Конструктивные особенности
Конечно, в небольшой обзорной статье невозможно рассказать обо всех конструктивных «хитростях» и технических «ноу-хау», используемых в современных двигателях TSI. Поэтому остановимся только на основных принципиальных характеристиках устройства этих двигателей.
Система турбонаддува
В обычных турбодвигателях воздушный компрессор приводится в движение выхлопными газами. Следовательно, производительность турбины зависит от скорости двигателя. То есть максимальная мощность и крутящий момент могут быть достигнуты только при 3000 ÷ 3500 об / мин и выше. Это называется эффектом «турбо ямы». Для устранения такого очевидного недостатка на двигателях TSI был установлен дополнительный высокоскоростной механический компрессор последовательно с газовой турбиной, соединенный с валом двигателя посредством ременной передачи. Технологически два аэратора расположены на противоположных сторонах блока цилиндров.
Алгоритм турбонаддува в таких двигателях следующий:
- На холостом ходу воздух поступает в цилиндры, минуя механический компрессор, через газовую турбину, что создает минимальное дополнительное повышение давления.
- При нажатии педали акселератора электромеханическая муфта активирует механический компрессор, что позволяет достичь максимального крутящего момента даже при небольшом увеличении частоты вращения двигателя (до 1400 ÷ 1500 об / мин). В течение этого периода (в диапазоне 1400 ÷ 3500 об / мин) оба вентилятора работают одновременно и последовательно.
- После того, как двигатель «работает» со скоростью 3500 об / мин, «электронные мозги» отключают механический компрессор, и газовая турбина становится главным нагнетателем воздуха в цилиндрах. Кроме того, при повышенных нагрузках (например, при сильном разгоне или преодолении крутых подъемов) предусмотрен динамический режим, когда бортовой компьютер периодически «включает» дополнительный компрессор, чтобы «помогать» турбине.
На заметку! Двигатели Volkswagen TSI (1,0, 1,2 и 1,4 л) могут комплектоваться только одной газовой турбиной (без механического компрессора). Эффект «турбо-ямы» устраняется благодаря конструктивным характеристикам компрессора (в частности, уменьшению диаметра рабочего колеса). Таким образом, турбина может работать высокоэффективно в широком диапазоне оборотов.
Система охлаждения
Еще одна техническая особенность двигателя TSI заключается в использовании интеркулера с жидкостным охлаждением. Это позволяет добиться более высокой плотности воздуха и, как следствие, значительно повысить полноту сгорания топливной смеси. Это, в свою очередь, ведет к дальнейшей экономии бензина.
Впрыск топлива
Система подачи топлива в цилиндры двигателей семейства TSI во многом напоминает систему подачи топлива дизельных двигателей TDI. Бензин впрыскивается непосредственно в камеру сгорания под очень высоким давлением (в диапазоне 100 ÷ 150 бар) через форсунку с 6 отверстиями (которые обеспечивают заявленный производителем послойный впрыск). По сравнению с двигателями MPI топливо более равномерно заполняет весь внутренний объем цилиндра. За счет этого происходит повышение эффективности сгорания воздушно-бензиновой смеси и КПД двигателя, а также значительное снижение расхода топлива.
Блок цилиндров
В зависимости от объема работ конструкторам удалось снизить массу двигателя TSI (по сравнению с аналогичным MPI) на 14-22 кг. В качестве материала для изготовления блока цилиндров используется специальный сплав на основе алюминия. Механическую и термическую стойкость обеспечивают литые чугунные гильзы.
Тюнинг
Двигатели семейства TSI отличаются широкими возможностями для несложного тюнинга.
- Самый простой вариант – чип-тюнинг Stage 1. С его помощью увеличивают мощность 120-сильного агрегата до 150 л. с.
- На более мощных моторах (Twincharger) с помощью той же прошивки можно получить мощность до 200 л. с.
- А если выполнить стандартный чип-тюнинг Stage 2, добавить безкатализаторную выхлопную систему, холодный впуск или интеркулер – то можно получить мощность и 250 л. с.
Дальнейшее повышение мощностных характеристик двигателей TSI существенно снижает их надежность и моторесурс.
Автор статьи – Юрий Гордон
Ресурс двигателя, проблемы и расход топлива
Дизельный двигатель этого типа имеет рекомендованный пробег в 200 000 км. Это не максимальный ресурс, так как при удачном стечении обстоятельств он может быть еще больше (зафиксированы пробеги в 300-450 тыс. и они еще продолжают работать). Его надежность напрямую зависит от манеры езды, условий эксплуатации и качества применяемых расходников. Стоит отметить, что максимальный ресурс мотор проходил на оригинальных маслах и фильтрах.
Конструкционные особенности двигателя очень чувствительны к качеству и составу применяемых смазочных материалов, повышенным оборотам и нагрузкам, а следовательно большое выделение тепла должны компенсироваться масляным охлаждением без образования нагара. Прорыв картерных газов и масляных паров через систему вентиляции, наличие масляных отложений во впускном коллекторе, могут нарушить нормальную работу ДВС. Рекомендуемое масло — синтетическое 5W-30, подходящее для нормальных и средне тяжелых условий эксплуатации. Заправочный объем — 4.3 литра с фильтром очистки, замена — оптимальная 10 000 км, при тяжелых условиях использования — 7 500 км. При использовании оригинальных масел — промывка двигателя моющими присадками не рекомендуется.
Ремонтопригодность данного двигателя находится на достаточном уровне, вполне допустимы расточка и ремонтные размеры ЦПГ. Иногда возникают проблемы ГБЦ, лопаются перегородки охлаждения между клапанами, следовательно ремонту не подлежит и требуется полная замена. При применении несоответствующего топлива можно наблюдать прогары поршней и клапанов, вплоть до появления детонации и механического разрушения юбок
Особое внимание должно уделяться ремню ГРМ, обводным и натяжным роликам, так как при разрыве или повреждении зубьев — серьезный ремонт ГБЦ гарантирован
Замена ремня должна осуществляться с применением спец приборов, так как система управления двигателем имеет очень точную и чувствительную диагностическую программу, где жестко прописаны любые отклонения от нормы. В случае установки «на глазок или методом маркирования, фазы ГРМ выйдут из предела погрешности и двигатель будет работать неправильно. Обслуживание катализатора и сажевого фильтра с возможностью регенерации возможно провести самостоятельно, используя инструкцию, но все же лучший эффект дает очистка с применением дилерского оборудования и специальной программы.
Одно из преимуществ VW 2.0 TDI это малый расход топлива по отношению к перевозимой массе. Расход в 4-5 литров для средних авто и 6-7 для крупногабаритных является нормой, при нормальных условиях эксплуатации. Любое увеличение расхода, если оно не носит временный или сезонный характер, повод провести комплексную диагностику двигателя и вспомогательных систем. Стоит отметить, что показания БК, относительно расхода топлива, всегда занижены и носят не объективный, а скорее рекомендательный характер. Истинный расход зависит от гораздо больших факторов, многие из которых не участвуют в вычислениях.
Описание
Двигатель 1.4 TSI представляет собой классический 4-цилиндровый рядный двигатель, блок цилиндров которого отлит из чугуна с шаровидным графитом.
Его алюминиевая головка оснащена двумя распределительными валами и шестнадцатиклапанным механизмом газораспределения, приводимым в действие цепным приводом. Срок службы цепи практически ограничен пробегом в 100000 км.
Маломощные версии двигателя TSI оснащены одним турбонагнетателем TD02, который поддерживает крутящий момент в заданных пределах на скоростях от 1500 до 4000 об / мин. Регулирует величину давления от перепускного клапана.
В таких силовых агрегатах охлаждение потока наддувочного воздуха организовано отдельно от основной системы охлаждения — специально созданный дополнительный контур охлаждения, состоящий из:
- кулер;
- насос;
- радиатор;
- трубопроводы.
Радиатор расположен во впускном коллекторе. Он состоит из алюминиевых пластин, через которые проходят трубы второго контура охлаждения.
Более мощные версии двигателя TSI (1,4 Tvincharger), помимо турбонагнетателя, оснащаются еще и механическим нагнетателем. Как правило, эти силовые агрегаты комплектуются парой «нагнетатель EatonTVS + турбокомпрессор KKK K03».
В зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигатель может работать в следующих режимах:
- Безнаддувный — до 1000 об / мин;
- Механическая работа компрессора — от 1000 до 2400 об / мин;
- Совместная работа турбокомпрессора и механического нагнетателя — от 2400 до 3500 об / мин;
- Работа турбокомпрессора — более 3500 об / мин.
Двигатель работает следующим образом:
- На холостом ходу двигатель TSI атмосферный. Механический вентилятор выключен, смотровая дверца открыта. Турбокомпрессор не создает давления наддува, так как энергии выхлопных газов для этого недостаточно.
- По мере увеличения оборотов двигателя TSI дверца управления закрывается, и нагнетатель запускается и создает необходимое давление наддува. Турбокомпрессор обеспечивает дополнительное сжатие воздуха.
- Когда частота вращения двигателя повышается до 2400 об / мин, срабатывает турбонагнетатель, который создает необходимое давление наддува. При необходимости подключается вентилятор.
- Если частота вращения двигателя TSI превышает 3500 об / мин, работает только турбонагнетатель. Смотровая дверь открыта. Вентилятор выключен.
Варианты тюнинга
Самым распространенным вариантом форсировки данного мотора является чип-тюнинг.
Stage 2 позволит поднять мощность до 220 лошадиных сил, для его реализации требуется установить форсунки 420cc, фронтальный интеркулер, расходомер от audi TT и более производительный топливный насос.
Stage 3 подразумевает под собой:
- турбину Garret GT2860rs;
- запиленную головку блока цилиндров;
- 3 Bar MAP sensor;
- форсунки Siemens 630cc;
- насос walbro 255 l/h;
- кованную ЦПГ;
- фронтальный интеркулер;
- кастомный выпускной коллектлор;
- прямой выхлоп на 70 трубе;
Stage 3+ требует серьезных доработок:
- установить строкер кит с кованной поршневой, это позволит увеличить объем двигателя до 2,1 л.
- сделать портинг ГБЦ для улучшения продувки;
- реализовать ВКГ в атмосферу;
- установить впускной вал от ADR, Map 4 BAR;
- поставить форсунки Siemens 870cc;
- разместить под капотом фронтальный интеркулер;
- заменить турбину на borg warner s200sx;
- сделать прямоточный выхлоп;
Наддув турбины в пике 2,1 бара. Такой двигатель способен выдать около 400 лошадиных сил. Ресурс агрегата 40-50 тыс.км.
В целом агрегат прекрасно поддается тюнингу, можно подобрать степень форсировки под свои требования. Стоит понимать, что чем больше мощности вы «снимите» с мотора, тем меньше будет его ресурс.
Технические характеристики
Среди TSI двигателей наиболее известным и титулованным является силовой агрегат с объемом цилиндров 1,4 л, который неоднократно становился победителем на престижном Engine of Year в классе автомобильных агрегатов с аналогичными параметрами. Не менее популярен и силовой агрегат 1,8 TSI.
Двигатель 1,4 TSI имеет следующие характеристики:
ПАРАМЕТР | ЗНАЧЕНИЕ |
---|---|
Рабочий объем, куб. см. | 1390 |
Мощность | 122 — 180 лошадиных сил |
Крутящий момент, Нм (об/мин) | 200 (1500) — 250 (4500) |
Количество цилиндров | 4 |
Клапанов всего | 16 |
Диаметр цилиндра, мм | 76.5 |
Рабочий ход поршня, мм | 75.6 |
Степень сжатия | 10 |
Горючее | Неэтилированный бензин АИ-95, АИ-98 |
Потребление горючего, л/100 км. (город/трасса) | 8,2/5,1 |
Моторное масло | 5W-30, 5W-40 |
Объем моторного масла, л | 3.8 |
Система смазки | Комбинированная |
Система охлаждения | Жидкостная |
Масса, кг | 126 |
Моторесурс, тыс. км. (практика) | 300 |
Модификация двигателя CAXA используются на автомобилях VOLKSWAGEN: Golf 5, Passat, Sirocco, Tiguan, SEAT Toledo и Skoda Octavia 2.
CAXC: AUDI 3, SEAT Leon.
CFBA: Golf 6, Jetta, Passat B6 и SKODA Oktavia 2.
BMY: Golf 5, Touran, Jetta.
CAVF: SEAT Ibiza FR.
BWK, CAVA, CDGA: Passat B7, Tiguan, Touran.
CAVD: Golf 6, Sirocco, Jetta.
BLG: Golf 5, Jetta, Touran.
CAVE, CTHE: Polo GTI, SEAT Ibiza Supra, SKODA Fabia RS.
Особенности конструкции
Проектировщиками в двигатель AFN заложены оригинальные конструктивные решения:
- рядное расположение 4 цилиндров – единственная схема с идеальной балансировкой, когда силы инерции полностью уравновешиваются;
- чугунный блок и алюминиевая головка блока цилиндров для снижения веса силового агрегата;
- механизм газораспределения SOHC 8V;
- ременная передача привода ГРМ и навесного оборудования;
- система зажигания от одной катушки с трамеблером;
- наддув с помощью турбины;
- гидрокомпенсаторы в механизме ГРМ.
ГБЦ AFN в сборе
Впускной коллектор AFN
Камеры сгорания шатровой конфигурации, наклонное расположение свечей сбоку от центра КС. Конструкция движка не имеет никаких сложных решений за исключением гидротолкателей. Цилиндры расточены внутри чугунного блока без гильз, поверхность обработана методом хонингования. Что позволяет повысить ремонтопригодность и обеспечить возможность дальнейшей расточки для повышения мощности мотора.
Блок цилиндров AFN
Клапан рециркуляции выхлопных газов ЕГР чаще всего глушится пользователем. С одной стороны увеличивается мощность, упрощается конструкция, снижается количество отложений внутри впускного клапана. С другой стороны, снижается норматив экологичности до Евро-0.
Надежность, слабые места, ремонтопригодность
Надежность
Автовладельцы утверждают, что CBZB при должном обслуживании и разумной эксплуатации является долговечным надежным.
В обсуждениях темы Rust111 (Москва) делится своими впечатлениями: «… пробег 436 тыс. км. Начала по утрам на холодную тарахтеть цепь ГРМ…». Mawa из Арзамаса продолжает: «… Пробег 135000 км. Двигатель довольно резвый…». Итог подводит stor из Израиля: «… да, мощи хватает, не жалуюсь, мотор ОТЛИЧНЫЙ!».
Правда при этом возникнут проблемы с ресурсом, и, соответственно с надежностью в целом. Тюнинг ДВС с целью увеличения мощности отрицательно влияет на многие характеристики агрегата.
Общий вывод однозначный – двигатель удачный. Соблюдение всех рекомендаций производителя обеспечивает его длительную эксплуатацию.
Слабые места
Их наличие обусловлено как инженерными просчетами, так и несерьезным отношением со стороны автовладельцев.
Двигатели, выпускаемые до октября 2011 года имели очень слабую цепь привода ГРМ. По отзывам автовладельцев после 30 тыс. км пробега она уже вытягивалась. Производитель в этом плане сделал доработку, и с 2012 года эта проблема была решена. Ресурс цепи увеличился в три раза.
Привод турбины требует самого пристального внимания. Больше всего доставляет хлопот вакуумный регулятор (актуатор). Частично проблему решает установка проставочной шайбы в месте крепления узла, но, к сожалению, ненадолго.
Проставочная шайба актуатора
Не блещет надежностью система зажигания. Не являются долговечными свечи, ВВ провода, катушка. В свечах быстро разрушается положительный электрод, а провода и катушка склонны к окислению. В результате возникают пропуски искрообразования, двигатель работает неустойчиво.
Требует постоянного контроля система питания топливом. Автовладельцам хорошо известна «любовь» мотора к высококачественному бензину. Малейшее отклонение – и получайте закоксованные форсунки.
Промывка инжектора решает проблему. Некачественный бензин быстро выводит из строя ТНВД – топливо попадает в картер двигателя и разжижает масло. Чем это заканчивается – объяснять излишне.
Ремонтопригодность
Простота устройства CBZB предполагает его высокую ремонтопригодность. Но не все так гладко, как кажется с первого раза.
Во-первых, алюминиевый блок цилиндров восстановлению не подлежит. Во-вторых, при ремонте требуется очень много различных приспособлений, которые есть только на СТО.
Ну и в-третьих, кажущаяся простота конструкции требует неукоснительного соблюдения технологии ремонта. Отклонения ведут к непростительным ошибкам, вызывающим еще более сложный ремонт. О процессе ремонта можно получить представление, посмотрев видео:
Запчасти имеются в продаже в любом специализированном магазине. Единственное требование – использовать только оригинальные детали. В противном случае новый ремонт будет обеспечен в ближайшем будущем.
В зависимости от объема восстановительных работ иногда целесообразнее приобрести контрактный двигатель. Цена на такие моторы колеблется в широких пределах и за 60-90 тыс. рублей можно подобрать вполне приличный агрегат.
Двигатель Volkswagen CBZB у автовладельцев стоит на хорошем счету. Экономичный, мощный и долговечный мотор служит безупречно только при соответствующем за ним уходе и правильной эксплуатации.
Основная информация
Сегодня речь пойдет про четырехцилиндровый, двухлитровый дизельный двигатель. Силовой агрегат BKD вышел в производство в 2003 году. Основой для нового силового агрегата использовался дизельный двигатель объемом 1.9 на 130 лошадиных сил. Немецкие инженеры увеличили диаметр цилиндра на 22 миллиметра, благодаря чему двигатель получил дополнительных 100 кубических сантиметров, что помогло достичь круглой цифры в 2 литра.
Характеристики двигателя BKD
Мощность, л.с. | 140 |
Тип топлива | Дизельное топливо |
Объем, см*3 | 1968 |
Максимальный крутящий момент, Н*м (кг*м) при об./мин. | 250 (26) / 1900; 320 (33) / 1750; 320 (33) / 2500 |
Расход топлива, л/100 км | 5.9 — 6.8 |
Тип двигателя | Рядный, 4-цилиндровый |
Доп. информация о двигателе | 16-клапанный, DOHC |
Выброс CO2, г/км | 145 — 180 |
Диаметр цилиндра, мм | 81 |
Количество клапанов на цилиндр | 4 |
Максимальная мощность, л.с. (кВт) при об./мин. | 140 (103) / 4000 |
Нагнетатель | Турбина |
Степень сжатия | 18 — 19 |
Ход поршня, мм | 95.5 |
Недостатки
Проблемы
Что касается проблем и обслуживания двигателей BKD, то необходимо обратить внимание на шестигранник привода масляного насоса. В зависимости от эксплуатации автомобиля, каждые 170-200 тысяч километров грани шестигранника изнашиваются, что приводит к падению давления масла в моторе и выходу из строя всего двигателя
Мы рекомендуем заранее заменить шестигранник на новый, каждые 170-200 тысяч. Не зависимо от его состояния. Проблема, которая может привести к капиталке имеет серьёзный приоритет.
Эти двигатели склонны к повышенному аппетиту масла. Главной причиной выступает сажевый фильтр. Если же с ним всё в порядке, то дело в форсунках. Турбина также имеет свои нюансы. Со временем она теряет тягу. проблема в заклинивший геометрии. Необходимо проверить наддув с этой стороны, или же сэкономить время и купить новую рабочую турбину.
Особенности двигателя Фольксваген
Низкотемпературная и высокотемпературная система охлаждения
Двигатель Volkswagen EA211 оснащен низкотемпературной и высокотемпературной системой охлаждения, которая помогает регулировать температуру двигателя для предотвращения перегрева. Низкотемпературная система охлаждения предназначена для поддержания оптимальной работы двигателя в обычные дни вождения. В основном он состоит из радиатора, термостата и водяного насоса.
Система высокотемпературного охлаждения предназначена для предотвращения повреждения двигателя в экстремальных условиях вождения, таких как гонки. Обычно он состоит из дополнительного радиатора и охлаждающего вентилятора, который обеспечивает большую охлаждающую способность, когда двигатель слишком сильно нагревается. Таким образом, очевидно, что низкотемпературная и высокотемпературная система охлаждения в машине Volkswagen была разработана для поддержания производительности двигателя и обеспечения его долговечности.
Изменяемая геометрия турбокомпрессора (VTG)
Изменяемая геометрия турбокомпрессора — технологическая функция двигателей Volkswagen EA211, помогающая оптимизировать работу двигателя. Он оптимизирует работу двигателя, регулируя геометрию турбокомпрессор исходя из условий движения.
Основное преимущество изменяемой геометрии турбокомпрессора заключается в том, что он позволяет лучше контролировать его. Это приводит к улучшению отклика двигателя, увеличивает потребляемую мощность и обеспечивает лучшую топливную экономичность.
Технология активного цилиндра (ACT)
Технология активного цилиндра — это технология экономии топлива, доступная в нескольких моделях Volkswagen, таких как Passat, Golf и Tiguan. Технология активного цилиндра использует датчики, которые определяют, когда автомобиль движется с постоянной скоростью. Затем он автоматически отключает некоторые цилиндры в двигателе, чтобы снизить расход топлива. Основными преимуществами технологии активного цилиндра являются увеличение экономии топлива и снижение выбросов газов.
Система рециркуляции отработавших газов
Volkswagen использует Система рециркуляции отработавших газов в течение многих лет, и теперь это стандартная функция в их дизельных и бензиновых двигателях. Система EGR предназначена для снижения выбросов оксидов азота. Это происходит за счет рециркуляции части выхлопных газов двигателя в камеры сгорания. Сокращение выбросов таких газов помогло уменьшить загрязнение воздуха и улучшить защиту окружающей среды.
Активные фазы газораспределения
Активные фазы газораспределения это еще одна особенность двигателя Volkswagen, которая помогает улучшить характеристики двигателя, выбросы и эффективность. Активная синхронизация клапанов работает, позволяя регулировать синхронизацию впускных и выпускных клапанов двигателя в режиме реального времени для оптимизации производительности двигателя.
Volkswagen на протяжении многих лет использовал различные формы AVT, в том числе систему Audi valvelift System, используемую в их двигателях TSI и TFSI.
Преимущества и недостатки турбированного двигателя
Турбированный двигатель впервые увидел мир в 905 году, а на «легковушки» турбины стали устанавливать только в середине 20-го века. Принцип двигателя оснащенного турбиной заключается в том, что турбина рационально использует выхлоп автомобиля, посредством которого происходит нагнетание дополнительного воздуха в цилиндры, который способствует лучшему сгоранию топливно-воздушной смеси. Как вы знаете, чем больше воздуха, тем лучше будет гореть, по тому же принципу устроен и турбомотор, турбина под высоким давлением нагнетает воздух в цилиндры, благодаря чему сгорание топливной смеси происходит с большим КПД, в результате двигатель получает больше мощности минимум на 10%.