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%
Если навскидку сравнить автомобильные рынки сегодня и рынки десятилетней давности, то можно найти ряд отличий между этими периодами. Но одним из самых значимых и видимых отличий является топливная система автомобилей. Раньше она была какой? В основном различали два типа автомобилей по виду топлива: . Но сейчас же их огромное множество. Есть несколько разновидностей как бензиновых, так и дизельных агрегатов.
Двигатели системы FSI
Выбирая авто, многие хотят слышать моторный рёв, испытывать скорость и мощь силового агрегата. Эти показатели у множества автолюбителей в приоритете. Но не каждый знает довольно примитивные вещи, что эти показатели зависят именно от двигателя. На показатели работы двигателя может влиять всё: конструкция, материал. Эти же показатели влияют и на экологичность, эргономичность, а также на экономию расхода топлива. Каждый владелец должен себе отчётливо представлять, что находится под капотом его «лошадки», и ориентировочно понимать, на что она может быть способна.
Что же такое FSI?
FSI является технологией, которая нашла применение в автомобилях известных брендов. Впервые такая технология испытана в 1998 году на двигателях авто , а в 2000-м вышла в серийное производство.
Технология FSI (Fuel Stratified Injection) подразумевает под собой впрыск топлива слоями. Это относительно новая немецкая разработка для двигателей небольших объёмов. Первая модель была установлена на мотор объёмом 1,4 литра с мощностью в 86 лошадиных сил. Настоящая модель была признана одной из лучших, а созданный в 2006 году двухлитровый двигатель с подобной технологией также удостоился высшего признания.
Инновации FSI
Моторы, работающие по такой технологии, нашли всеобщее признание благодаря ряду факторов:
- была увеличена общая мощность;
- , что позволило сэкономить порядка 25% ГСМ;
- уменьшен объём и токсичность вредных выбросов в атмосферу;
- достигнута равномерная тяга на низкой и средней скорости;
- увеличена динамичность автомобиля.
Особенности впрыска топлива FSI
Для того чтобы получить некоторые отличия, нужно с чем-то сравнивать. В качестве примера для сравнения выступит двигатель старого образца, в котором топливо, перед попаданием в цилиндры, сразу направлялось во впускные коллекторы. По технологии FSI горючее напрямую попадает в камеру сгорания. есть шесть небольших отверстий, с их помощью ГСМ равномерно расходится по камере. В новой системе форсунки стоят горизонтально, поэтому нагретое горючее достигает свеч зажигания без «касания» какого-либо поршня. Воздушный поток подаётся сквозь заслонку и смешивается с бензином. Образуется готовая топливная смесь только в камере сгорания, поэтому и процесс сгорания проходит гораздо лучше. Вследствие этого получается лучшая динамика при разгоне. Подача топлива дозами ведёт к экономному расходу топлива (около 25% экономии). Остатков процесса сгорания получается гораздо меньше, что способствует увеличению экологичности мотора.
Контуры двигателя
У двигателей с системой FSI предусмотрено два контура: с повышенным и пониженным давлением. Наличие контура с повышенным давлением увеличило эффективность и работоспособность силового агрегата. Требуемое давление поддерживается бензонасосом. Если возникает необходимость - насос берёт ГСМ в зоне с более низким давлением. Фильтр, топливный бак с насосом, датчик низкого давления - всё это входит в состав контура низкого давления. После поступления сигнала на датчик он идёт дальше в блок управления. Электроникой полученные данные сопоставляются со стандартными согласно выбранного режима. В случае когда данные различны, соответствующий сигнал передаётся на топливный блок. Этот блок изменяет обороты вращения, за счёт чего увеличивается производительность. Далее, контур высокого давления способствует впрыскиванию топлива, которое поступило.
Как устроен мотор системы FSI
В моторах технологии FSI присутствует возможность двойного впрыска горючего, которая применяется при пуске холодного двигателя. Пока он прогревается, туда поступает более обогащённая смесь горючего. Ряд производителей, среди которых и Audi, доработали настоящую систему и , в результате чего появилась TFSI. Есть множество различных модификаций объёмом до 5,2 литра. А об универсальности FSI даже и говорить нечего: она практична и экономична, становясь всё более популярной.
Подводим итоги
Резюмируя все плюсы и минусы FSI, её эффективность и экономичность, можно сделать вывод, что будущее у подобных технологий есть и их дальнейшая модернизация не за горами.
· 09.07.2013
Двигатель FSI – Fuel Stratified Injection (послойный впрыск топлива). Двигатель FSI, не является турбированным двигателем (как двигатель TSI), это двигатель с так называемым непосредственным впрыском топлива.Разработан в 1998 году, а вот серийно был установлен уже в 2000 году, на автомобили Volkswagen. Топливная система двигателя FSI имеет два контура, первый контур пониженного давления, второй соответственно повышенного давления.
Вот условная схема топливной системы двигателя FSI
Двигатель FSI, схема
Контур низкого давления:
1. топливный бак
2. топливный насос
3. топливный фильтр
4. перепускной клапан
5. регулятор давления топлива
Контур высокого давления:
6. топливный насос высокого давления
7. трубопровод высокого давления
8. распределительный трубопровод
9. датчик высокого давления
10. предохранительный клапан
11. форсунки впрыска
Прочее:
12. адсорбер
13. электромагнитный запорный клапан продувки адсорбера
Теперь отличие двигателя FSI, от обыкновенного бензинового двигателя.
У обыкновенного бензинового двигателя впрыск топлива происходит в поршни двигателя через впускной коллектор. А вот у двигателя FSI впрыск топлива происходит непосредственно в камеру сгорания. Форсунки двигателя FSI имеют шесть микроотверстий, которые с очень большой эффективностью распределяют топливо по камере сгорания, в свою очередь воздух подается через специальную заслонку. Благодаря этому топливная смесь получается однородной, что улучшает ее сгорание в цилиндрах двигателя. Благодаря непосредственному впрыску топлива, двигателя FSI превосходят обыкновенные двигатели в динамики разгона, в выбросе вредных веществ в атмосферу (гораздо меньше), а также экономичность такого двигателя лучше, иногда экономия доходит до 25 %.
Принцип работы двигателя FSI
В отличие от обыкновенного бензинового двигателя, у двигателя FSI, есть контур с повышенным давлением, необходимое давление поддерживает топливный насос нового типа, который забирает топливо из зоны пониженного давления. Надо сказать, что топливный насос регулирует давление исходя из потребности. При ускорении автомобиля давление увеличивается, до 0,5 Мпа, а при спокойном движении, скажем под горку, давление может составлять всего 0,05 Мпа. Управление насосом происходит определенным блоком управления и датчиком низкого давления. Благодаря этим электронным системам в цилиндры двигателя подается нужное количество топлива, ни больше, ни меньше, именно столько сколько нужно. Поэтому переливание топлива, или голодание от топливной смеси здесь исключено. Также есть еще одно преимущество двигателя FSI, это двойной впрыск топлива (распределение подаваемого топлива между тактом впрыска и тактом сжатия), нужен для пуска холодного двигателя, когда подается обогащенная топливная смесь, до того времени, как прогреется двигатель и каталитический нейтрализатор.
В заключении хочется сказать, что первый двигатель 1,4 литра (86 л.с.) FSI в 2000 году стал лучшим двигателем в своем классе. А в 2006 году, новый 2,0 литра FSI, опять же признан эталоном.
Также двигатель FSI:
Имеет лучшую разгонную динамику
Малый выброс вредных веществ в атмосферу
Лучшую экономию топлива, от 15 до 25 %, в отличии от обыкновенного двигателя.
Многие производители, например AUDI. Взяли двигатели FSI себе на вооружение, после модернизации родился турбированный двигатель TFSI, который основан все на том же двигателе FSI. Сейчас линейка двигателей FSI, насчитывает несколько десятков модификаций от 1,4 литра до 5,2 литра. И устанавливается на модели Volkswagen, AUDI, Skoda, Seat.
В широком списке силовых агрегатов немецкого автогиганта VAG (Volkswagen AG) двигатели FSI, MPI, TSI (TFSI), TDI и ряд других установок продолжают пользоваться большой популярностью благодаря своей технологичности и уникальным характеристикам.
Такие моторы ставились ранее и продолжают устанавливаться на разные модели авто под брендом Volkswagen, Audi, Skoda, Seat и другие марки в составе концерна VAG. Сегодня перечисленные выше версии двигателей можно встретить на машинах разных лет выпуска.
В наших статьях мы уже рассказывали читателям о том, которые можно повсеместно наблюдать под капотом моделей Volkswagen, Audi и других марок. В этой статье мы намерены поговорить еще об одном популярном моторе, который известен как FSI, а также подробно рассмотреть принцип работы двигателя FSI. Параллельно будет затронута тема подбора масла для данного типа ДВС, распространенных неисправностей и ремонта указанного агрегата.
Читайте в этой статье
FSI двигатель: что это такое
Прежде всего, расшифровка «FSI двигатель» представляет собой аббревиатуру Fuel Stratified Injection, что дословно означает послойный впрыск топлива. Главным отличием этого ДВС от широко известного сегодня TSI является отсутствие на версии FSI турбонаддува. Другими словами, в этой линейке представлены безнаддувные () бензиновые двигатели FSI с прямым (непосредственным) впрыском топлива.
Двигатель FSI не является «свежей» разработкой, так как готовый агрегат в качестве первых тестовых образцов появился в далеком 1998 г. Через два года этот мотор начали серийно устанавливать на модели Volkswagen. Отметим, что по состоянию на 2016 год последней моделью Volkswagen с FSI остается внедорожный автомобиль Touareg 4 WD. На других моделях двигатель FSI сегодня уступил место версии TSI (TFSI) или MPI.
Двигатели FSI: недостатки и основные преимущества
Начнем с основных плюсов и принципов работы. Отличительно особенностью атмосферных ДВС линейки FSI можно считать реализацию впрыска горючего и схему устройства . Дело в том, что система топливоподачи на таких моторах конструктивно получила сразу два контура. В первом контуре давление низкое, во втором более высокое.
Контур с низким давлением в списке составных элементов имеет:
- фильтр горючего;
- перепускной клапан;
- регулятор давления топлива;
Устройство контура высокого давления предполагает наличие:
- магистралей высокого давления;
- распределительных трубопроводов;
- датчика высокого давления;
- клапана-предохранителя;
- инжекторных форсунок;
Также в конструкцию включен адсорбер и специальный клапан его продувки.
На простых бензиновых агрегатах топливный впрыск реализован так, что горючее подается во , а на моторах FSI горючее впрыскивается сразу в камеру сгорания (непосредственный впрыск). Инжекторные форсунки на этих моторах имеют 6 отверстий, что позволяет наиболее эффективно распределить топливо в камере.
Воздух подается в цилиндры отдельно посредством заслонки. В результате удается добиться наилучшего смесеобразования и однородности рабочей топливно-воздушной смеси. Такая смесь полноценно и равномерно сгорает в двигателе, отдавая максимум энергии на разных режимах работы .
По этой причине двигатели FSI обеспечивают лучшую разгонную динамику, отличаются высокой экологичностью и экономичностью. В ряде случаев такие моторы экономят до 2.5 литров топлива на 100 км. пути по сравнению с простыми аналогами в одинаковых условиях.
Вернемся к особенностям. Как уже было сказано выше, для бесперебойной работы бензинового двигателя с прямым впрыском инженеры в конструкцию FSI отдельно внедрили контур высокого давления. Такое давление необходимо для максимально точного и экономичного впрыска.
Давление впрыска создает топливный насос высокого давления, который берет топливо из контура низкого давления. Такая конструкция отдаленно напоминает дизельный двигатель. Более того, топливный насос высокого давления нагнетает горючее не постоянно, а с учетом необходимости применительно к тому или иному режиму работы агрегата.
Другими словами, во время резких ускорений и роста нагрузок давление поднимается до 0.5 Мпа, при этом во время езды накатом показатель давления в контуре может находиться на отметке всего 0.05 Мпа. Добиться такого гибкого управления насосом позволяет отдельный электронный блок управления, а также наличие датчика низкого давления.
Моторы линейки TSI. Конструктивные особенности, преимущества и недостатки. Модификации с одним и двумя нагнетателями. Рекомендации по эксплуатации.
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.
