Двигатели FSI (Fuel Stratified Injection) от Volkswagen — это силовые агрегаты автомобилей, созданные по инновационным технологиям, в которых впрыск топлива производится прямо в камеру сгорания. Данная технология подачи топлива имеет значительное превосходство перед другими системами подачи топлива. На сегодняшний день наиболее удачными двигателями FSI являются моторы концерна Volkswagen.
Единственная модель Volkswagen, которая комплектуется FSI — Touareg. Этот тип двигателя не самый популярный на автомобилях Volkswagen, в отличии от TSI или MPI. На , Passat СС, устанавливают сейчас (2016 года) только двигатели типа TSI. На Golf и кроме TSI устанавливают также MPI-двигатели.
Работа двигателя FSI заключается в том, что при помощи насоса высокого давления бензин поступает сразу в камеру сгорания. Впрыск бензина осуществляется специальными форсунками, которые имеют шесть отверстий. Калиброванные отверстия обеспечивают равномерное распределение бензина по всей камере сгорания. Смешивание бензина с воздухом производится с помощью управляемых воздушных заслонок. Благодаря такой технологии получается однородная топливовоздушная смесь, которая дает максимальный эффект при сгорании. Применение такой технологии в двигателях FSI, делает их наиболее безопасными и экологичными.
Наличие электронных систем позволяет подавать в цилиндры точное количество топлива, объем которого зависит от режима работы двигателя. Имеется еще одна особенность двигателя FSI, которой нет в других типах двигателей — наличие функции двойного впрыска, при которой производится распределение топливной смеси между тактами впрыска и сжатия. Такая функция становится очень полезной во время пуска двигателя в зимнее время. Производится обогащение топливной смеси, оно производится до полного нагрева двигателя и каталитического нейтрализатора.
Важным элементом двигателя является насос высокого давления, приводом для которого служит четырехсторонний кулачек, расположенный на распределительном вале выпускных клапанов. Основным отличием двигателя FSI является то, что у него нет турбины, как, к примеру, в двигателе TSI. Также эти двигатели являются более экономичными, динамичными и экологически безопасными.
Топливная система
В двигателе имеется две схемы движения бензина — контур с низким и контур с высоким давлением.
Детали контура низкого давления:
- Бак для бензина.
- Бензиновый насос.
- Фильтрующий элемент для очищения топлива.
- Клапан сброса излишнего топлива.
- Регулятор давления бензина.
Контур низкого давления осуществляет подачу бензина от топливного бака с к топливному насосу высокого давления (ТНВД) в требуемых объемах.
Детали контура высокого давления:
- ТНВД.
- Топливопровод.
- Распределяющий топливопровод.
- Датчик контроля давления.
- Предохранительный клапан.
- Форсунки.
Данный контур обеспечивает подачу бензина в камеры сгорания мотора. Давление в этой цепи составляет 10...11 Мпа.
Поддержание требуемого давления впрыска обеспечивается топливным насосом высокого давления. Привод насоса осуществляется от четырехстороннего кулачка расположенного на распределительном вале выпускных клапанов. Благодаря такой компоновке уменьшается требуемая рабочая нагрузка, увеличивается точность подачи. Смешивание бензина с воздухом производится непосредственно в камере сгорания (в инжекторных и карбюраторных двигателях этот процесс производится во впускном коллекторе). Прямая подача бензина в камеру позволяет добиться его полного сгорания, что в свою очередь значительно сокращает выброс токсических веществ в атмосферу.
Преимущества двигателя FSI
Двигатель FSI имеет ряд положительных характеристик, которые выгодно отличают его от двигателей других систем.
- Благодаря наличию электромагнитного клапана очень точно определяется момент подачи топлива в цилиндр.
- Данная система обеспечивает хорошие тяговые показатели на средних и малых оборотах.
- Сравнивая экономические показатели двигателя FSI с другими типами моторов, экономия бензина доходит до 25%.
- Выхлопные газы неоднократно проходят процесс рециркуляции, это понижает их токсичность.
Недостатки двигателя FSI
Такой двигатель имеет прямой впрыск топлива, а значит, является очень требовательным к качеству топлива. Высокие требования предъявляются также и к используемым топливным фильтрам, которые должны быть надлежащего качества и меняться в соответствии с инструкциями к автомобилю.
FSI — это атмосферные бензиновые двигатели концерна Volkswagen, которые устанавливались на модели Audi, Volkswagen, Skoda и Seat. Потом немцы придумали и решили добавить, усовершенствовать эту линейку двигателей и добавили туда турбонаддув, в итоге аббревиатура изменилась и стала называть TFSI и TSI.
Простое отличие — TFSI/TSi — моторы с турбиной, а FSI — без. При этом, VAG производил FSI и с турбиной, и у таких моторов была соответствующая надпись — Turbo FSI.
Из линейки FSI — только один мотор до сих пор устанавливают на Туарег, это 3.6-литровый V6. Остальные моторы не выпускаются уже с 2009 года, так как технически устарели. И их заменили атмосферные двигатели концерна VAG MPI, которые ставятся на модели Skoda.
Линейка моторов FCI состояла из агрегатов объемом 1.4, 1.6, 2.0, 2.8, 3.2, 3.6, 4.2 литра.
В целом двигатели FSI надежные, но так как им уже не мало лет, а машин с приличное количество, владельцы порой испытывают проблемы. И они у всех разные, все зависит от конкретного экземпляра.
Самые беспроблемные моторы 1.4, 1.6 и 2.0 литра. Хотя и с ними бывают неполадки, например заливает свечи, однако, такое встречается далеко не у каждого, да и стоит понимать с любым другими мотором такое также возможно.
Еще на FSi встречается не стабильная работа на холостых, мотор требователен к качеству топлива. Обычно это решается заменой мембраны, выбором качественной заправочной станции или заменой прокладки клапанной крышки.
Более сложными и дорогостоящими в обслуживании и ремонта являются двигатели больших объемов — 2,8, 3,2, 3,6 и 4,2 литра. Во-первых это моторы не с четырьмя цилиндрами, а с 6-ью и 8-ми, и соответственно, вам придется менять не четыре свечи, а больше. Тоже самое и с маслом, лить туда его придется больше, да и масложор встречается не редко.
Еще один нюанс таких объемных моторов — это не удачное сочетание АКПП, а ведь эти ДВС идут только с коробкой автомат. Владельцы жалуются на частые пинки. И расход топлива более высокий, по сравнению с меньшими объемами.
Конкретно у двигателя 3.2 FSI — случаются задиры цилиндров и он считается одним из самых проблемных ФСИ-моторов. Еще и цепь растягивается достаточно часто. Поэтому многие эксперты отговаривают от покупки такого авто, но если вы решите приобретать проверьте эндоскопом.
В целом стоит понимать, что эти моторы не выпускаются уже почти 10 лет, кроме 3.6 FSI на Туареге, поэтому и пробеги у них будут большие и проблемы какие-то выстрельнут.
Однозначно утверждать в том, что тот или иной мотор плохой или хороший нельзя. Поэтому, перед покупкой загоняйте машину в сервис и все тщательно проверяйте, замерьте компрессию, просканируйте ошибки, прокатитесь, чтобы ДВС не потряхивало и расход был оптимальным.
Технологической инновацией в автопроизводстве стал двигатель FSI. Это японская разработка. Изначальное название - GDI (непосредственный впрыск бензина). Но компания VW взяла эту разработку за основу, и теперь с конвейера сходят двигатели категории FSI. Расшифровка FSI: двигатель с непосредственным в цилиндры. Передовая технология FSI активно используется производителями машин Audi и Mercedes.
Схема работы FSI двигателя
Двигатель внутреннего сгорания FSI – это бензиновый двигатель, который работает с непосредственным впрыском топлива в цилиндры двигателя. Особенность этих двигателей (сравниваем с и ) в порядке подачи топлива в цилиндры двигателя непосредственно на такте сжатия.
Интересно знать! Первенцем в семье FSI стал 1,4-литровый двигатель. Появился он в 2000 году в концерне Volkswagen. Им был снабжен автомобиль Lupo.
Эти двигатели имеют двухконтурную систему подачи топлива низкого и высокого давления, а также , соединенную непосредственно с (в ней топливо находится под высоким давлением). Форсунки по команде ЭБУ (), поступившей от датчика положения распределительных валов, отправляют топливо в двигатель. Благодаря такому алгоритму работы достигается высокая топливная экономичность, низкое количество выбросов продуктов сгорания в атмосферу и эффективное использование энергии двигателя.
Конструкция двигателя
Двигатель состоит из таких основных деталей и систем: блок цилиндров и его головка, кривошипно-шатунный механизм, механизм фазораспределения, и выпускные коллекторы, Особенность строения двигателя FSI – это уникальная топливная система. Она состоит из 2 контуров давления: низкого и высокого давления.
Контур низкого давления
Контур низкого давления подразумевает топливный резервуар, топливный насос и фильтр, датчик низкого давления. Главную роль в контуре низкого давления играет топливный насос, потому как он строго дозированно (сигнал поступает от датчика низкого давления) транспортирует топливо под давлением 0,05-0,5 МПа в сам контур высокого давления. Сигнал датчика направляется в блок управления мотором, а оттуда направляется к блоку управления топливным насосом (он меняет обороты вращения насоса и сдавливание в контуре).
Контур высокого давления
Контур высокого давления формирует систему непосредственного впрыска топлива.
Вторая ступень подачи топлива (контур) состоит из плунжерного насоса высокого давления с регулировочным клапаном и датчиком высокого давления, который сохраняет требуемое давление в рампе, непосредственно соединенной с форсунками.
Привод насоса высокого давления запускается от распределительных валов за счет кулачков, непосредственно действующих на плунжер. В топливном насосе высокого давления () возникает давление, требуемое для впрыска топлива в цилиндры двигателя на такте сжатия. Бензин в цилиндры подается через форсунки, которые получают команду на открытие от ЭБУ. За счет интенсивного распыления топлива и активного его перемешивания с воздухом, попадающим в цилиндры, образуется качественная рабочая смесь. Это дает возможность полного сгорания топлива и обеспечения максимальной эффективности работы двигателя на разных режимах.
При непосредственном впрыске топлива на разных нагрузках работы мотора происходит несколько видов образования топливной смеси:
- послойное;
Стехиометрическое гомогенное;
Гомогенное.
Различные типы смесеобразования дают возможность эффективного использования топлива (его полное сгорание из-за качества смесеобразования, повышения мощности, снижения удельного количества вредных выбросов на различных нагрузках работы мотора).
ТНВД формирует необходимое давление бензина в топливной рампе, которое передается на форсунки и, в зависимости от команды ЭБУ, транспортируется в цилиндры двигателя.
Регулятор давления, встроенный в ТНВД, обеспечивает необходимое количество подачи топлива без пульсации в рампу и непосредственно к форсункам.
Предохранительный клапан ограждает систему подачи топлива от высоких давлений, возникающих вследствие температурного расширения топлива. Он установлен в рампе. Датчик высокого давления обеспечивает требуемое давление в топливной рампе для достижения качественного распыления топлива в цилиндре двигателя на такте сжатия для образования качественной рабочей смеси.
Слаженную работу всех устройств обеспечивает система электронного управления двигателем. СЭУ состоит из: датчиков, дающих сведения о положении , валов газораспределительной системы, количества расходования воздуха и его температуры, а также рабочей температуры двигателя, температуры окружающего воздуха; исполнительных устройств и самого выдающего команды на эти приборы.
Разнообразие получаемых топливных смесей позволяет добиться качественной топливной смеси (способствует полному сгоранию, возрастанию мощности двигателя, снижению потребления топлива и, наконец, уменьшению вредных выбросов).
Так, на малых и средних оборотах мотора происходит послойное смесеобразование. При этом типе образования смеси дроссельная заслонка почти целиком открыта. Воздух в двигатель поступает с большой скоростью, впрыск топлива происходит в конце такта сжатия в область искрообразования свечи.
А при высоких оборотах происходит стехиометрическое (легковоспламеняемое) гомогенное (однородное) образование смеси. В этом случае открыта сообразно с размещением педали газа, на такте впуска осуществляется впрыск топлива, и образуется однородная топливная смесь.
Достоинства двигателя
Двигатель FSI с прямым впрыском топлива – инновационная разработка, которая позволила совместить в себе ряд положительных моментов:
Мотор активно чувствует при любых оборотах (это здорово выручает на скоростной трассе).
Точное время впрыска топлива в камеру сгорания определяется электромагнитным клапаном.
Угол поворота распредвала 40о позволяет увеличить тягу на начальных и средних оборотах мотора.
Воздух минимально засоряется вредными выбросами (это обеспечивает рециркуляция отработанных газов).
Подписывайтесь на наши ленты в
Замечательно мчаться на машине, слушая рёв мотора, ощущая его мощность и скорость. Именно , они же зависят от двигателя. Конструкция агрегата, материалы влияют на его показатели, в том числе экономичность, экологичность, эргономичность. Важно понимать, что таится под капотом машины, насколько соответствуют возможности мотора вашим потребностям. Одной из технологий, применяемой в современных авто известных брендов, стал FSI.
Двигатель с технологией FSI, впервые изготовленный автокомпанией Volkswagen в 1998 г., с 2000-го стал выпускаться серийно. Аббревиатура FSI расшифровывается как Fuel Stratified Injection, что означает послойный впрыск топлива - технологию, разработанную немецкими специалистами для этого типа агрегатов. Уже первая модель на 1,4 литра объёмом, 86 л. с. была признана лучшей. Обновлённый 2-литровый FSI-двигатель, выпущенный в 2006 г., тоже назван эталоном.
Инновационность FSI
Агрегаты FSI названы инновационными, чему содействовал комплекс следующих факторов:
- в целом;
- эффективность экономии, расход бензина снижается на 25%;
- количество атмосферных выбросов токсичных газов тоже снижается существенно;
- формируется мощный на всех диапазонах крутящий момент;
- равномерность тяги на средней и низкой скорости;
- более высокая экологичность;
- увеличенная динамичность.
Особенности FSI
Рассмотрим отличия технологических решений FSI в сравнении со старыми, что это такое в целом, насколько эффективнее, полезнее эта система.
Впрыскивание топлива
Сравним новый FSI с обычным агрегатом. В старых версиях моторов топливо пропускалось в цилиндры, поступая вначале во впускные коллекторы.
Разработанная система FSI организует поступление горючего сразу в камеру сгорания. С помощью форсунок, в которых расположены 6 микроотверстий, бензин эффективно распределяется по камере сгорания. Форсунки в FSI расположены горизонтально, горящее топливо доходит до , не задевая поршня. Через заслонку подаётся воздух, смешивающийся с бензином. Топливная смесь, формируемая прямо в камерах сгорания, однородная, потому сгорает лучше. Это ведёт к большей динамике разгона. Строгое дозирование горючего приводит к тому, что само топливо тратится экономнее (порядка 25%); вредных веществ, остаётся существенно меньше, способствуя экологичности двигателя.
Контуры с повышенным и пониженным давлением
У FSI два контура: пониженного/повышенного давления. Появление контура повышенного давления также улучшило эффективность, работоспособность агрегата. Нужное давление формируется топливным насосом. При возникновении потребности насос забирает бензин в зоне пониженного давления.
Контур низкого давления состоит из датчика низкого давления, топливного бака со встроенным насосом, фильтра.
Сигнал, поступая с датчика, идёт в блок управления. Электроника сопоставляет данные полученные со стандартными, востребованными в нужном режиме. Если цифры различаются, электроника передаёт соответствующий сигнал на топливный насос. Блок, управляющий насосом, меняет у того обороты вращения, увеличивая производительность. Далее контуром уже высокого давления организуется впрыскивание поступившего топлива.
При обычной, спокойной езде давление создаётся в 0,05 МПа, при ускорении увеличится до 0,5 МПа.
Регулирование электронным блоком функционирования топливного насоса с датчиком низкого давления содействует дозированию поступающего в систему объёма топлива, не расходуется лишнее, не случается переливания горючего или голодания.
Имеется функция двойного впрыска топлива, применяемая при запуске холодного агрегата. В этом случае поставляется топливная смесь обогащённая, пока .
Некоторыми автопроизводителями, среди них AUDI, был модернизирован FSI, сконструирован турбированный TFSI, функционирующий на той же технологии. Встречается десяток модификаций с объёмом от 1,4 до 5,2 литров.
Бесспорно, топливная система FSI универсальна, практична, потому двигатели приобретают всё большую популярность. Благодаря высокой динамичности, экологическим характеристикам, экономичности таких систем, приближающих их к , FSI - несомненный шаг вперёд в развитии автоиндустрии.
Наименование двигателя FSI означает послойный впрыск горючего. Данный тип силового агрегата был впервые разработан и применен концерном Volkswagen в 2000 году на модели Lupo. При объеме 1,4 л, агрегат имел мощность 86 л.с. При этом расход горючего был ощутимо ниже, чем у аналогичных моторов.
В основе принципа действия двигателя FSI лежит впрыск горючего прямо в камеру сгорания. Форсунки специальной конструкции снабжены шестью отверстиями для впрыска, которые с большой точностью распыляют тонкие струи бензина.
Для создания нужного давления горючего для впрыска в конструкции присутствует специальный топливный насос высокого давления .
Приводит его в действие распредвал выпускных клапанов, на котором для этого размещен специальный четырехсторонний кулачок. В результате очень повышается точность работы, что положительно сказывается на токсичности выхлопа.
Кроме элементов, обеспечивающих высокое давление, данная топливная система имеет также контур низкого давления . В него входит насос, фильтр, а также датчик давления.
Топливный насос низкого давления предназначен для подачи горючего из топливного бака. Обычно он встроен в бак. Этот узел способен создавать давление горючего 0,05-0,5 атм. Оно варьируется в зависимости от потребностей системы и регулируется блоком управления.
В процессе регулировки необходимого объема горючего участвует датчик давления. Он постоянно измеряет давление в контуре, благодаря чему обеспечивается подача именно того количества бензина, которое нужно для работы силового агрегата в данный момент.
После поступления сигнала от датчика в ЭБУ мотора, последний сопоставляет фактический показатель с нормативным для данного режима работы и при необходимости подает сигнал к блоку управления насосом. Последний регулирует обороты топливного насоса, варьируя давление топлива в контуре.
Кроме вышеописанного, двигатели FSI имеют двухступенчатые трубы с заслонками для всасывания воздуха . При невысоких оборотах коленвала заслонка впускного коллектора находится в закрытом положении, потому подача воздуха к впускным клапанам происходит через верхний узкий канал.
При этом воздух проходит через трубу по специальной траектории. В результате крутящий момент агрегата возрастает на 15% и больше. При высоких оборотах заслонка открывается. При этом воздух поступает и через узкую, и через широкую часть трубы. В результате достигается максимальная мощность двигателя, причем достаточно высокая.
Еще одной особенностью двигателей FSI является возможность подачи горючего в цилиндры между тактами впрыска и сжатия – так называемый двойной впрыск. В результате обеспечивается однородная рабочая смесь. Кроме того, в режиме прогрева силового агрегата продляется ресурс катализатора, так как в данном случае он также прогревается.
В результате примененных передовых решений и технологий, двигатели FSI обладают отличными мощностными характеристиками, демонстрируя при этом вполне умеренный расход горючего.
Такие агрегаты обладают свойством быстрого отклика на нажатие педали «газа» во всем диапазоне оборотов.
{typography legend_blue}Стоит отметить, что благодаря охлаждению пространства цилиндра струями горючего, значительно снижается склонность таких агрегатов к детонации.{/typography}
Как видим, двигатели FSI обладают отличными преимуществами. Лидером в их применении остается концерн VW. Немцы даже смогли сочетать впрыск FSI с турбонаддувом, получив мотор с впечатляющими показателями.
