Fsi двигатель что это такое

Двигатель FSI

Что значит FSI двигатель: особенности, ремонт, обслуживание /

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, что такое двигатели TSI, 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.

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 (атмосферные) 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 системы питания. 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

— топливный бак;
— бензонасос;
— фильтр горючего;
— перепускной клапан;
— регулятор давления топлива;

Устройство контура высокого давления предполагает наличие:

— топливного насоса высокого давления;
— 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
впускной коллектор, 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 поршню на разных режимах работы ДВС.
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.
Динамичная работа электронных систем управления позволяет подавать в цилиндры строго ограниченное количество топлива применительно к режиму работы. Другими словами, исключается излишнее обогащение или обеднение топливно-воздушной смеси. Параллельно с этим впрыск послойный, то есть двойной. Это значит, что горючее дозируется между тактом впрыска и тактом сжатия.
Такое решение позволяет добиться экономии горючего и снизить токсичность выхлопа до общего прогрева мотора и катализатора, так как в моменты запуска холодного агрегата в цилиндры обычно подается обогащенная смесь.

Недостатки двигателя FSI

Начнем с того, что любой двигатель с прямым впрыском топлива сильно чувствителен к качеству горючего. Параллельно с этим необходимо тщательно подходить к вопросу качества топливных фильтров и строго соблюдать регламент замен. Исключением в этом случае не стал и рассматриваемый нами мотор FSI.

— Низкое качество горючего часто становится причиной проблем с топливной аппаратурой на этом ДВС.
Форсунки нужно постоянно чистить, так как мелкие проблемы с впрыском позже перерастают в серьезные
поломки. Также в моторах данного типа следует регулярно менять свечи зажигания и отдельно следить за
их состоянием.
— Если брать во внимание распространенные неполадки и двигатели FSI, проблемы в этой линейке могут
возникнуть с холодным запуском. Виновником принято считать все тот же послойный впрыск и стремление
инженеров снизить токсичность выхлопа во время прогрева.

Другими словами, агрегат может просто не завестись в сильные морозы. Данное явление встречается не на всех автомобилях с таким мотором, так как производитель устранил ошибку в более поздних версиях, программно изменив прошивку электронных систем.

— Также владельцы отмечают сильно повышенный расход топлива во время поездок, когда мотор данного типа еще не вышел на рабочие температуры.

На примере распространенного 2.0 литрового FSI становятся очевидны и другие присущие этому двигателю проблемы.

— Как правило, на отрезке 100-150 тыс. км. на впускных клапанах скапливается значительное количество нагара. В этом случае нагар на клапанах приводит к тому, что двигатель работает нестабильно и шумно, падает мощность, увеличивается расход. Такой нагар в некоторых случаях можно удалить только механически, то есть нужен разбор и ремонт двигателя FSI.

Добавим, что такая проблема усиленного нагарообразования больше актуальна для ранних версий
агрегата, так как позже изготовитель поменял прошивку в блоках управления топливоподачей. При
этом все равно нельзя исключать усиленное образование нагара применительно ко всем
модификациям этого агрегата.

— Еще следует выделить повышенный расход моторного масла, причем как на ранних версиях, так и на
более поздних. Главным симптомом явных проблем становится то, что уровень смазки быстро снижается.
В этом случае зачастую необходима диагностика, а частым вердиктом становится капитальный ремонт
двигателя.

Что касается вопроса расхода и какое масло для двигателя fsi лучше лить, главное условие, это придерживаться допуска VW 504 00/507 00. Сезонность нужно учитывать индивидуально, так как слишком жидкое масло (например, 0W-30) может очень сильно расходоваться на угар. По этой причине многие владельцы этого мотора при подборе смазки останавливают свой выбор на 5W-30.

— В отдельных случаях также отмечено, что быстро выходит из строя каталитический нейтрализатор,
появляются проблемы с работой лямбда-зондов. Также неисправности возникают с распределительными
валами и механизмом изменения фаз газораспределения, выходят из строя датчики ЭСУД. Малейшие
сбои в работе агрегата приводят к тому, что на приборной панели загорается «сheck» и мотор требует
проведения диагностики.
— Различные версии FSI могут иметь как цепной привод ГРМ, так и ремень ГРМ. Учитывая то, что агрегат
достаточно технологичный, обрыв ремня ГРМ в этом случае может привести к очень серьезным
последствиям, то есть отделаться только заменой погнутых клапанов уже не получится.

Что в итоге

1. Если оглянуться назад, то в 2000 году FSI с рабочим объемом 1.4 литра занял в своем классе почетное место лучшего агрегата. Через 6 лет новая версия 2.0 FSI снова получила высокую оценку благодаря выдающейся разгонной динамике, хорошему подхвату на любых оборотах, сниженному выбросу вредных веществ в составе выхлопных газов и топливную экономичность.

2. Однако затем этот двигатель стал активно вытесняться другими аналогами и разработками. Более того, сегодня FSI является такой версией силового агрегата, от которой фактически отказался сам производитель. Причины для этого очевидны, так как мотор атмосферный, при этом имеет сложную конструкцию, требователен к качеству топлива и достаточно дорогой в ремонте.

3. С учетом вышесказанного становится понятно, почему на своих бюджетных моделях авто VAG теперь устанавливает более простые и дешевые MPI, а на основе технологичного FSI производитель построил целую линейку более новых и производительных моторов с турбонаддувом TSI (TFSI).

Напоследок добавим, что при этом FSI никак нельзя считать неудачным или проблемным.
Большое количество свойственных ему неполадок и сбоев не менее часто встречается и на
других двигателях, схожих по особенностям конструкции и характеристикам.

Как показывает практика, при должном уходе, своевременном обслуживании и поддержании нормальной работоспособности всех элементов такой двигатель легко перешагивает среднюю отметку в 200-250 тыс. км. без каких-либо серьезных ремонтов, радует владельцев стабильной работой, уверенным разгоном и топливной экономичностью.

Читайте также  Что делать если аккумулятор не заряжается

FSI двигатель: что это, принцип работы, отличительные особенности, плюсы и минусы

Немецкий концерн Volkswagen представил миру новый вариант бензинового двигателя — силовой агрегат FSI.

Этой новинке не потребовалось много времени, чтобы завоевать всемирную любовь и стать популярной на всех континентах. Что же это за мотор такой?

Действительно ли всё так хорошо с двигателем FSI и обычному бензиновому агрегату пора кануть в лету? Давайте разбираться с тем, что наизобретали германские специалисты.

Что такое FSI двигатель

Если обратиться к дословному переводу (что мы любим делать в начале таких разговоров), то получим «послойный впрыск горючего». На самом деле всё не так пафосно, как многим может показаться. Моторы FSI являются обычными «атмосферниками», которые лишены турбонадува, в отличии от движков TSI, которые, к слову сказать, пользуются сейчас большой популярностью.

Конструкция топливной системы FSI оснащается двумя контурами. На первом контуре лежит ответственность за пониженное давление, второй, соответственно, отвечает за высокое давление. Первый контур состоит из следующего набора деталей:

  • топливный бак и насос,
  • фильтрующий элемент,
  • регулятор давления топливной массы,
  • перепускной клапан.

Контур высокого давления имеет отличную конструкцию:

  • топливный насос,
  • трубопровод, соответствующий высокому давлению,
  • трубопровод распределительного типа,
  • форсунки системы впрыска,
  • предохранительный клапан,
  • датчик.

Дополнительно в конструкцию может включаться адсорбер и запорный клапан электромагнитного типа для продувки адсорбера.

Агрегаты с послойной топливной подачей очень полюбились компанией Skoda, которая устанавливала их на многие свои модели автомобилей. Первые атмосферные двигатели FSI появились в 1998 году. Прошло всего два года, и они стали массово устанавливаться на Октавии, даже в некоторых моделях Фольцваген засветились. На этот момент среди ярких представителей автомобилей с атмосферником FSI можно выделить VW Touareg 4WD.

Отличие двигателя FSI от обыкновенного бензинового двигателя

Что же изменилось в обычном бензиновом моторе, что он стал называться FSI? Есть несколько таких моментов, которые стали отличительными:

  1. В обычном моторе топливо поступает в поршни через коллектор впуска. В новомодном агрегате топливная масса оказывается сразу в камере сгорания.
  2. Улучшенные свойства топлива в цилиндрах обеспечивается за счёт наличия форсунок с шестью отверстиями, которые эффективнее распределяют горючую массу по камере сгорания.
  3. Высокая разгонная динамика характерна для нового изобретения.
  4. Сниженные выбросы вредных продуктов, в частности, углекислого газа.
  5. Моторы ФСИ также отличаются от своего прародителя уменьшенным расходом топлива.

Отличия существенные и весомые, что объясняет популярность и востребованность новой модели бензиновых агрегатов.

Принцип работы

Работа двигателя FSI сразу в некоторых моментах отличается от обычных бензиновых агрегатов. После изучения принципов работы этого двигателя, многие моменты станут более понятными:

  1. Контур, отвечающий за высокое давление, поддерживает работу топливного насоса иного типа.
  2. Насос делает забор топлива из зоны с пониженным давлением, при этом, он может осуществлять регулировку уровня давления.
  3. По мере ускорения работы машины показатель давления увеличивается до 0,5 МПа. При спокойной езде давление не превышает 0,05 МПа.
  4. За управление насосом отвечает блок управления и датчик. Эта электроника обеспечивает точную дозировку топлива, которое забирается для цилиндров. Следовательно, о голодании и переливе двигателя речи быть не может.
  5. Важным моментом в работе агрегата является двойной топливный впрыск. Суть этого процесса заключается в распределении топливной смеси между впрыском и сжатием. Преимущества такой особенности остановятся особенно явными при холодном запуске, ведь до момента прогрева нейтрализатора и мотора топливо подаётся в обогащенном виде.

И всё-таки сотрудники компании Volkswagen изрядно потрудились над модернизацией обычного бензинового мотора. Их труды увенчались успехом, не зря двигатель FSI так полюбился многими производителями и автомобилистами.

Плюсы и минусы использования

Неужели всё так идеально в случае с мотором FSI? В это слабо верится. Мы и правда нашли несколько существенных недостатков. О них позже, а пока изучим преимущества таких агрегатов:

  1. Улучшенный впрыск и высокая эффективность подачи топлива — заслуга форсунок, которые оборудованы 6 отверстиями.
  2. Равномерное сгорание топливной смеси и долговечность поршневой системы обеспечивается за счёт отдельной подачи воздуха в цилиндры.
  3. Высокие экологические показатели и экономное расходование топлива (на 100 км экономия может достигать 2,5 литра бензина).

Теперь самое время изучить отрицательные стороны, которые делают движок FSI не таким уж идеальным.

  1. Качество топлива должно быть высоким, поскольку агрегат проявляет чувствительность к этому параметру. В противном случае, мотор будет работать с перебоями и даже может выйти из строя.
  2. Проблемы с запуском при минусовой температуре. К этому нужно быть готовым.
  3. Не всё так гладко и с холодным запуском. Из-за послойного впрыска и инжекторов, которые работают на снижение токсичности выхлопа, автомобиль может плохо запускаться, создавая тем самым проблемы для водителя.
  4. Высокий расход смазочных материалов, который требует замены масла минимум дважды в год.

Мы рассказали всё, что сами знали о моторах FSI. Выбирать такие агрегаты или нет — решать вам. Не самым плохим вариантом являются такие движки, если с недостатками вы готовы мириться. Как ни крути, а для каждого мотора характерны отрицательные моменты.

FSI двигатели: плюсы и минусы двигателей FSI, что это такое

Как только был изобретен бензиновый двигатель, конструктора постоянно решали вопрос о повышении его эффективности. 20 век, его вторая половина была ознаменована многими конструкторскими решениями в этой области.

В 90-х годах 20 го века, японские инженеры компании MITSUBISHI, предложили оснащать бензиновые моторы инновационной системой впрыска GDI (Gasoline Direct Injection – прямой впрыск бензина). Конструктивной особенностью системы является то, что топливная форсунка находиться непосредственно в камере сгорания. Однако именно GDI не получила большого распространения, связанно это с тем, что стоимость эксплуатации была довольно высока, а прирост мощности и экономичности был минимален. В дальнейшем, такие системы были взяты за основу новых поколений систем впрыска, сегодня мы можем наблюдать на современных японских автомобилях новое поколение систем GDI. Двигатели FSI появились немного позже.

Что такое двигатели FSI. Принципы работы двигателей FSI

В Европе, в отличие от Японии, к подобной, но заметим, отнюдь не такой же системе, конструкторы обратились в начале двухтысячных. Основные работы по теме непосредственного впрыска начали вести инженеры Volkswagen. Конструкторы компании учли ошибки японских инженеров, предложив систему непосредственного впрыска FSI. В самом названии системы кроется ее основное отличие от системы GDI. FSI-Fuel Stratified Injection — «послойный» впрыск топлива».

Конструктивно система похожа на вышеупомянутый GDI, однако инженеры Volkswagen добавили полное электронное управление составом топливовоздушной смеси. Это повлекло за собой усложнение системы в целом, но и прирост мощности и экономичности такого двигателя уже составил солидные 15%.

Отличия двигателей FSI от TSI, GDI и других

На сегодняшний день практически все ведущие производители используют в своих двигателях системы, подобные FSI. У каждого производителя технология имеет определенные конструктивные отличия.

Допустим система ТSI подразумевает под собой совместное использование непосредственного впрыска совместно с турбонагнетателем, компания TOYOTA использует систему D4-S, в которой совмещены технологии распределенного и непосредственного впрыска. Компания MAZDA использует технологию SKYACTIV где совмещены непосредственный впрыск и высокая степень сжатия.

Краткий список названий автопроизводителей и систем использующих технологию непосредственного впрыска.

Toyota — D4/D4S; Mercedes-benz — CGI; Mitsubishi — GDI; Nissan — NEO DI;

Renault — IDE; Alfa Romeo — JTS; PSA Peugeot Citroën — HPi; Mazda — DISI/ SkyActive; Ford — EcoBoost; Volkswagen, Skoda, Audi — FSI, TSI;

Opel — direct, SIDI (Spark Ignition Direct Injection); Honda — I-CDTI и др.

Марки автомобилей, где используется FSI

Технология FSI ,была разработана инженерами VAG, вследствие чего технология FSI и получила распространение на моделях именно этого производителя. Двигатели оснащенные системой FSI устанавливались на AUDI,SEAT, Škoda, и, конечно, Volkswagen.

Преимущества (плюсы) двигателей FSI

Основными преимуществами двигателей, оснащенными FSI являются:

  • Высокий по сравнению со стандартными двигателями КПД.
  • Меньший расход топлива.
  • Меньшее количество вредных выбросов.

Недостатки (минусы) двигателей FSI

Высокая конструктивная технологичность двигателя FSI, действительно позволяет получить от двигателя более высокую мощность при сокращении расхода топлива. Но применение технологии FSI, имеет и обратную строну.

Дело в том, что двигатель оснащенный технологией FSI из особенностей конструкции, очень требователен к качеству сервисного обслуживания и качеству топлива.

Двигатель FSI требует постоянного пристального внимания со стороны автовладельца.

Прежде всего, из-за расположения топливной форсунки непосредственно в цилиндре. Такая конструкция склонна к повышенному загрязнению. Это, в свою очередь, вызывает перебои в работе двигателя. Такие как затрудненный пуск, пропуски воспламенения, подтраивание и повышенный расход топлива. В критических случаях, это может вызвать необратимые последствия, которые в дальнейшем приведут к дорогостоящему ремонту.

Избежать этого позволяют профилактические меры по очистке форсунок. Конечно, снимать форсунки и чистить на стенде довольно дорогостоящий процесс. Сам производитель, концерн VAG, настоятельно рекомендует применять специальные топливные присадки для очистки топливной системы двигателей FSI. Конечно, все прекрасны осведомлены, что сам производитель не производит присадки. А те, присадки которые продаются под его брендом иногда стоят очень дорого. Автовладельцу стоит обратить внимание на качественную продукцию именитых фирм производителей. Рынок сегодня пересыщен различной автомобильной химией.

Читайте также  Что такое пневматическая шина

Следует выбирать действительно необходимый, а, главное, качественный продукт, после которого будет реальный результат после применения.

Немецкая компания LIQUI MOLY, является лидером в производстве автомобильной химии и присадок. Ассортимент топливных присадок позволяет выбрать продукт для решения конкретной задачи. Для владельцев автомобилей, оснащенных технологией FSI, компания LIQUI MOLY предлагает специальную топливную присадку, разработанную с учетом конструктивных особенностей двигателя. Очиститель систем непосредственного впрыска топлива Direkt Injection Reiniger в составе используется пакет моющих присадок, работающих при повышенных температурах, он удаляет все типичные загрязнения с распылителей форсунок.

Результат работы очистителя

Следует принимать во мнимание, что средства для очистки систем распределенного впрыска не эффективны на системах непосредственного впрыска.

Неисправности моторов FSI

К сожалению, но обслуживание форсунок непосредственного впрыска не единственная проблема системы FSI. Дело в том, что конструкция двигателя такова, что повышенному загрязнению подвержены и впускные клапана. Данная проблема уже более серьезная и требует уже вмешательства квалифицированных механиков. Дело в том, что в силу конструктивных особенностей, невозможно воздействовать на отложения при помощи присадок. В данном случае необходима частичная разборка двигателя.

Профилактика неисправностей моторов FSI

Существенно снизить количество загрязнений и качественно увеличить ресурс двигателя, в целом, помогает профилактика. Использование присадок позволяет содержать систему в чистоте, снизить количество загрязнений и, тем самым, увеличить ресурс. В случае с системами FSI и им подобным необходимо предпринимать целый комплекс мер по уходу и обслуживанию.

Для чистоты форсунок использовать: Direkt Injection Reiniger.

Для очистки впускного тракта и поддержания работоспособности воздушных заслонок: Pro-Line Drosselklappen-Reiniger.

Для удаления влаги из топливного бака: Fuel Protect

Для улучшения смазывающих свойств топлива и поддержания в рабочем состоянии топливных насосов низкого и высокого давления рекомендуется использовать : Langzeit Injection Reiniger

Стоит ли покупать автомобили с двигателями FSI

Автомобили, оснащенные системой FSI привлекают автовладельцев динамикой и экономичностью. Однако с другой стороны много негативных отзывов по эксплуатации таких автомобилей. Как показывает практика, при должном уходе и правильном использовании автомобильной химии можно избежать дорогостоящих вложений в ремонт.

Итог

Концерн VAG – компания, которая смотрит в будущее. Каждый год она предлагает автовладельцам новые модели автомобилей оснащенными самыми современными моторами. И на смену системе FSI пришла новая система TFSI. Она также имеет свои особенности в эксплуатации. А проект по разработке моторов оснащенных системой FSI пока приостановлен.

Двигатели FSI и их развитие – одна из революций в автомобилестроении. Они обладают вполне конкретными и ощутимыми плюсами. Но обратной стороной их использования являются дорогостоящие ремонты (в первую очередь, форсунок). Для избегания больших трат и продления ресурса двигателей FSI и форсунок в двигателях FSI следует производить профилактику данных систем. Самым простым и недорогим способом для этого – использоваться присадки в топливо.

VW AG: выдержка из материала самообучения по двигателю 2.0 TFSI

Особенности двигателя FSI

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 — внедорожник 4WD Touareg. Этот тип двигателя не самый популярный на автомобилях Volkswagen, в отличии от TSI или MPI. На Passat В8, Passat СС, Tiguan устанавливают сейчас (2016 года) только двигатели типа TSI. На Golf и Jetta 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.

Теория и практика впрыска: прямой против распределенного. Какой выбрать двигатель, чтобы не разориться

Если спросить, что происходит, когда водитель нажимает или отпускает педаль «газа», скорее всего, услышите от владельцев бензиновых автомобилей, что при этом увеличивается или уменьшается подача топлива в мотор. Однако назвать правильным такой ответ можно только с большой натяжкой.

В действительности же, воздействуя на педаль «газа», водитель уменьшает или увеличивает подачу воздуха в цилиндры. Топлива же будет подано ровно столько, сколько требуется для приготовления смеси воздуха и бензина, заданной программой управления для конкретного режима работы двигателя и его фактического температурного состояния.

У карбюраторных моторов, давно ставших экспонатами политехнических музеев, количество подаваемого бензина и вовсе определялось разряжением воздуха в пространстве за дроссельной заслонкой, положение которой задавалось нажатием на педаль «газа». Точность такого способа дозирования топлива была невысока, что сказывалось на экономичности карбюраторных двигателей, количестве вредных выбросов в окружающую среду и в конечном итоге сделало карбюраторы достоянием истории.

На смену пришел впрыск, где подача бензина самотеком из жиклеров под действием разряжения воздуха была заменена распылением с помощью форсунок, к которым топливо поступает под давлением, развиваемым топливным насосом.

Существует три разновидности систем впрыска — центральный, распределенный и прямой. До настоящего времени дожили лишь две последние. Что касается центрального впрыска, нередко называемого также моновпрыском, то он оказался неспособным равномерно распределять горючую смесь по отдельным цилиндрам, а также создавал высокое сопротивление на впуске. Поэтому и центральный впрыск отправился в отставку, как только перестал соответствовать ужесточившимся экологическим требованиям и удовлетворять потребительским запросам к величине расхода топлива.

Однако и с распределенным впрыском, иногда именуемым многоточечным согласно англоязычному обозначению Multi Point Injection (MPI), не все ладно. Правда, его сопернику — системе питания с прямым впрыском бензина, о серийном производстве которой первой отрапортовала компания Mitsubishi еще в 1997 году, за 18 лет так и не удалось окончательно уложить MPI на лопатки. Но о том, что рано или поздно распределенный впрыск повторит судьбу карбюратора и моновпрыска, предрекают все специалисты без исключения.

На самом ли деле прямой впрыск настолько хорош, что делает поражение MPI неизбежным? Чтобы разобраться в этом вопросе, сравним обе системы питания.

Читайте также  Какой антифриз заливать в киа спортейдж 3

И там и там в отличие от моновпрыска каждый цилиндр двигателя обслуживается отдельной форсункой, но при распределенном впрыске форсунки распыляют бензин во впускной коллектор.

При прямом впрыске бензин подается непосредственно в камеру сгорания цилиндра. Это главное, что отличает моторы, в зависимости от производителя помечаемые индексами GDI (Mitsubishi), FSI (Volkswagen), HPi (Peugeot), CGI (Mercedes-Benz) и так далее, от двигателей MPI.

Что же хорошего сулит подача бензина прямо внутрь цилиндра? Как ни странно, ничего, если подойти к этому вопросу с точки зрения конструкции двигателя. Проблема состоит в том, что при прямом впрыске на испарение бензина и перемешивание его паров с воздухом отводится примерно в 10 раз меньше времени, чем когда бензин распыляется во впускной коллектор, а в цилиндры поступает уже в смеси с воздухом после того, как открылись впускные клапана.

Как в условиях столь короткого промежутка времени, отводимого при прямом впрыске на смесеобразование, добиться, чтобы смесь получилась качественной, ведь именно от этого зависит, каким будет результат последующего сгорания?

Отсюда другие отличия GDI, FSI, HPi, CGI и иже с ними от MPI. Во-первых, давление, с которым форсунка при прямом впрыске распыляет бензин, в десятки раз превышает давление, действующее в системах питания с распределенным впрыском (порядка 50-120 бар против 3-4). Это предполагает наличие у двигателей с прямым впрыском топливного насоса высокого давления, в котором нет необходимости при распределенном впрыске.

Во-вторых, распылители форсунок прямого впрыска придают капелькам топлива вращение, что ускоряет их испарение. От форсунки распределенного впрыска требуется гораздо меньше — лишь сформировать факел топлива и направить его в зону впускного клапана. Другими словами, система питания MPI конструктивно проще, а значит, дешевле как при изготовлении, так и при ремонте для устранения неисправностей, что никак не может считаться ее недостатком.

Но и это еще не все. Важнейшую роль в организации рабочего процесса в моторах с прямым впрыском играет движение воздуха и порции впрыснутого бензина внутри цилиндра. Именно ради этого днище поршней в двигателях с прямым впрыском приобрело сложную профилированную форму, которая также принципиально отличает их от поршней MPI-моторов.

Той же цели служат и впускные каналы в коллекторах двигателей с прямым впрыском. В GDI, FSI и подобных им моторах поток воздуха из впускных каналов либо способствует так называемому послойному смесеобразованию, когда пригодным для нормального сгорания становится только небольшое облако смеси, расположенное возле свечи зажигания, либо разрушает расслоение, когда нужно, чтобы смесь стала стехиометрической. В двигателях MPI впускные каналы предназначены лишь для впуска бензовоздушной смеси в цилиндры, поэтому здесь нет необходимости придавать каналам винтовую форму, оснащать их заслонками, закрытыми или открытыми в зависимости от режима работы двигателя, как это делается при прямом впрыске.

Этими ухищрениями перечень отличий прямого впрыска от распределенного не исчерпывается, но основные, видимые, как говорится, невооруженным глазом, уже названы. Итак, бензонасос высокого давления, более сложные форсунки, поршни, впускной коллектор — как ни крути, это не достоинства, а недостатки, которые не предвещают, что MPI-моторам, ничего подобного не имеющим, придется сойти со сцены. По крайней мере, в ближайшем будущем.

Тем не менее это должно случиться. Причина та же, что в свое время поставила крест на карбюраторе и моновпрыске, — неспособность распределенного впрыска удовлетворять все более строгим требованиям к содержанию вредных веществ в выхлопных газах и необходимость улучшения экономических характеристик без ухудшения динамических параметров. Сравнительные испытания с MPI показывают, что при одинаковом рабочем объеме двигатели с прямым впрыском демонстрируют не только уменьшенный на 20-25% расход топлива, но и обеспечивают 10-процентный прирост мощности. Какой производитель добровольно откажется от таких удовольствий?

Впрочем, есть у прямого впрыска один подвох. По части экологии он хорош во всем, за исключением выброса сажи в атмосферу. Тут прямой впрыск — достойный конкурент дизелю. Это дает шанс MPI ужиться с FSI. Оно бы и неплохо, но может статься, что совместно проживать им предстоит в одном моторе! Во всяком случае именно такая мысль пришла в голову инженерам концерна Volkswagen, разработавшим бензиновые силовые агрегаты 1.8 TFSI (заводские коды CJEB, CJSA, CJSB) и 2.0 TFSI (CNCB, CNCD, CJXC), составляющие семейство ЕА888 третьего поколения, где в одном двигателе используются сразу и FSI, и MPI!

Наш вердикт

Производители себе на уме, но если спросить у белорусских владельцев бензиновых автомобилей, какой мотор лучше, MPI или FSI, скорее всего, услышим в ответ дифирамбы в адрес первого и ничего хорошего о втором. И вот вам правда жизни: оценка системы питания, которой теоретики и аналитики прочат безоговорочную победу, может измениться на противоположную, если учесть, чем в наших условиях эксплуатации оборачивается ее сложность.

Сергей БОЯРСКИХ
Фото автора
ABW.BY

Благодарим за консультации и помощь в организации фотосъемки «Ресурсный центр» на базе автомеханического колледжа имени академика М.С.Высоцкого

Что из себя представляет FSI двигатель и чем отличается от других?

Главное отличие в конструкции силовых агрегатов FSI от других механических устройств внутреннего сгорания заключается в подаче бензина под высоким давлением через форсунку непосредственно в камеру сгорания.

Автомобильный двигатель, работающий по технологии FSI, был разработан в лаборатории концерна Mitsubishi, а сегодня такие моторы уже устанавливаются на многие марки машин различных европейских, американских и японских производителей. Лидерами в производстве силовых агрегатов FSI по праву считаются компании Volkswagen и Audi, почти все автомобили которых, сейчас оснащаются этими моторами. Кроме них такие двигатели, но в меньших объемах, на свои машины устанавливают: BMW, Ford, Mazda, Infiniti, Hyundai, Mercedes-Benz и General Motors.

Применение FSI двигателей в значительной мере уменьшает вредные выхлопы от автомобилей и позволяет снизить расход горючего на 10-15%.

Основное отличие от прежних конструкций

Важной отличительной чертой FSI является наличие двух последовательных топливных систем, подающих бензин. Первая – это оборотная система с низким давлением постоянно циркулирующего топлива, соединяющая бензобак, циркуляционный насос, сетчатый фильтр, контрольный датчик, и трубопровод подачи бензина во вторую систему.

Второй контур подает топливо на форсунку для его распыления и подачи на цилиндры для сжигания и выполнения в итоге механической работы.

Принцип работы контуров

Задача первого циркуляционного контура подать топливо на второй. Он обеспечивает постоянную циркуляцию горючего между топливным баком и устройством впрыска бензина в качестве которого установлена распылительная форсунка.

Поддержание режима постоянной циркуляции обеспечивается насосом, который расположен в бензобаке. Установленный датчик постоянно следит за уровнем давления в контуре и передает эту информацию в электронный блок, который при необходимости может изменять работу насоса для стабильной подачи бензина ко второму контуру.

Задача второго контура заключается в обеспечении подачи необходимого количества распыленного горючего внутрь камер сгорания двигателя.

Для этого в ее состав входят:

  • подающий насос плунжерного типа, для создания необходимого давления горючего при подаче его на форсунку;
  • установленный в насосе регулятор для обеспечения дозированной подачи топлива;
  • датчик контроля изменения давления;
  • форсунка для распыления бензина при впрыске;
  • распределяющая рампа;
  • предохранительный клапан, для защиты элементов системы.

Согласование работы всех элементов обеспечивается специальным устройством электронного управления через исполнительные механизмы. Для получения качественной горючей смеси установлен расходомер воздуха, регулятор его расхода и приводы управления воздушными заслонками. Управляющие электронные устройства обеспечиваю заданное программой соотношение количества распыляемого топлива и воздуха, необходимого для его сжигания.

Кстати, на нашем портале vodi.su, есть статья из которой вы узнаете как пользоваться быстрым пуском двигателя.

Принцип регулировки

В работе FSI двигателя существуют три режима образования горючей смеси в зависимости от нагрузки на двигатель:

  • гомогенный стехиометрический, рассчитанный на работу силового агрегата при высоких оборотах и больших нагрузках;
  • гомогенный однородный, для работы мотора на средних режимах;
  • послойный, для эксплуатации двигателя на средних и малых оборотах.

В первом случае положение дроссельной воздушной заслонки определяется в зависимости от положения акселератора, впускные заслонки открыты полностью, а впрыск топлива происходит на каждом такте работы двигателя. Коэффициент избытка воздуха для сжигания топлива равняется единице и достигается самое эффективное его сжигание при таком режиме работы.

При средних оборотах двигателя дроссельная заслонка открывается полностью, а впускные заслонки закрыты, в результате коэффициент избытка воздуха поддерживается на уровне 1,5 и для эффективной работы в топливную смесь может подмешиваться до 25% отработанных выхлопных газов.

При послойном смесеобразовании впускные заслонки закрыты, а дроссельная заслонка прикрывается и открывается в зависимости от нагрузки на двигатель. Коэффициент избытка воздуха находится в пределах от 1,5 до 3,0. Остающийся избыточный воздух в этом случае играет роль эффективного теплоизолятора.

Как видим, принцип работы двигателя FSI основан на изменении количества подаваемого для приготовления горючей смеси воздуха, при условии непосредственной подачи топлива в камеру сгорания через распыляющую форсунку. Управление подачей топлива и воздуха осуществляется с помощью датчиков, исполнительных механизмов и электронного блока управления двигателем.