Двигатели FSI (Fuel Stratified Injection) от Volkswagen — это силовые агрегаты автомобилей, созданные по инновационным технологиям, в которых впрыск топлива производится прямо в камеру сгорания. Данная технология подачи топлива имеет значительное превосходство перед другими системами подачи топлива. На сегодняшний день наиболее удачными двигателями FSI являются моторы концерна Volkswagen.
Единственная модель Volkswagen, которая комплектуется FSI — Touareg. Этот тип двигателя не самый популярный на автомобилях Volkswagen, в отличии от TSI или MPI. На , Passat СС, устанавливают сейчас (2016 года) только двигатели типа TSI. На Golf и кроме TSI устанавливают также MPI-двигатели.
Работа двигателя FSI заключается в том, что при помощи насоса высокого давления бензин поступает сразу в камеру сгорания. Впрыск бензина осуществляется специальными форсунками, которые имеют шесть отверстий. Калиброванные отверстия обеспечивают равномерное распределение бензина по всей камере сгорания. Смешивание бензина с воздухом производится с помощью управляемых воздушных заслонок. Благодаря такой технологии получается однородная топливовоздушная смесь, которая дает максимальный эффект при сгорании. Применение такой технологии в двигателях FSI, делает их наиболее безопасными и экологичными.
Наличие электронных систем позволяет подавать в цилиндры точное количество топлива, объем которого зависит от режима работы двигателя. Имеется еще одна особенность двигателя FSI, которой нет в других типах двигателей — наличие функции двойного впрыска, при которой производится распределение топливной смеси между тактами впрыска и сжатия. Такая функция становится очень полезной во время пуска двигателя в зимнее время. Производится обогащение топливной смеси, оно производится до полного нагрева двигателя и каталитического нейтрализатора.
Важным элементом двигателя является насос высокого давления, приводом для которого служит четырехсторонний кулачек, расположенный на распределительном вале выпускных клапанов. Основным отличием двигателя FSI является то, что у него нет турбины, как, к примеру, в двигателе TSI. Также эти двигатели являются более экономичными, динамичными и экологически безопасными.
Топливная система
В двигателе имеется две схемы движения бензина — контур с низким и контур с высоким давлением.
Детали контура низкого давления:
- Бак для бензина.
- Бензиновый насос.
- Фильтрующий элемент для очищения топлива.
- Клапан сброса излишнего топлива.
- Регулятор давления бензина.
Контур низкого давления осуществляет подачу бензина от топливного бака с к топливному насосу высокого давления (ТНВД) в требуемых объемах.
Детали контура высокого давления:
- ТНВД.
- Топливопровод.
- Распределяющий топливопровод.
- Датчик контроля давления.
- Предохранительный клапан.
- Форсунки.
Данный контур обеспечивает подачу бензина в камеры сгорания мотора. Давление в этой цепи составляет 10...11 Мпа.
Поддержание требуемого давления впрыска обеспечивается топливным насосом высокого давления. Привод насоса осуществляется от четырехстороннего кулачка расположенного на распределительном вале выпускных клапанов. Благодаря такой компоновке уменьшается требуемая рабочая нагрузка, увеличивается точность подачи. Смешивание бензина с воздухом производится непосредственно в камере сгорания (в инжекторных и карбюраторных двигателях этот процесс производится во впускном коллекторе). Прямая подача бензина в камеру позволяет добиться его полного сгорания, что в свою очередь значительно сокращает выброс токсических веществ в атмосферу.
Преимущества двигателя FSI
Двигатель FSI имеет ряд положительных характеристик, которые выгодно отличают его от двигателей других систем.
- Благодаря наличию электромагнитного клапана очень точно определяется момент подачи топлива в цилиндр.
- Данная система обеспечивает хорошие тяговые показатели на средних и малых оборотах.
- Сравнивая экономические показатели двигателя FSI с другими типами моторов, экономия бензина доходит до 25%.
- Выхлопные газы неоднократно проходят процесс рециркуляции, это понижает их токсичность.
Недостатки двигателя FSI
Такой двигатель имеет прямой впрыск топлива, а значит, является очень требовательным к качеству топлива. Высокие требования предъявляются также и к используемым топливным фильтрам, которые должны быть надлежащего качества и меняться в соответствии с инструкциями к автомобилю.
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.
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%
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.
Статья посвящена вопросу о том, FSI двигатель – что это такое? При сравнении рынка современных транспортных средств и их аналога десятилетней давности, обнаружить различие совсем нетрудно. Если раньше машины отличались только двумя видами силовых агрегатов (бензин и дизель), то сегодня картина резко изменилась. Автолюбителям предлагается огромное количество разных видов дизельных и бензиновых модификаций. Конечно, все обычно зависит от кармана водителя, но производители (особенно бренды) стараются охватить весь рынок и имеют в линейке своих моделей и самые бюджетные варианты, которые своими ходовыми качествами мало чем отличаются от продвинутых модификаций.
FSI двигатель – что это такое? Подбирая себе машину, некоторые водители желают слышать рев движка, чувствовать бешеную скорость и мощь силового агрегата. Однако не все знакомы с тем, что показатели эти зависят исключительно от силового агрегата. А на работу последнего влиять может что угодно. Как конструкция самого агрегата, так и материалы, из которых он произведен. Это все также влияет на экологичность движка, топливный расход и пр.
Это технология, используемая в транспортных средствах популярных брендов. Впервые FSI испытали на движках «Фольксваген» в 98 г. На конвейер поставлена в 2000 г.
FSI впрыскивает топливо слоями. Немцы разработали достаточно небольшого объема устройство. Дебютную модель испытывали на 1.4-литровом движке, мощностью 86 лошадок. Модель была встречена овациями, а произведенный в 2006 2-литровый силовой агрегат с такой технологией удостоился признания в высших кругах.
В чем особенности FSI?
Движки, работающие с технологией FSI, были одобрены в широких кругах по ряду причин:
- Общая мощь увеличилась.
- Топливный расход уменьшен.
- Токсичность выбросов уменьшена.
- Улучшена динамика.
Особенности впрыска
Сравним старый мотор с движком FSI. В первом топливо шло через коллекторы попадало в цилиндры. А в движках с технологией FSI оно поступает в камеру сгорания. Топливо подается дозами и экономично расходуется. Такой процесс в отличие от движков старого образца способствует повышению экологичности.
У движков, оснащенных системой FSI, имеется 2 контура с пониженным и повышенным давлением. Такой Контур увеличивает эффект и качество работы движка. Нужное давление поддерживает бензонасос. Если надо, то бензонасос достает горючее из зоны, где давление ниже. В состав контура низкого давления входят бак и фильтр, датчик.
Сигнал поступает к датчику, затем попадает в в управляющий блок. В это время автоматика сравнивает полученные данные со стандартным режимом. Сигнал попадает в топливный блок. Последний влияет на обороты.
Принцип работы FSI
В силовом агрегате насос держит давление. Автоматика контролирует подачу горючего. Электроника регулируя подачу топлива, экономит его. При холодном запуске движка эффективно работает двойная система впрыска. Топливо уже обогащено до включения катализатора и прогрева движка.
Устройство движка
В силовых агрегатах системы FSI предусмотрена система двойного впрыска, используемая для запуска холодного двигателя. В тот момент, когда он прогревается, в него подается обогащенное топливо. FSI настолько универсальная система, что ее популярность растет буквально на глазах. Этому способствуют чудеса экономичности и практичности.
Основные отличия FSI от обычного бензинового движка
- В первом случае горючка идет в камеру сгорания, во втором первоначально проходит через коллектор.
- Кислород поступает в движок через заслонку, которая контролирует порционную подачу горючего. Смесь превращается в однотипную. Топливо сгорает практически сразу.
- В форсунках есть шесть отверстий, через них в камере сгорания распыляется топливная смесь.
- FSI стоит на несколько ступеней выше по показателям разгона, экологичности и экономичности.
Движки с технологией FSI в данный момент устанавливаются во многих транспортных средствах крупнейших европейских концернов, «Ауди», «БМВ», «Мерседес», «Шкода» и других. FSI двигатель - что это такое мы уже выяснили. Это высокоэкологичная система, существенно увеличивающая возможности обычного силового агрегата. Одно из важнейших достоинств – экономия топлива до двадцати пяти процентов. Объем таких двигателей колеблется в промежутке от 1.4 литра до 5.2 литра. В своем классе эти движки имеют лучшую динамику разгона.