К счастью или нет, но советские времена давно прошли. Сейчас каждый может выбрать и купить автомобиль по душе, были бы деньги. Ассортимент предлагаемых силовых установок поражает воображение! Среди них есть два варианта под аббревиатурами tsi и fsi. Эти латинские буквы ни о чем не говорят неспециалисту.
Между тем, от выбора двигателя зависит не меньше половины всех последующих впечатлений от покупки машины.
Определение
Двигатель fsi – относительно новая технология производства бензиновых двигателей внутреннего сгорания, основанная на прямом впрыске топлива.
Двигатель tsi – силовая автомобильная установка с прямым впрыском топлива и двойным турбонаддувом.
Сравнение
Обе эти системы разработаны специалистами концерна Volkswagen. Двигатель fsi считается новой разработкой, но он старше, чем tsi.
Основное отличие fsi состоит в том, что он не является турбированным. Конструкция этого силового агрегата базируется на непосредственном впрыске топлива. Еще одна особенность fsi – двойной топливный впрыск. Эта система особенно полезна в холодное время года. В то время пока двигатель будет прогреваться, в него подается обогащенное топливо.
Fsi эффективнее обычного двигателя по экономичности, динамике и экологичности, однако tsi он явно не конкурент. Это связано с тем, что технология tsi включает в себя одновременно прямой впрыск топлива и двойной турбонаддув. Такое удачное сочетание позволило уменьшить объем двигателя tsi без потери его эффективности и других качеств.
Выводы сайт
- Двигатель fsi – автомобильная силовая установка внутреннего сгорания с прямым впрыском топливной смеси в цилиндры.
- Двигатель tsi – новое поколение двигателей, конструкция которых основана на непосредственном впрыске топлива и двойном турбонаддуве.
- Обе технологии разработаны концерном Фольксваген, но fsi — старше.
- Fsi обладает системой двойного впрыска.
- Двигатель fsi превосходит обычный двигатель внутреннего сгорания по многим показателям.
- Tsi лучше не только обычного силового агрегата, но и fsi, так как является еще более прогрессивной разработкой.
- Оригинальная конструкция позволяет уменьшить объем агрегата tsi без потери его качеств.
Двигатели FSI (Fuel Stratified Injection послойный впрыск топлива) превосходят двигатели с впрыском бензина во впускной коллектор по показателям экономичности, выброса вредных веществ и динамики. Это одна из самых инновационных технологий в ряду двигателей с непосредственным впрыском.
Основной принцип работы FSI впрыск топлива непосредственно в камеру сгорания. Форсунки имеют по шесть отверстий и с большой точностью распределяют сверхтонкие струи топлива по камере, а поток воздуха управляется заслонками движения заряда все это обеспечивает однородность топливовоздушной смеси и эффективность процесса сгорания.
Необходимое давление впрыска поддерживает насос высокого давления нового типа. Он приводится в действие четырехсторонним кулачком распределительного вала выпускных клапанов. Такое решение уменьшает требуемую рабочую силу, повышает точность работы, позволяя снизить токсичность отработавших газов. Его рабочий процесс поддерживается движением воздуха в цилиндрах двигателя, интенсивность которого регулируется в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов, обеспечивая образование послойной или гомогенной (однородной) смеси. Еще одна «фишка» двойной впрыск (распределение подаваемого топлива между тактом впрыска и тактом сжатия) также способствует образованию однородной топливовоздушной смеси и прогреву каталитического нейтрализатора после запуска холодного двигателя.
Первым двигателем с системой FSI стал мотор рабочим объемом 1,4 литра, мощностью 86 л.с. при 5000 об./мин и крутящим моментом 130 Н·м при 3500 об./мин., разработанный еще в конце 2000 года специалистами концерна Volkswagen для автомобиля Lupo.
На практике двигатели FSI совмещают хорошие динамические и мощностные показатели с умеренным расходом топлива. Технология FSI уже предоставила убедительные доказательства своей эффективности, обеспечив четыре победы модели R8 на автогонках в Ле-Мане. В общем, похоже, титул «Двигатель года» этот мотор получил не зря Прелесть системы FSI заключается в том, что мотор способен живо откликаться на педаль акселератора в достаточно широком диапазоне оборотов, но при этом его характеристики не сглажены, взрывной характер весьма ощутим. Что особенно приятно при разгоне или ускорениях, необходимых для обгонов на трассе.
Технические преимущества бензинового двигателя FSI с прямым впрыском топлива:
- Благодаря электромагнитному клапану возможно точно определить момент впрыска топлива в камеру сгорания
- Распределительный вал, поворачивающийся на 40°, обеспечивает хорошую тягу на малых и средних оборотах двигателя
- Рециркуляция отработанных газов значительно снижает уровень эмиссии вредных веществ в атмосферу
- По сравнению с обычным бензиновым двигателем экономия топлива составляет до 15%
Главное отличие в конструкции силовых агрегатов FSI от других механических устройств внутреннего сгорания заключается в подаче бензина под высоким давлением через форсунку непосредственно в камеру сгорания.
Автомобильный двигатель, работающий по технологии FSI, был разработан в лаборатории концерна Mitsubishi, а сегодня такие моторы уже устанавливаются на многие марки машин различных европейских, американских и японских производителей. Лидерами в производстве силовых агрегатов FSI по праву считаются компании Volkswagen и Audi, почти все автомобили которых, сейчас оснащаются этими моторами. Кроме них такие двигатели, но в меньших объемах, на свои машины устанавливают: BMW, Ford, Mazda, Infiniti, Hyundai, Mercedes-Benz и General Motors.
Применение FSI двигателей в значительной мере уменьшает вредные выхлопы от автомобилей и позволяет снизить расход горючего на 10-15%.
Основное отличие от прежних конструкций
Важной отличительной чертой FSI является наличие двух последовательных топливных систем, подающих бензин. Первая — это оборотная система с низким давлением постоянно циркулирующего топлива, соединяющая бензобак, циркуляционный насос, сетчатый фильтр, контрольный датчик, и трубопровод подачи бензина во вторую систему.
Второй контур подает топливо на форсунку для его распыления и подачи на цилиндры для сжигания и выполнения в итоге механической работы.
Принцип работы контуров
Задача первого циркуляционного контура подать топливо на второй. Он обеспечивает постоянную циркуляцию горючего между топливным баком и устройством впрыска бензина в качестве которого установлена распылительная форсунка.
Поддержание режима постоянной циркуляции обеспечивается насосом, который расположен в бензобаке. Установленный датчик постоянно следит за уровнем давления в контуре и передает эту информацию в электронный блок, который при необходимости может изменять работу насоса для стабильной подачи бензина ко второму контуру.
Задача второго контура заключается в обеспечении подачи необходимого количества распыленного горючего внутрь камер сгорания двигателя.
Для этого в ее состав входят:
- подающий насос плунжерного типа, для создания необходимого давления горючего при подаче его на форсунку;
- установленный в насосе регулятор для обеспечения дозированной подачи топлива;
- датчик контроля изменения давления;
- форсунка для распыления бензина при впрыске;
- распределяющая рампа;
- предохранительный клапан, для защиты элементов системы.
Согласование работы всех элементов обеспечивается специальным устройством электронного управления через исполнительные механизмы. Для получения качественной горючей смеси установлен расходомер воздуха, регулятор его расхода и приводы управления воздушными заслонками. Управляющие электронные устройства обеспечиваю заданное программой соотношение количества распыляемого топлива и воздуха, необходимого для его сжигания.
Кстати, на нашем портале сайт, есть из которой вы узнаете как пользоваться быстрым пуском двигателя.
Принцип регулировки
В работе FSI двигателя существуют три режима образования горючей смеси в зависимости от нагрузки на двигатель:
- гомогенный стехиометрический, рассчитанный на работу силового агрегата при высоких оборотах и больших нагрузках;
- гомогенный однородный, для работы мотора на средних режимах;
- послойный, для эксплуатации двигателя на средних и малых оборотах.
В первом случае положение дроссельной воздушной заслонки определяется в зависимости от положения , впускные заслонки открыты полностью, а впрыск топлива происходит на каждом такте работы двигателя. Коэффициент избытка воздуха для сжигания топлива равняется единице и достигается самое эффективное его сжигание при таком режиме работы.
При средних оборотах двигателя дроссельная заслонка открывается полностью, а впускные заслонки закрыты, в результате коэффициент избытка воздуха поддерживается на уровне 1,5 и для эффективной работы в топливную смесь может подмешиваться до 25% отработанных выхлопных газов.
При послойном смесеобразовании впускные заслонки закрыты, а дроссельная заслонка прикрывается и открывается в зависимости от нагрузки на двигатель. Коэффициент избытка воздуха находится в пределах от 1,5 до 3,0. Остающийся избыточный воздух в этом случае играет роль эффективного теплоизолятора.
Как видим, принцип работы двигателя FSI основан на изменении количества подаваемого для приготовления горючей смеси воздуха, при условии непосредственной подачи топлива в камеру сгорания через распыляющую форсунку. Управление подачей топлива и воздуха осуществляется с помощью датчиков, исполнительных механизмов и электронного блока управления двигателем.
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
Установка с прямым впрыском топлива или что такое FSI двигатель? На сегодняшний выбор автомобильного транспорта достаточно широк, в отличии десятка лет назад, когда человечество знало фактически два вида: бензиновый и дизельный. Конечно, они стали прототипом для всех последующих, так как новых видов пока не придумали. Если не считать двигателя на гибридной основе, когда вместе работают дизельный и электрический.
Все чаще и чаще можно встретить на багажнике авто маркировки TSI и FSI. Среднестатистический человек понятия не имеет, что обозначают данные аббревиатуры. На самом деле, от того с каким типом двигателя будет выбрано авто зависит многое, в том числе и количество наслаждения. В качестве расширения кругозора, рассмотрим незнакомые нам ранее маркировки.
Понятие маркировок TSI и FSI
Что такое FSI двигатель? Итак, для начала необходимо разобраться с понятиями:
- FSI: технология изготовления бензиновых моторов с прямой системой впрыска. FSI является отцом TSI;
- TSI: «молодая» технология работы силового агрегата на бензиновом топливе с системой прямого впрыска и двойной турбиной.
Сходства и отличия
Сходство в том, что оба работают на бензиновой основе, имеют прямой впрыск. Отличие: отсутствие у FSI турбонагнетателей, а значит, он не может конкурировать с одно и двух турбированными TSI. Несмотря на свою экономичность, экологичность, динамику разгона.
- Контуры повышенного и пониженного давления
- Система FSI предусматривает наличие двух контуров давления:
- Повышенный: топливный насос, бензиновые трубопроводы, главный распределитель, предохранительный клапан, датчик, форсунки, ;
- Пониженный: топливный бак, бензонасос, фильтр тонкой очистки, клапан регулировки давления.
Существенные отличия FSI от простого бензинового
- Впрыск распределяется прямо в камеру сгорания, в отличие от простого бензинового, где изначально во впускной коллектор;
- В форсунках находятся однотипные отверстия, через которые распыляется смесь горючего в камере сгорания. Всего их шесть в каждой.
- Кислород подается сквозь заслонку, которая порционно подает топливо, в результате смесь становится однотипной, нет обогащенной или обедненной. Горючее сжигается максимально полно;
- Экономичность до 25%, экологичность, динамика разгона, и не только выводят систему FSI на порядок выше аналога.
Принцип работы
В двигателе бензонасосом удерживается повышенное давление при резком ускорении. Отбор бензина идет с зоны пониженного давления. Автоматическая система автономно регулирует очень точную подачу топлива, ни каплей больше, ни меньше. К примеру, во время стремительного разгона необходимо давление в 0,6 МПа, а во время спокойной езды 0,6 МПа.
Регулирование подачи электроникой позволяет существенно экономить горючую смесь. Двойная система впрыска крайне эффективна при холодном пуске, когда смесь сама по себе обогащенная до момента прогрева мотора и . Двойной впрыск это распределение бензина в период между тактами впрыска и сжатия.
К сведению владельцев, двигатель FSI с 2006 года неоднократно занимал звание «Двигатель года». Кроме того, благодаря поворачиванию распределительного вала на 41 градус, обеспечивается максимальная тяга на малых оборотах при движении на 1,2 передачах. Отработанные газы проходят неоднократную рециркуляцию, что существенно снижает уровень выброса вредных веществ.
Как видим, TSI занимала лидирующую позицию до момента разработки обновленной версии TFSI. По мнению специалистов, будущее автомобилестроения за TFSI. На этом рассмотрение темы, что такое двигатель FSI и с чем его «едят» окончено. Надеемся, что изложенный материал будет полезен многим будущим автовладельцам при покупке транспорта. К тому же стоимость транспортных средств с системой TSI немного выше, чем TFSI, FSI.
