что такое тфс на машине
TFSI двигатель: что это такое в авто
Для разработки двигателей внутреннего сгорания в ближайшем будущем конструкторам придется совершить невозможное. Уже сегодня простой атмосферный мотор не может обеспечить нужные показатели экологичности. Немецкий концерн VAG предусмотрел усложнение требований, начав выпуск нового поколения турбированных агрегатов более 10 лет назад.
У каждого бренда компании эти двигатели имеют определенные различия. В автомобилях Audi чаще всего применяют моторы TFSI, которые известны практически каждому любителю этой немецкой марки.
Существует множество мифов, построенных вокруг данного типа агрегатов. Многие считают, что буква F в названии совершенно ничего не значит, а добавлена просто для различия в модельных линейках. И моторы TSI, по мнению даже некоторых экспертов, полностью идентичны двигателям TFSI. Но это неправда, так как строятся они на разных основах. Сегодня мы поговорим как про данные моторы в отдельности, так и в аспекте сравнения с движками Volkswagen TSI.
Что такое TFSI – расшифровка и особенности технологий
Изначальную технологию данные моторы заимствовали у более старых движков FSI. Очень популярным был мотор VAG 2.0 FSI, который ставили на Skoda, Seat и Volkswagen. Это атмосферный двигатель с непосредственным впрыском топлива в цилиндры. Агрегат получил довольно надежную основу, хорошо проработанную конструкцию и достаточно длительный срок эксплуатации.
TFSI двигатель расшифровывается как Turbo Fuel Stratified Injection. Название показывает, что это турбированный мотор с прямым впрыском топлива в камеры сгорания. Вот некоторые особенности турбомотора:
Основные понятия поясняют, что такое TFSI двигатель, как он работает, и каковы его основные преимущества. Если вы когда-нибудь сталкивались с моторами FSI от VAG, то знаете, что это были самые надежные и удачные двигатели среднего класса в атмосферном исполнении. Многие из них доезжают до 500 000 км без ремонта и вмешательства. Достаточно хорошо обслуживать агрегат и лить дорогое масло в нужный срок.
Чем отличаются двигатели TSI и TFSI?
Моторы TSI строятся на другой технологии. Для производства этого движка концерн Volkswagen не брал старые атмосферные моторы, а построил новый агрегат. У него есть впускной коллектор, две турбины, одна из которых электрическая и работает практически постоянно. Вторая механическая турбина имеет классическую конструкцию. То есть, по своей сути это мотор би-турбо.
Основные отличия от TFSI также заключаются в том, что Volkswagen не обеспечил достойную конструкцию самого блока цилиндров, поэтому ресурс движков TSI далеко не всегда добирается до 200 000 км. Да и сами турбины приносят владельцам очень много неприятностей, особенно при нарушении регламента обслуживания. Особыми капризами отличаются двигатели 1.4 TSI до 2012 года разработки.
Сегодня разработкой и продолжением серий этих двух агрегатов занимаются разные конструкторские бюро. Технологию TFSI на себя взял концерн Audi, а TSI устанавливается на VW, Skoda и Seat. Впрочем, уже ходят слухи о создании новой единой платформы для производства турбированных двигателей меньшего объема.
Основные недостатки и преимущества технологии TFSI
Как уже было сказано выше, разница TSI и TFSI налицо, и она не в пользу первой технологии. Моторы с буквой F в обозначении более объемистые, демонстрируют гораздо больший срок жизни. Сами турбины при условии хорошего обслуживания не ломаются до 300 000 км и 10 лет эксплуатации. В список преимуществ можно записать очень умеренный расход топлива, учитывая большую мощность, которую компания выжимает из данных разработок.
А теперь давайте немного поговорим о минусах технологии:
Все минусы связаны с тем, что мотор производили в большой спешке, чтобы устанавливать его на машины к введению новых экологических норм. Многие недостатки уже не относятся к моторам TFSI нынешнего поколения, а встречаются только на движках 2012-2014 года производства. В остальном значительных минусов с агрегатами нет, каких-либо детских проблем и распространенных неполадок до лимитов пробега в 200-250 тысяч км не бывает.
Итоги – что учесть при покупке машины с TFSI?
Если вы покупаете новое авто с таким агрегатом, можно смело брать машину с любым объемом двигателя. Специалисты из Ауди сделали все возможное, чтобы моторы служили долго и не требовали никакого ремонта. Но подержанные варианты нуждаются в более тщательном подборе и осмотре. Важно провести диагностику, выяснить реальный пробег, уточнить качество обслуживания. Из этих факторов уже можно сложить определенное мнение о машине и ее потенциальном ресурсе.
В целом, агрегаты TFSI считаются надежными и качественными. В своей природе они повторяют практически все преимущества когда-то популярной серии FSI, сегодня моторы продолжают славный ряд надежных двигателей VAG, к которым практически нет претензий. И этим они отличаются от новой разработки TSI.
Немного теории про двигатель 2.0TFSI gen3
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)
Двигатель Ауди (Audi) — TFSI: характеристики, надежность и реальный ресурс
Некоторые автолюбители порой путают силовые установки TFSI с моторами TSI от Фольксваген, однако заметим, что двигатели это по сути разные, у них только похожее название и не более того. Зачастую двигатели с аббревиатурой TFSI (ТиЭфЭсАй) многие любители автомобилей встречают на немецких и иногда чешских машинах концерна VAG (справочно: в основном Audi, реже Skoda). Дело в том, что сама по себе технология TFSI была разработана еще в середине 2000-х годов немецкими инженерами, с целью создания мотора с максимальной отдачей в рамках ограниченного рабочего объема цилиндров, а также дальнейшего внедрения силовых установок на премиальные марки своих автомобилей, которыми по праву стали Ауди. Справочно заметим, что все моторы ТиЭфЭсАй оснащаются одним турбокомпрессором (турбиной), во многом этим моментом они и отличаются от силовых агрегатов с системой TSI, в которых одна турбина и один механический турбокомпрессор, итого 2 нагнетателя вместо одного.
Отметим, что кроме атмосферных моторов FSI (ЭфЭсАй), которыми во всю оснащаются Фольксваген, Шкода и Сеат, у семейства немецких двигателей имеется еще один, который устанавливается только на модели компании Ауди и зовется он TFSI (ТиЭфЭсАй), вот его то мы и будем сегодня рассматривать в нашей статье. Для многих потребителей Таможенного Союза (Россия, Беларусь и Казахстан), турбированные моторы TFSI до сих пор являются своего рода загадками среди моторов. Какое то количество автолюбителей до сих пор считают, что двигатели TFSI так или иначе связаны с моторами TSI, ведь те и другие при сравнительно небольших объемах, способны выдавать существенное количество мощности и крутящего момента. Однако это в корне не верно, система TFSI устанавливается на бензиновые двигатели с одним турбонагнетателем, самым ярким представителем которых являются варианты моторов с рабочим объемом 2.0 литра, устанавливаемые на разные модели Ауди (Audi). Данный мотор считается довольно популярным в Европе и имеет множество наград за свою отменную динамику, высокую надежность и оптимальную мощность с расходом топлива.
1. ИСТОРИЯ ПРОИСХОЖДЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ ДВИГАТЕЛЕЙ AUDI TFSI
Несомненно каждый автолюбитель хоть бы раз в своей жизни видел и небось слышал про символы под капотом, как правило, моделей Audi в виде аббревиатур с надписью — TFSI. Однако, что конкретно означает эта маркировка, знает не каждый любитель автомобилей. Сокращенное понятие TFSI расшифровывается, как Turbocharged Fuel Stratified Ingection, что переводится, как инжекторный турбированный двигатель с прямым впрыском топлива в камеры сгорания цилиндров. Таким образом, двигатель TFSI — это бензиновый мотор, построенный на платформе атмосферной силовой установки FSI (справочно: двигатель TFSI имеет множество доработок и отличий от FSI) и оснащенный одной единственной турбиной.
Перед тем, как рассматривать все тонкости турбированного двигателя с технологией TFSI, стоит погрузиться в историю, чтобы узнать, когда и как создавался этот мотор. Все началось с 2004 года, когда немецкие инженеры и конструкторы задумались создать двигатель с увеличенной мощностью. Для эксперимента, так сказать за базу немцами был взят проверенный временем атмосферный FSI. По результатам разработки новой силовой установки в FSI установили обновленный поршень с измененной головкой, благодаря чему мотор стал уверенно функционировать на сниженном уровне сжатия топливно-воздушной смеси.
Далее немцы перешли к голове блока цилиндров, по результатам чего она была также обновлена, что позволило выдерживать ей повышенные нагрузки. Чтобы узлы двигателя стали крепче, технологи изменили состав сплава для клапанов, коленвала, вкладышей, поршней и прочих немаловажных деталей, а также механизмов. Но главной изюминкой на торте стала она — турбина.
Благодаря проделанной работе немцев, топливо в камеры сгорания цилиндров стало подаваться под высоким давлением, что позволило повысить мощность мотора. Когда все тесты двигатель прошел на отлично, после этого было принято единогласное решение пускать новую модификацию в серийное производство, а к базовой маркировке «FSI» дополнительно добавили латинскую букву «T», что обозначает турбированный мотор, оснащенный одним турбокомпрессором. Справочно заметим, первоначально данные двигатели устанавливали только на автомобили Ауди, относящиеся к концерну VAG, имеющие объем силовой установки не менее 2 литров.
Основные особенности двигателей TFSI:
— К первой особенности двигателя можно отнести турбонагнетатель, который работает от энергии выхлопных газов транспортного средства. При помощи турбины происходит раскручивание специального колеса, а затем привод осуществляет нагнетание сжатого воздуха в цилиндры. Недостатком же турбины первых годов выпуска двигателя являлся тот факт, что она показывала свою мощность только после 3 тысяч оборотов в минуту. На низких оборотах мотор был слабоват. Избежать этой ситуации позволила установка обычного компрессора. С его помощью создаётся запас энергии для работы на пониженных оборотах. Таким образом, работа силовой установки одинакова, как на низких, так и на высоких оборотах;
— Второй немаловажной особенностью мотора является система впрыска топлива. Главным отличием от прошлых поколений двигателей явилась прямая подача горючего прямо камеры сгорания цилиндров. Как таковой топливная рампа или рейка в этих моторах отсутствует. Процесс обогащения топливной смеси происходит по специальному принципу. Благодаря таким конструкторским особенностям получилось значительно повысить мощность установки;
— К третьей особенности двигателя относится система охлаждения, которая объединена с интеркулером. Благодаря такому строению, интеркулер позволяет нагнетать свежий холодных воздух прямо в цилиндры мотора, что в свою очередь значительно повышает эффективность работы и производительность силовой установки. Такое решение инженеров привело к тому, что уже на 1 тысяче оборотов в минуту мы можем получить крутящий момент равный 200 Ньютон на метр. Справочно заметим, что система охлаждения двигателя в моторах TFSI — жидкостного типа.
— И четвертой серьезной особенностью стало уменьшение массы блока цилиндров мотора, примерно на 13,5 килограмм, что является существенным снижением и демонстрацией высокого мастерства специалистов, которые трудились над созданием силовой установки.
Справочно заметим, что примерно спустя 3 года после создания двигателя с системой TFSI, была разработана еще одна версия мотора, с таким же непосредственным впрыском топлива в камеры сгорания цилиндров двигателя и назвали ее TSI, которая обзавелась 2-мя компрессорами (турбированным и механическим). Первым таким мотором стал двигатель с объемом в 1.4 литра (1.4 TSI), он до сих пор является базовым для многих автомобилей концерна VAG. На основе этого двигателя выросли многие другие модификации силовых установок.
2. КЛЮЧЕВЫЕ ОТЛИЧИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ С СИСТЕМОЙ TFSI, FSI и TSI
А теперь давайте более детально разберем, что же конкретно изменили немецкие инженеры в двигателях с системой TFSI, после чего они стали не похожи на своих старших братьев, моторы FSI. Первое с чего начали инженеры — это изменение поршней, а точнее их конструкции. Новые поршни получили измененное дно, что позволило мотору, как мы сказали ранее функционировать на пониженной степени сжатия.
Следующее отличие моторов TFSI от FSI относится к голове блока цилиндров. Здесь изменению подвергли шатуны и коленчатый вал. Блок цилиндров двигателя с 2-мя распределительными валами, с клапанами и шатунами стали изготавливать из сверх прочного материала, чем у атмосферного FSI. Кроме того, инженеры незначительно изменили впускную и выпускную подачу горючего, что привело к доработке каналов, по которым подается топливная смесь и выходят отработанные газы.
Кроме того, хоть мы уже и не раз говорили про новый турбокомпрессор, который появился у TFSI, добавим тот факт, что конструктивно он располагается в выпускном коллекторе, с которым делит общий модуль. Фланец же модуля притянут к голове блока цилиндров при помощи клемм, которые специально сделаны для удобства обслуживания узла. Плюсом турбины мотора является высокий показатель крутящего момента, отличная динамика при разгоне и выдаваемая мощность в лошадиных силах.
Еще одним весомым отличием от атмосферного FSI стала доработанная система подачи топлива. Теперь в ней появился новый тип насоса, который подкачивает горючее под высоким давлением. Благодаря именно давлению, которое нагнетается насосом, мощность двигателя увеличилась примерно на 7-8 процентов, а расход топлива снизился на 2-3 процента. Справочно заметим, что топливный насос электрического типа в своем строении обладает тройным кулачком, вместо двойного, который устанавливается на FSI. Кроме того, насос приобрел новую прошивку, которая научила элемент подавать горючее в том количестве, которое расходует мотор, причем не меньше и не больше этого значения.
Таким образом, как можем видеть по своему строению агрегаты FSI и TFSI имеют достаточно разные модификации силовых установок, хотя и сделаны на общей базе. Однако мы забыли про еще один турбированный двигатель линейки немецких моторов, такой как TSI. Чем же он конкретно отличается от TFSI?
Как мы уже знаем, мотор TFSI является турбированным силовым агрегатом с одним турбокомпрессором в своем составе. Турбина представляет из себя механический тип компрессора, которая установлена на выпускном коллекторе, а впрыск топлива осуществляется прямо в камеры цилиндров мотора. Двигатель же TSI представляет из себя тоже турбированный механизм, но он оснащается сразу 2-мя нагнетателями. Официальное название такой системы «Twin turbo» или двойной турбонаддув. Одна турбина у мотора механического типа (справочно: работает от отработанных газов, чем их давление больше, тем быстрее она раскручивается), а вторая представляет из себя электрический компрессор, который принудительно нагнетает давление воздуха в силовую установку. Что касается подачи топлива, то в TSI она происходит не прямо в камеры сгорания цилиндров, в район впускного коллектора.
Как можем видеть мотор TSI является более современным, чем силовая установка с системой TFSI. Заметим, что касается приемистости двигателя TSI, то этот параметр будет выше, чем у TFSI, причем по всему диапазону функционирования. Однозначно можно утверждать, что моторы линейки TFSI, которые являются базовыми двигателями в автомобилях Ауди представляют из себя достойные экземпляры концерна VAG. От себя скажем, что двигатели FSI, TFSI и TSI — это экономичные, надежные и технологичные современные силовые установки.
В заключении отметим, что благодаря прошедшей модернизации моторов TFSI, которая состоялась в 2012 году, была значительно переработана система охлаждения и прогрева двигателя. До обновления некоторые двигатели могли греться до рабочей температуры довольно долго, особенно в зимнее время года. После доработки моторов, проблема с нагревом была устранена. Также была усовершенствована система турбонаддува, однако это не избавило некоторые двигатели от повышенного расхода масла, данная проблема к сожалению осталась не решенной до конца. Справочно заметим, что повышенным расходом масла могут страдать силовые установки с объемами в 2.0 и 3.0 литра, расход технической жидкости у них может составлять от 1 до 3 литров на 10 тысяч километров пробега.
ИСТОЧНИК МАТЕРИАЛА — НАШ КАНАЛ НА ЯНДЕКС ДЗЕН