Что такое fsi двигатель ауди

Немного теории про двигатель 2.0TFSI gen3

Работая в сфере тюнинга автомобилей VAG группы, я постоянно имею дело с моторами 2.0TFSI поколения gen3, и могу смело утверждать, что это лучший из двухлитровых турбированых моторов в настоящее время. Как по отдаче, так и по надежности .
Выбирая новый авто, я намеренно искал gen3. Ну и для общего развития раскажу немного теории про него )
Основные отличия данного двигателя от моторов VAG предыдущих поколений приведены ниже:
— выпускной коллектор, встроен в головку блока цилиндров;
— двойная система впрыска, сочетающая непосредственный впрыск и впрыск во впускной коллектор;
— новый компактный узел турбонагнетателя с литым стальным корпусом турбины, электрическим приводом перепускного клапана (вестгейта) и с лямбда-зондом перед турбиной;
— инновационная система терморегулирования с полностью электронным управлением потоками ОЖ
— система изменения фаз выпускных клапанов

Принципиальная конструкция цепного привода практически полностью перенята от двигателя второго поколения. Но и этот узел, подвергся последовательной модернизации. Благодаря снижению потерь на трение, и пониженной потребности в давлении масла, снизилась и потребляемая приводом мощность. Соответственно, доработан был и натяжитель цепи, рассчитанный теперь на более низкое давление масла.

Помимо уменьшения массы балансирных валов, подшипники скольжения в их опорах были частично заменены на роликовые, что заметно снизило потери на трение. Это снижение, особенно существенно при низких температурах масла. Данная мера также повышает надёжность блока балансирных валов при работе двигателя в режиме Start-Stop.

Впервые, на двигателях с турбонаддувом и непосредственным впрыском, выпускной коллектор выполнен как часть ГБЦ. Важным нововведением, стало его охлаждение, а также разделение каналов по тактам выпуска отдельных цилиндров. Использование встроенного выпускного коллектора позволяет существенно снизить температуру отработанных газов на входе турбонагнетателя, по сравнению с обычным коллектором. Помимо этого, на двигателе, используется турбонагнетатель с повышенной стойкостью к высоким температурам.

Ещё одним нововведением, стало регулирование фаз газораспределения для выпускных клапанов, обеспечившее максимально возможный диапазон управления процессами наполнения цилиндров. Вместе система AVS (регулирование подъема клапанов) и регулирование фаз газораспределения впускных и выпускных клапанов, позволяют оптимизировать наполнение цилиндров во всех диапазонах, полной и частичной нагрузок двигателя.

Основной особенностью системы охлаждения, является наличие исполнительного механизма системы терморегулирования двигателя N493. Он регулирует потоки ОЖ с помощью двух механических поворотных золотников, механически связанных друг с другом. Регулирование углового положения поворотных золотников, осуществляется в соответствии с характеристиками в блоке управления двигателя. Комбинация положений двух золотников позволяет реализовать самые разные варианты соединения или перекрывания каналов ОЖ. За счёт этого становится возможным быстрый прогрев холодного двигателя, что означает снижение потерь на трение. Помимо этого, такая конструкция позволяет поддерживать различные температуры ОЖ в диапазоне от 85 °C до 107 °C

Впервые, на четырёхцилиндровом двигателе Audi с турбонагнетателем используется электрический привод заслонки перепускного канала (вестгейта).

Такое решение имеет следующие преимущества:
• более быстрое и более точное выполнение перемещений;
• работает независимо от имеющегося в данный момент давления наддува;
• благодаря высокому удерживающему усилию перепускной заслонки, максимальный крутящий момент доступен уже, на более низких оборотах. Кроме того, на чипе, удается реализовать большее давление наддува на отсечке, по сравнению с турбинами предыдущих поколений;
• благодаря возможности активного открывания перепускного клапана при частичной нагрузке, базовое давление наддува может быть снижено. Это обеспечивает снижение расхода топлива;
• активное открывание перепускного клапана в фазе прогрева нейтрализатора позволяет увеличить температуру ОГ на входе в нейтрализатор на 10 °C, в результате чего снижается уровень вредных выбросов при холодном пуске двигателя;
• быстродействие электрического привода перепускного клапана позволяет при переходе в режим принудительного холостого хода быстро, практически сразу же сбрасывать давление наддува, что положительно сказывается на акустических свойствах турбонагнетателя (меньше шипения, рокота)

Также, впервые была применена двойная система впрыска (впрыск в коллектор и непосредственный впрыск в цилиндры).

Этим были достигнуты следующие цели:
• улучшение акустических характеристик;
• выполнение требований норм Евро 6
• уменьшение расхода топлива на средних нагрузках, в чём проявляется преимущество впрыска во впускной коллектор (MPI).
• очищение впускных клапанов и заслонок в коллекторе

Топливо в систему впрыска MPI поступает от имеющегося на насосе высокого давления, штуцера низкого давления. Тем самым при работе двигателя в режиме впрыска во впускной коллектор топливо продолжает протекать через насос высокого давления, охлаждая его. Для уменьшения пульсаций, передаваемых насосом высокого давления в рампу, в штуцере низкого давления установлен дроссель. Для работы при давлении топлива до 200 бар все части контура высокого давления были модернизированы. Для снижения уровня шума форсунки устанавливаются теперь в головку блока цилиндров с использованием подпружиненных металлических шайб. Топливная рампа высокого давления, также развязана от впускного коллектора и крепится болтами к головке блока цилиндров. Место положения форсунок высокого давления слегка смещено назад.

В состав системы впрыска во впускной коллектор (MPI) входит собственный датчик давления — датчик низкого давления топлива. Подача топлива осуществляется подкачивающим топливным насосом в топливном баке и регулируется по потребности. Подкачивающий топливный насос подключён к блоку управления топливного насоса и управляется через него блоком управления двигателя. Топливная рампа (MPI) изготовлена из пластмассы. Форсунки MPI установлены в пластмассовом впускном коллекторе в положении, обеспечивающем оптимальное направление впрыска топлива. За счёт этого улучшается гомогенизация топливовоздушной смеси, а также уменьшается термическая нагрузка на форсунки.

Режимы работы систем MPI и FSI приведены на рисунке

За счет всех этих нововведений, двигатель получился очень тяговитым и экономичным ) Замер моего авто на заводской программе, сопоставим с разгоном на Stage2 моей предыдущей машины, около 6 секунд до 100.

Про то что будет на тюнинге в следующей статье, не переключайтесь)

2.0 fsi система впрыска – что это такое, история, преимущества

Английский термин «Fuel Stratified Injection» – в сокращении 2.0 fsi, переводится, как топливный впрыск по слоям. Почему же появился этот термин и какова область его применения?

Пионерами в установке на автомобили моторов с подачей бензина по слоям, то есть 2.0 fsi, являются японские автомобилестроители. Они первыми поняли и оценили перспективность конструктивной особенности питания бензинового мотора, при которой топливо поступает не в коллектор впуска двигателя, а непосредственно в цилиндры, и применили это передовое техническое решение в двигателях, устанавливаемых на автомобили концерна Мицубиси.

В начале двадцать первого века немецкий авто концерн Фольксваген приложил большие усилия в разработке этой передовой технической идеи, и создал целое семейство двигателей с послойной подачей топлива, моторов с аббревиатурой FSI.

Постараемся понять, как работают эти силовые установки 2.0 fsi, в чем их преимущества и недостатки.

Основной принцип работы моторов с разделенной по слоям подачей топлива 2.0 fsi заключается в том, что с помощью насоса высокого давления топливо попадает непосредственно к тому месту, где оно будет воспламеняться. Специальные распылители, с несколькими технологически точно подобранными отверстиями, создают воздушно топливное облако строго заданной в каждый момент времени концентрации непосредственно в области электродов свечей зажигания.

Концентрация горючей смеси управляется специальными заслонками – электронными контроллерами. Такое техническое решение обеспечивает максимальную оптимальность и эффективность при работе бензинового мотора. Состав топлива получается необходимо однородным и оптимально насыщенным.

В моторах с подачей бензина 2.0 fsi, в отличие от других двигателей, возможна удвоенная подача топлива, разделенная по времени в течение одного такта четырех циклов работы, цикла впуска и сжатия. Это помогает привести каталитический нейтрализатор в рабочее состояние, помогает пуску двигателя при отрицательных температурах.

Рассмотрим наиболее важные, с конструктивной точки зрения, узлы и детали мотора с системой впрыска 2.0 fsi. Система движения бензина в этих моторах разделена на 2 части: высокого давления и низкого давления. Основным узлом части высокого давления является ТНВД, который поддерживает необходимое давление топлива в распыляющих форсунках.

Детали ТНВД изготовлены с большой прецизионной точностью. Кулачок с четырьмя сторонами, находящийся на валу распределения клапанов выпуска, является приводом для ТВНД. Этим достигается хорошая гомогенность горючей смеси, качественное сгорание которой уменьшает выброс в окружающую среду вредных веществ.

Часть высокого давления включает в себя, помимо ТНВД, топливо-провод, контролирующий узел, клапан предохранения и распылители. Часть с низким давлением используется для перемещения бензина из бензобака к части с высоким давлением. Часть низкого давления образуют бензонасос, конструктивно расположенный в бензобаке, фильтр для очистки бензина, клапан и регулятор.

Владельцы автомобилей, в двигателях которых применена послойная система впрыска, отмечают хорошую экономичность двигателя, при высокой мощности и отличном крутящем моменте. Мотор хорошо тянет с самых низов, ровное и мощное ускорение наблюдается во всем диапазоне крутящего момента.

Рассмотрим достоинства силового агрегата, в котором применен впрыск топлива по слоям 2.0 fsi

1. Доставка непосредственно в цилиндры мотора точного в данный момент объема бензина обеспечивается электромагнитным клапаном.
2. Хорошая динамика во всем диапазоне оборотов, обеспечиваемая распределительным валом с четырехсторонним кулачком.
3. Полноценное сгорание топлива значительно снижает выброс ядовитых веществ в окружающую среду.
4. Значительная, по сравнению с обыкновенными атмосферными двигателями, экономия горючего, достигающая 20%.

Недостаток у мотора с вышеуказанной доставкой топлива всего один, но довольно существенный – такие моторы очень требовательны к качеству бензина. ТНВД, детали которого изготовлены с прецизионной точностью, очень быстро выходит из строя при заправке некачественным бензином. Необходимо также тщательно следить за всеми фильтрами.

Авто концерн Фольксваген наладил выпуск целой линейки силовых агрегатов с вышеуказанной системой распределения топлива.

Эти двигатели установлены на многих автомобилях марки Ауди, концерна Фольксваген, которые верой и правдой служат своим владельцам.

Передовые технические решения экономят топливо и повышают мощность автомобиля.

Широкое применение технология 2.0 fsi нашла в болидах Формулы-1 – гоночные автомобили, оборудованные такой системой подачи топлива, неоднократно занимали призовые места.

Что собой представляет TFSI двигатель?

Если мы посмотрим на технические характеристики автомобилей Volkswagen, Audi, Skoda, то увидим в линейке силовых агрегатов двигатели, которые обозначаются аббревиатурами FSI, TSI, TFSI. Об FSI мы уже рассказывали на нашем автопортале Vodi.su, в данной же статье хотелось бы более подробно остановиться на силовых агрегатах TFSI.

TFSI — расшифровка аббревиатуры

Как несложно догадаться, буква Т обозначает наличие турбины. Таким образом, основное отличие от FSI состоит в турбокомпрессоре, благодаря которому выхлопные газы повторно сжигаются, тем самым TFSI отличаются своей экономичностью и экологической дружелюбностью — в воздух попадает минимальное количество CO2.

Аббревиатура TFSI расшифровывается как Turbo fuel stratified injection, что можно перевести: турбированные двигатель с послойным впрыском топлива. То есть, это революционная, для своего времени, система непосредственного впрыска горючего в камеру сгорания каждого отдельного поршня, оснащенная турбиной.

Благодаря такому подходу достигаются отличные показатели:

• высокая мощность двигателей;
• большой крутящий момент;
• относительно небольшой расход топлива, хотя турбированные моторы традиционно не отличаются экономичностью.

Преимущественно данный тип мотора устанавливают на автомобили Audi. Фольксваген же на своих авто предпочитает применять в целом схожую систему — TSI (турбо двигатель с непосредственным впрыском). FSI, в свою очередь, не оснащаются турбиной.

Впервые TFSI был установлен на модели Ауди А4. Силовой агрегат имел объем 2 литра, при этом выдавал 200 лошадиных сил, а тяговое усилие составляло 280 Нм. Чтобы добиться таких же результатов на двигателе более ранних конструкций, он должен был бы иметь объем порядка 3-3,5 литра и оснащаться 6-ю поршнями.

В 2011 году инженеры Ауди значительно модернизировали TFSI. Сегодня этот силовой агрегат второго поколения объемом в два литра демонстрирует следующие характеристики:

• 211 л.с. при 4300-6000 оборотах в минуту;
• крутящий момент 350 Нм при 1500-3200 об/мин.

То есть даже непрофессионал может заметить, что двигатели данного типа отличаются хорошей мощностью как на низких, так и высоких оборотах. Достаточно сравнить: в 2011 году Ауди сняли с производства 3.2-литровый FSI на 6 поршней, который выдавал 255 л.с. при 6500 оборотах, а крутящий момент в 330 Ньютон-метров достигался при 3-5 тысячах оборотов в минуту.

Вот, к примеру, характеристики Audi A4 TFSI 1.8 литра, выпуска 2007 года:

• мощность 160 л.с. при 4500 об/мин;
• максимальный крутящий момент 250 Нм достигается при 1500 об/мин;
• разгон до сотни занимает 8,4 секунды;
• расход в городском цикле (МКПП) — 9.9 литра А-95;
• расход по трассе — 5.5 литра.

Если же взять полноприводную версию Audi A4 Allroad 2.0 TFSI Quattro, то двухлитровый турбированный TFSI способен развивать мощность в 252 л.с. Разгон до сотни у него занимает 6.1 секунду, а расход составляет 8,6 литра по городу с коробкой автомат и 6,1 литра за городом. Автомобиль заправляют бензином марки А-95.

А теперь почувствуйте разницу. Фольксваген Пассат 2.0 FSI:

• мощность 150 л.с. при 6000 об/мин;
• крутящий момент — 200 Нм при 3000 об/мин;
• разгон до сотни — 9,4 сек.;
• в городском цикле авто с механикой съедает 11,4 литра А-95;
• загородный цикл — 6,4 литра.

То есть, по сравнению с FSI двигатель TFSI стал шагом вперед благодаря установке турбокомпрессора. Тем не менее, изменения коснулись и конструктивной части.

Особенности конструкции двигателей TFSI

Турбокомпрессор установлен в выпускном коллекторе, который образует общий модуль, а дожигаемые газы повторно подаются во впускной коллектор. Изменена система подачи топлива за счет применения во втором контуре насоса подкачки, который способен нагнетать большее давление.

Топливоподкачивающий насос регулируется электронным блоком управления, поэтому объем топливно-воздушной смеси, которая впрыскивается в поршни, зависит от текущей нагрузки на двигатель. При необходимости давление повышается, например, если автомобиль передвигается на низких передачах под горку. Таким образом удалось достигнуть значительной экономии в расходе топлива.

Еще одно значительное отличие от FSI состоит в днище поршней. Камеры сгорания в них более мелкие, но при этом занимают большую площадь. Такая форма позволяет эффективно работать при сниженной степени компрессии.

В целом же, силовые агрегаты TFSI работают по той же схеме, что и все остальные моторы концерна Фольксваген:

• два контура топливной системы — низкого и высокого давления;
• в контур низкого давления входят: бак, топливный насос, фильтры грубой и тонкой очистки топлива, топливный датчик;
• система непосредственного впрыска, то есть инжектор, является составной частью контура высокого давления.

Режимы работы всех составляющих контролируются с помощью блока управления. Он работает по сложным алгоритмам, которые анализируют различные параметры работы систем автомобиля, на основе чего подаются команды на исполнительные устройства и в систему поступает строго отмеренное количество топлива.

Тем не менее, двигатели с турбиной требуют к себе особого подхода, у них есть целый ряд недостатков по сравнению с обычными атмосферниками:

• требуется качественное топливо;
• ремонт турбины — удовольствие дорогостоящее;
• повышенные требования к моторному маслу.

Но преимущества на лицо и они с лихвой перекрывают все эти незначительные минусы.

Системы авто

Двигатель FSI. Что за зверь такой?

• » onclick=»window.open(this.href,’win2′,’status=no,toolbar=no,scrollbars=yes,titlebar=no,menubar=no,resizable=yes,width=640,height=480,directories=no,location=no’); return false;» rel=»nofollow»> Печать
• E-mail

Двигатель FSI

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.
Стоит отметить, что благодаря охлаждению пространства цилиндра струями горючего, значительно снижается склонность таких агрегатов к детонации.

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.