Motory TSI od Volkswagenu – co to je, jejich výhody a nevýhody – Řidiči automobilů

TSI™ je registrovaná ochranná známka společnosti Volkswagen AG, pod níž se vyrábí řada přeplňovaných benzínových motorů. Pohonné jednotky jsou instalovány do vozů Volkswagen, Škoda a Seat. Vzhledem k nárůstu počtu těchto vozů na ruském trhu se mnoho současných i potenciálních majitelů zajímá o otázky týkající se konstrukčních prvků, výhod a nevýhod motorů TSI.

Označení přeplňovaných motorů

V roce 2004 začala společnost VAG vyrábět motory s přímým vstřikováním paliva (FSI — Fuel Stratified Injection), vybavené turbodmychadlem. Pro novou pohonnou jednotku se objevila nová zkratka – TFSI (Turbocharged Fuel Stratified Injection). Ta se dodnes používá ve vozech koncernu Audi, který je rovněž součástí skupiny VAG.

V roce 2006 byl uveden na trh další modernizovaný motor s dvojitým systémem vstřikování vzduchu – turbínou a mechanickým kompresorem. To se odrazilo v označení – slovo „Turbocharged“ bylo nahrazeno slovem „Twincharged“. Zároveň z něj zmizelo slovo „Fuel“, což vedlo ke zkratce TSI (Twincharged Stratified Injection).

Od roku 2008 se v nabídce objevily motory bez přídavného přeplňovacího okruhu, vybavené pouze turbínou. V souvislosti s tím byla nutná další změna označení – na typových štítcích zůstala již známá zkratka TSI, ale její dekódování nyní vypadá jako Turbo Stratified Injection (turbo, vrstvené vstřikování).

V souladu s tím je dnes motor TSI pohonnou jednotkou s přeplňováním a nuceným vstřikováním paliva, s přídavným okruhem vstřikování vzduchu nebo bez něj. Rozdíly mezi TSI a TFSI jsou zachovány pouze na typových štítcích; ve skutečnosti se jedná o stejné motory, ale u konzervativnějších vozů Audi bylo zachováno tradiční označení.

Nabídka motorů TSI

Řada motorů TSI zahrnuje několik pohonných jednotek, které se liší konstrukcí, objemem a výkonem.

• 1.2litrový motor s výkonem 90 nebo 105 koní je vybaven pouze turbodmychadlem;
• Přeplňovaný motor o objemu 1.4 l a výkonu 122 nebo 140 koní se vyrábí také bez mechanického kompresoru.

Mezi pohonné jednotky s dvojitým přeplňováním patří:

• 3válcový motor, objem 1 litr a výkon 115 koní;
• 1.4litrový motor s výkonem 150, 160 a 170 koní;
• 152, 160 a 180 koní, 1.8 l.
• 2l, 170, 200, 210 a 220 koní;
• Třílitrový „šest“ ve tvaru V s výkonem 3 (333) koní.

Vlastnosti konstrukce a provozu motoru TSI

Hlavním rysem většiny pohonných jednotek v řadě je systém dvojitého vstřikování vzduchu. Zahrnuje standardní turbodmychadlo poháněné proudem výfukových plynů a mechanický kompresor s řemenovým pohonem od klikového hřídele.

Konstrukce a provoz motoru s dvojitým turbodmychadlem

Kombinace zařízení pro vstřikování vzduchu je navržena tak, aby se dosáhlo jmenovitého točivého momentu prakticky v celém rozsahu otáček.

Mechanický kompresor je systém dvou rotorů umístěných v jednom krytu. Směry otáčení rotorů jsou opačné (Rootsův systém). První zajišťuje nucené sání vzduchu z potrubí, druhý jeho kompresi a vstřikování do sacího potrubí. Paralelně s kompresorem je instalován ventil, který zajišťuje regulaci tlaku v okruhu.

Systém kromě samotných kompresorů (turbín a mechanických) zahrnuje

• sada senzorů měřících tlak v sacím potrubí, sacím potrubí a plnicím tlaku;
• ovládací akční členy.

Mezi tyto patří:

• Magnetická spojka pro zapínání a vypínání mechanického přeplňování. Řídicí signál je dodáván z řídicí jednotky. Pokud je na cívku přivedeno napětí, pohyblivé jádro pohybuje třecím kotoučem a přenáší rotační sílu z řemenice na rotor kompresoru. Přeplňování zůstává v provozu, dokud není řídicí signál odstraněn.
• Servomotor, který ovládá regulační klapku. Když je klapka zavřená, veškerý vzduch proudí kompresorem. Když je klapka otočená, část stlačeného vzduchu z výstupu kompresoru je přiváděna do vstupu, což snižuje plnicí tlak. Když je kompresor vypnutý, klapka se přesune do zcela otevřené polohy.
• Omezovací ventil je určen k ovládání obtokového ventilu, který reguluje plnicí tlak z turbíny. Spouští se, když proud výfukových plynů roztáčí turbodmychadlo a v okruhu vzniká nadměrný plnicí tlak. V tomto případě signál z omezovacího ventilu jde do podtlakového pohonu obtokového ventilu, který se otevře a nasměruje část proudu výfukových plynů kolem turbíny.
• Recirkulační ventil pracuje se zavřenou škrticí klapkou (nucený volnoběh). Jeho úkolem je zabránit vhánění vzduchu do prostoru mezi výstupem turbodmychadla a ventilem.

Jak systém funguje

Systém dvojitého vstřikování vzduchu pracuje v několika režimech (v závislosti na otáčkách motoru):

1. Atmosférický – volnoběh, otáčky do 1000 ot/min. V tomto režimu není do magnetické spojky vyslán žádný řídicí signál, mechanický kompresor se nezapne, regulační ventil instalovaný paralelně s ním je zcela otevřený. Proud výfukových plynů nemůže roztočit turbínu na otáčky, které zajišťují přeplňování.
2. Mechanické přeplňování. Režim je typický pro frekvenci otáčení hřídele v rozsahu od 1000 do 2400 ot/min. V tomto režimu je signál vyslán do magnetické spojky, která mechanicky zapne přeplňování. Servopohon uzavře regulační ventil. Otáčky turbíny se zvýší, což zajistí mírné dodatečné stlačení vzduchu. Přeplňovací tlak je asi 0.17 MPa.
3. Dvojité přeplňování mechanickým přeplňováním a turbodmychadlem (otáčky hřídele 2400-3500 ot/min). Hlavní přeplňovací tlak je vytvářen turbínou, která přijímá dostatek energie z proudění výfukových plynů. Mechanický přeplňovač se aktivuje při prudkém nárůstu zatížení, například při výrazném zrychlení, a zajišťuje dodatečnou kompresi. Přeplňovací tlak je až 0.25 MPa.
4. Přeplňování turbodmychadlem (3500 ot./min a více). Energie výfukových plynů je dostatečná k tomu, aby turbína vytvořila potřebný plnicí tlak. Mechanické přeplňování nefunguje (ventil je zcela otevřený). Tlak je asi 0.18 MPa.

Tato kombinace eliminuje tzv. „efekt turbo lagu“ typický pro přeplňované motory, kdy při nízkých otáčkách energie výfukových plynů nestačí k tomu, aby turbodmychadlo poskytlo potřebný plnicí tlak.

Pohonné jednotky TSI bez mechanického přeplňování

U motoru Volkswagen TSI bez mechanického přeplňování se používá prakticky tradiční konstrukce s jedním trubkovým kompresorem. Současně je konstrukce turbíny optimalizována pro dosažení vysokého točivého momentu v širokém rozsahu otáček hřídele (téměř od 1.5 tisíce do 4 tisíc otáček za minutu). Toho je dosaženo díky výrazně nízkému momentu setrvačnosti rotujících částí – díky použití materiálů, které snižují hmotnost oběžného kola a zmenšují jeho vnější průměr bez ztráty účinnosti.

Princip fungování motoru si zachoval klasickou verzi regulace plnicího tlaku s obtokovým ventilem. Hlavním rysem systému bylo použití samostatného okruhu kapalinového chlazení pro přeplňovaný vzduch (chlazení vzduchem se používá u systémů s dvojitým přeplňováním). Chladič (chladič vyrobený z hliníkových desek s trubkami pro přívod chladicí kapaliny) je umístěn přímo ve sacím potrubí.

Vstřikovací systém

U motorů TSI vozů Škoda, Volkswagen, Seat a Audi TFSI je implementován systém přímého vstřikování paliva (v označení výrobce Stratified Injection). Ve skutečnosti se jedná o analogii systému GDI (Gasoline Direct Injection), poprvé použitého v automobilech japonského výrobce Mitsubishi.

Hlavní výhodou systému, který je považován za nejprogresivnější pro benzínové motory, je výrazné snížení spotřeby paliva (může dosáhnout až 15 %) a zároveň snížení koncentrace nebezpečných látek ve výfukových plynech.

Návrh systému

Systém se skládá ze 2 okruhů:

1. Nízkotlaká (tlak 0.05-0.5 MPa) – palivová nádrž s instalovaným palivovým čerpadlem, filtrem a nízkotlakým senzorem.
2. Vysoký tlak.

Vysokotlaký okruh zahrnuje:

• Vysokotlaké palivové čerpadlo (VTP). Zařízení dodává palivo pod tlakem od 3 do 11 MPa do palivové lišty a poté do vstřikovačů. Pístové čerpadlo je poháněno vačkovým hřídelem, který působí na sací ventily.
• Regulátor tlaku je určen k dávkování krmiva.
• Vysokotlaký senzor přenáší informace do řídicí jednotky, která generuje signál pro řízení vysokotlakého palivového čerpadla a regulátoru.

Provoz systému

Ačkoli název systému používá pouze termín „vrstvené vstřikování“, poskytuje v závislosti na provozním režimu pohonné jednotky několik typů tvorby směsi paliva a vzduchu:

• Vrstvené, typické pro provoz motoru ve většině rozsahu otáček – při středních a nízkých otáčkách. V tomto případě je škrticí klapka téměř úplně otevřená, sací ventily jsou uzavřené. Vzduch vháněný do spalovacích komor v důsledku vysokých otáček tvoří vír. Vstřikování paliva probíhá v závěrečné části kompresního zdvihu. V tomto případě se v oblasti jiskřišťové mezery zapalovací svíčky vytváří omezený objem obohacené směsi (koeficient přebytku vzduchu je 1.5-3). Kolem zdroje zapálení zůstává objem vzduchu nemíchaného s palivem, který zajišťuje tepelnou izolaci.
• Stechiometricky homogenní (hořlavý homogenní) pro významná zatížení a otáčky hřídele. Ventily jsou otevřené, jak škrticí klapka (v souladu se sešlápnutím plynového pedálu), tak i sací ventily. Palivo je dodáváno při sacím zdvihu. Výsledkem je homogenní směs paliva a vzduchu s faktorem vzduchové rezervy 1. Spalování probíhá v celém objemu komory.

• Chudá homogenní směs pro střední provozní režimy. Směs se tvoří při plném otevření škrticí klapky se zavřenými sacími klapkami během sacího zdvihu. Koeficient přebytku vzduchu je 1.5, do směsi lze přidat část (až 25 %) výfukových plynů.

V důsledku provozu v několika režimech tvorby směsi se dosahuje požadované kvality směsi a spalování pro každý provozní režim motoru, což zvyšuje účinnost motoru, zajišťuje úsporu paliva a snižuje obsah škodlivých látek ve výfukových plynech a poskytuje určité zvýšení výkonu.

Výhody a nevýhody pohonných jednotek TSI

Ne nadarmo motory TSI získávají již sedm let ocenění za nejlepší motor roku. Je to díky mnoha výhodám:

• Vysoká spolehlivost – při dodržování provozních pravidel je životnost motoru TSI deklarovaná výrobcem 300 tisíc km;
• Úspornost – ve srovnání s atmosférickými motory snižuje spotřebu paliva až o 15 %;
• Vysoký výkon se skromnými objemy motoru – například 1.2litrový motor vyvíjí maximální výkon 105 koní, což je docela srovnatelné s výkonem atmosférických motorů s objemem jeden a půl litru nebo více;
• Vylepšené trakční charakteristiky (tvar křivky točivého momentu) – maximální rozsah točivého momentu pokrývá rozsah od 1.5 do 4.5 tisíc otáček za minutu, tj. téměř celý „pracovní“ rozsah pro většinu řidičů.
• Šetrnost k životnímu prostředí – z hlediska obsahu škodlivých látek ve výfukových plynech převyšují motory této řady téměř všechny podobné produkty konkurence.

Zároveň majitelé automobilů i odborníci servisních středisek hovoří o typických nedostatcích pohonných jednotek. Patří mezi ně:

• Vysoké nároky na kvalitu paliva a maziv – při použití nekvalitního benzínu a olejů prudce klesá spolehlivost motoru, zdroje klesají z deklarovaných 300 tisíc km na 100–150 tisíc.
• Potřeba časté výměny oleje. Podle odborníků na čerpacích stanicích je optimální interval mezi takovými výměnami asi 10 tisíc kilometrů. Jinak jsou možné problémy.
• Vysoká spotřeba oleje. Údaje z pasu – 0.5-1 na 100 km jízdy. Při takové spotřebě je nevyhnutelná tvorba uhlíkových usazenin v mezerách zapalovacích svíček, někdy se pozoruje koksování.
• Hlavní problémy motorů TSI první série souvisejí s rozvodovým řetězem. Souvisí jak s nízkou spolehlivostí napínače, tak s natahováním a opotřebením samotného řetězu. V důsledku toho, pokud si včas nevšimnete známek poruchy, řetěz přeskakuje zuby, což vede k tomu, že ventily „zapichují“ do pístů. Bude nutné vyměnit hlavu válců a taková oprava motoru TSI je nákladově srovnatelná s nákupem a instalací nové jednotky.

Motory nové generace 1.2 TSI, 1.4 TSI řady EA211; 1.8 TSI a 2.0 TSI řady EA888 Gen.3 většinu těchto problémů nemají.

Inovativním průlomem v automobilovém průmyslu byl vývoj nové řady motorů, jejichž charakteristickým rysem je vysoký výkon s nízkou spotřebou paliva.

Toho bylo dosaženo kombinací přímého vstřikování paliva a dvojitého přeplňování. Benzínové spalovací motory nesou označení TSI a jsou instalovány do známých německých značek, jako jsou Volkswagen, Audi, Seat, Škoda atd.

Historie motorů TSI

Mezi těmito dvěma prakticky identickými pohonnými jednotkami, které jsou u některých vozů označeny odlišně, dochází k určité záměně. To je způsobeno přechodem z atmosférických motorů na motory přeplňované turbodmychadlem.

V roce 2004 byl 2,0litrový atmosférický motor s přímým vstřikováním, dříve nazývaný FSI, vybaven turbínou a proto bylo k jeho názvu přidáno písmeno T – TFSI (Turbocharged Fuel Stratified Injection). Zkratka znamená „turbocharged, layered fuel injection“ (přeplňování, vrstvené vstřikování paliva). Koncern Volkswagen zkrátil celý název na „Turbocharged Stratified Injection“ (přeplňování, vrstvené vstřikování paliva) a patentoval si novou zkratku – TSI.

V roce 2006 byl vyvinut motor o objemu 1,4 litru se spolehlivějším a jednodušším vstřikovacím systémem, který měl dva kompresory (turbínu a mechanický kompresor). Zkratka se začala dešifrovat poněkud odlišně: „Twincharged Stratified Injection“ (dvojité přeplňování, vrstvené vstřikování).

Od té doby Volkswagen vyvinul a vylepšil řadu motorů TSI, které se liší objemem a počtem kompresorů použitých pro přeplňování. V automobilech Audi se takové jednotky dodnes nazývají TFSI.

Princip fungování motorů TSI a jejich hlavní rozdíly

Motory TSI se od svých předchůdců (atmosférické i přeplňované jednotky) výrazně liší v následujících ukazatelích:

• přítomnost dvou kompresorů;
• vylepšený chladicí systém;
• vstřikování paliva bylo změněno;
• blok motoru byl odlehčen;
• zvýšený výkon.

Při nízkých otáčkách spolupracují turbodmychadlo a mechanický kompresor. Při stoupání otáček nad 1700 ot/min se mechanický kompresor zapojuje pouze v momentech prudkého zrychlení a další rozvoj probíhá s pomocí pouze jednoho turbodmychadla. Kombinované použití dvou zařízení zajišťuje vynikající náběh a jmenovitý točivý moment v širokém rozsahu otáček, odladěný a stabilní provoz jednotky.

Video – Jak funguje motor Volkswagen TSI:

Na rozdíl od konvenčních variant s přeplňováním „turbo“ se motory TSI vyznačují konceptem „kapalinové chlazení“. Chladicí potrubí prochází mezichladičem, díky kterému je hlavní vzduch vháněn do válců. Ukazatel tlaku se zvyšuje, což vede k rovnoměrnému plnění spalovacího prostoru hořlavou směsí a zvýšené dynamice.

Palivo je do válců motorů TSI přiváděno „přímo“ (obejdením palivové lišty), kde se vrstvu po vrstvě mísí se vzduchem. Spalování probíhá s vysokou účinností. Tento systém vstřikování zvýšil výkon a snížil spotřebu paliva.

Nový motor je lehčí o téměř 14 kg. Toho bylo dosaženo použitím nové konstrukce umístění bloku a hlavy válců. Vačkové hřídele a některé další díly také váží méně než jejich předchůdci.

Výkon motorů této řady je také o řád vyšší. Například výkon 1,2litrového agregátu je 102 koní, zatímco u běžného přeplňovaného motoru stejného objemu je toto číslo pouze 90 koní.

Výhody a nevýhody

Hlavní výhody německých motorů jsou považovány za:

• vysoký výkon;
• ziskovost;
• žádné turbo zpoždění v jakémkoli rozsahu otáček ani během akcelerace;
• šetrnost k životnímu prostředí. Hladina CO2 motorů TSI je několikanásobně nižší než u atmosférických motorů;
• nižší náklady na celní odbavení;
• široké možnosti ladění. Zvyšování výkonu motorů je docela snadné.

Nevýhodou TSI je jejich vysoká citlivost a zvýšené nároky na údržbu. Motory vyžadují pečlivou údržbu, častou výměnu spotřebního materiálu (oleje, filtry atd.) a používání vysoce kvalitního paliva. Opravy takových pohonných jednotek také nejsou levné.

Problémy s motorem TSI

Hlavním problémem motorů této řady je rozvodový pohon. Předčasné natahování a opotřebení řetězu může vést k jeho prokluzování mezi zuby řetězových kol, což má za následek poškození ventilů a pístů. Důvěru nevzbuzuje ani regulátor napětí, jehož selhání vede ke stejným problémům.

Důležité! Nedoporučuje se nechávat vůz bez parkovací brzdy (pouze se zařazeným rychlostním stupněm) ve stoupání (klesání). V případě posouvání vozidla je vysoká pravděpodobnost „prokluzování“ řetězu.

Nové motory řady EA1,2 o objemu 1,4 l a 211 l byly zbaveny problémů spojených s pohonem rozvodů. Řetězy těchto motorů byly nahrazeny ozubenými řemeny.

Dalším problémem motoru TSI je vysoká spotřeba oleje. Výrobce uvádí spotřebu pro různé verze na 0,5 až 1 l na 1000 km. Taková spotřeba maziv často vede k ucpávání zapalovacích svíček.

Video – mezi problémy si majitelé aut často všímají neobvyklého zvuku motoru TSI a zvýšené spotřeby oleje:

Recenze motoristů

Za dobu své existence najezdily vozy s motory TSI na našich silnicích statisíce kilometrů a jejich majitelé si mezitím vytvořili určité názory na spolehlivost a snadnou ovladatelnost.

TSI se ukázala jako nejlepší v městských podmínkách, kde je intenzivní akcelerace prostě nezbytná. Jízda na dálnici (ve stoupání, při předjíždění atd.) se také ukázala být pohodlná.

Naopak, krátké cesty (zejména v chladném počasí) nebyly příliš příznivé, protože jednotky vyžadují dlouhý a úplný cyklus zahřívání, což je možné pouze za jízdy. Většina motoristů nedoporučuje nákup německé novinky pro použití v severních oblastech.

Majitelé automobilů se téměř jednomyslně shodli na nutnosti používat pouze vysoce kvalitní spotřební materiál a palivo. Mnozí navíc doporučují měnit olej co nejčastěji – každých 5-7 tisíc km, a pokud se v motoru objeví cizí zvuky a praskání, doporučují okamžitě kontaktovat servis.

Pokud není závada včas zjištěna a opravena, pak pokud se zhorší, další opravy se mohou ukázat jako nerentabilní. Smutným výsledkem takových případů je kompletní výměna motoru, která je poměrně drahá.

Při koupi ojetého vozu z Německa byste si měli pečlivě prostudovat jeho servisní historii. Pokud byla výměna oleje provedena v delším intervalu (40 – 50 tisíc km), je lepší si takové auto nekupovat.

Obecně má většina spotřebitelů dobré mínění o používání motorů TSI. Hlavní je nevyždímat z auta všechny „šťávy“ a nešetřit na údržbě. I když tato pravidla platí pro jakékoli vozidlo.

Přečtěte si článek, který uvádí, zda je možné míchat nemrznoucí směsi různých barev a v jakých případech.

O systému Webasto, co to je, výhody a nevýhody jeho instalace a použití.

Ráfky kol https://voditeliaauto.ru/poleznaya-informaciya/kolesa/pokraska-diskov.html si můžete natřít sami.

Video – Generální oprava motoru TSI pro Volkswagen Golf: