагнетателя используется практически традиционная схема с одним трубокомпрессором. При этом конструкция турбины оптимизирована для получения высокого крутящего момента в широком диапазоне скоростей вала (практически от 1.5 тыс. до 4 тыс. об/мин). Достигается это за счет благодаря значительному низкому моменту инерции вращающихся деталей – за счет применения материалов, снижающих вес рабочего колеса и уменьшения его наружного диаметра без потери эффективности производительности.

Принцип работы двигателя сохранил классический вариант регулирования давления нагнетания с перепускным клапаном. Основной особенностью системы стало применение отдельного контура жидкостного охлаждения нагнетаемого воздуха (в системах с двойным наддувом используется воздушное охлаждение). При этом охладитель (радиатор из алюминиевых пластин с трубками для подачи охлаждающей жидкости) размещен непосредственно во входном коллекторе.

Система впрыска

Для двигателя TSI Shkoda, Volkswagen, Seat и TFSI Audi реализована система непосредственного впрыска топлива (в обозначениях производителя Stratified Injection – послойный впрыск). Фактически, она является аналогом системы GDI (Gasoline Direct Injection – непосредственный впрыск бензина), впервые примененной на авто японского производителя Mitsubishi.

Основным достоинством считающейся наиболее прогрессивной системы для бензиновых моторов является значительное сокращение расхода топлива (может достигать 15%) при снижении в выхлопе концентрации опасных веществ.

Устройство системы

В состав системы входят 2 контура:

  1. Низкого давления (давление 0.05-0.5 МПа) – топливный бак с установленным топливным насосом, фильтр и датчик низкого давления.
  2. Высокого давления.

В контур высокого давления входят:

  • Топливный насос высокого давления (ТНВД). Устройство обеспечивает подачу топлива под давлением от 3 до 11 МПа на топливную раму и далее в форсунки. Насос плунжерного типа, приводится от распредвала ГРМ, работающего на впускные клапаны.
  • Регулятор давления предназначен для дозировки подачи.
  • Датчик высокого давления передает информацию в БУ, который формирует сигнала на управление ТНВД и регулятором.
Читать еще:  Асинхронный двигатель 380 характеристики

Работа системы

Хотя в названии системы используется только термин «послойный впрыск», она обеспечивает, в зависимости от режима работы силового агрегата, несколько видов образования топливо-воздушной смеси:

  • Послойное, характерно для работы двигателя в бОльшей части диапазона – на средних и малых скоростях. При этом дроссельная заслонка открыта практически полностью, впускные — закрыты. Нагнетаемый в камеры сгорания воздух, за счет высокой скорости, образует вихрь. Впрыск топлива производится на конечном отрезке такта сжатия. При этом в области искрового промежутка свечи образуется ограниченный объем обогащенной смеси (коэффициент избытка воздуха – 1.5-3). Вокруг очага воспламенения остается объем несмешанного с топливом воздуха, обеспечивающий теплоизоляцию.
  • Стехиометрическое гомогенное (легковоспламеняемое однородное) для значительных нагрузок и скоростей вала. Заслонки — открыты, как дроссельная (в соответствии с нажатием педали газа), так и впускные. Топливо подается на такте впуска. В результате образуется однородная топливо-воздушная смесь с коэффициентом запаса воздуха 1. Сгорание происходит во всем объеме камеры
  • Обедненное гомогенное для промежуточных режимов работы. Образование смеси происходит при полном открывании дроссельной при закрытых впускных заслонках на такте впуска. Коэффициент избытка воздуха 1.5, в смесь может добавляться часть (до 25%) отработанных газов.

В результате работы в нескольких режимах смесеобразования достигается необходимое для каждого режима работы двигателя качество смеси и ее сгорание, что повышает КПД двигателя, обеспечивает экономию топлива и снижение содержания вредных веществ в отработанных газах, дает некоторый прирост мощности.

Революционная инновационная технология

Сегодня Volkswagen является единственным производителем, осуществляющим серийную установку двигателей такого типа, оснащённых удвоенным наддувом в комплексе с поэтапным впрыском, в автомобили собственного производства. Размещение компрессора и турбонагнетателя делает силу давления, с которой происходит наддув, больше. То есть двигатель с рабочим объёмом в 1,4 л в состоянии развить до 125 кВт (или 170 л. с.), что является рекордом в автомобилестроении среди двигателей на четырёх цилиндрах.

Экономия бензина благодаря сниженной массе. Новые модели двигателей TSI благодаря ряду усовершенствований имеют вес на 14 кг меньше по сравнению с двигателями этого же типа, оснащёнными системой двойного наддува. К инновациям относится: конструкторская оптимизация головки блока и облегчённый вес её крышки, снижение веса на 304 грамма всех распределительных валов.

Видео о работе ДВС с турбонаддувом:

Вполне логично, что сложность конструкции и усовершенствования двигателей повлияли и на его стоимость. Однако незначительное подорожание в полной мере компенсируют повышенные показатели мощности и снижение количества потребляемого топлива.

Плюсы и минусы

Благодаря своей конструкции двигатель TSI имеет немало преимуществ. Среди них:

  • высокая производительность двигателя при небольшом объеме;
  • хорошая тяга уже на низких оборотах;
  • экономичность (расход 7,2 л);
  • компактность и небольшой вес (вес снижен на 14 кг);
  • возможности тюнинга и форсирования;
  • экологичность (меньше объем выбросов углекислого газа).

Но при всех достоинствах есть и свои недостатки. Особенно это касается двигателей EA 111 и EA888 Gen 2:

  • большой расход масла (замена масла после 7,5-10 тыс. километров пробега);
  • растягивание цепи ГРМ и обрыв;
  • высокое требование к качеству масла и к качеству топлива;
  • медленный прогрев двигателя.

Особенности устройства и их влияние на характеристики двигателя

Вторая турбина

Двигатель TSI в разобранном виде

По сравнению с обычным (атмосферным) двигателем, турбированный имеет улучшенные мощностные характеристики и является более экономичным.

Вообще, турбонаддув позволяет «втиснуть» в камеры сгорания большее количество воздуха и тем самым улучшить их наполнение топливной смесью. Обычная турбина приводится во вращение выхлопными газами – её ведущие лопасти расположены в выпускном коллекторе. Ведущие лопасти соединены валом с ведомыми, установленными во впускном коллекторе и осуществляют нагнетание воздуха.
По сравнению с обычным (атмосферным) двигателем, турбированный имеет улучшенные мощностные характеристики и является более экономичным. Но такому двигателю присущ такой недостаток, как провал при резком ускорении – так называемый эффект турбоямы. Объясняется он инертностью турбинных колёс.
Установка же второй турбины, приводящейся во вращение от шкива коленвала, позволяет убрать эффект турбоямы. При этом второй нагнетатель работает постоянно лишь на малых и средних оборотах – на больших он включается в работу только при увеличении нагрузки – при обгоне, движении на подъём и т.д., то есть, работает «на подхвате».
Вывод: вторая турбина улучшает динамику разгона, особенно это заметно при наборе оборотов «с низов». Кроме того, в сочетании с другими нововведениями, двигатели TSI обладают высокой мощностью при небольших рабочих объёмах – и всё это не в ущерб экономии топлива.

Читать еще:  Что такое дисбаланс двигателя

Жидкостное охлаждение воздуха

Схема охлаждения воздуха двигателя TSI

Применение двух турбин позволяет добиться не только увеличения нагнетаемого воздуха, но и сформировать вихревые потоки оптимальным образом.

На дизельных моторах воздух, поступающий в камеры сгорания, охлаждается интеркулером – теплообменником, устанавливаемом во впускном тракте. Делается это также с целью «втиснуть» в камеры сгорания как можно больше воздуха – любой охлаждённый газ имеет большую плотность.
Обычно интеркулер представляет собой радиатор, но вместо жидкости по нему проходит воздух. На двигателях TSI интеркулер имеет ещё и жидкостное охлаждение – к нему подводятся патрубки от основной системы охлаждения. Таким образом улучшается теплообмен и воздух, предназначенный для образования топливной смеси, лучше охлаждается. Впрочем, новшеством это назвать можно лишь применительно к бензиновым моторам – на дизельных агрегатах жидкостные интеркулеры – не новинка.
Вообще, двигатели TSI на данный момент сочетают в себе все проверенные ранее улучшения систем питания бензиновых моторов, включая и непосредственный впрыск топлива в камеры сгорания. Применение же двух турбин позволяет добиться не только увеличения нагнетаемого воздуха, но и сформировать вихревые потоки таким образом, чтобы распыление топлива было более «тонким» и «взрывоопасным».

Как устроен мотор системы FSI

Силовые установки с технологией FSI сегодня устанавливаются практически во всех транспортных средствах крупных автоконцернов. Это высокоэффективная система значительно увеличивает возможности обычного двигателя. В своем классе данные моторы имеют лучшую динамику разгона. Одно из ее основных достоинств – экономия топлива до 25%. Объем таких моторов колеблется в промежутке 1.4-5.2 литра.

Топливная система FSI в этом агрегате сконструирована аналогично дизельным двигателям: топливный насос мощно нагнетает топливо в рампу. Впрыск топлива, управляемый системой электромагнитных клапанов, осуществляется при помощи форсунок. Открытие каждой из форсунок осуществляется после подачи сигнала центральным блоком управления. Фаза функционирования при этом зависит от двух условий: от оборотов и нагрузки двигателя.

Также мотор с FSI отличается от обычного агрегата следующим:

  • Кислород поступает в агрегат через заслонку, контролирующую подачу топлива. Смесь превращается в однотипную, при этом топливо практически сразу сгорает.
  • FSI гораздо выше по показателям разгона, экономичности, экологичности.
  • В форсунках предусмотрено шесть отверстий, через которые равномерно распыляется топливная смесь.

Кроме этого, распредвал в двигателях с FSI поворачивается на 41°, обеспечивая лучшую тягу во время движения на 1 и 2 скоростях. Отработанные выхлопные газы проходят через систему, что существенно снижает выброс вредных веществ.

По мнению специалистов и пользователей, силовые установки, функционирующие с технологией FSI, более усовершенствованные и рекомендуются для эксплуатации.

Их отличает среди прочих моторов следующее:

  • Увеличение мощности.
  • Улучшение динамики.
  • Уменьшение расхода топлива.
  • Уменьшение выбросов выхлопных газов в атмосферу.

Также позитивной стороной двигателя FSI является наличие 2-хконтурного впрыска горючего. Процесс происходит следующим образом: с первого контура топливо поступает под высоким давлением, со второго – под низким.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector