Технологической инновацией в автопроизводстве стал двигатель FSI. Это японская разработка. Изначальное название - GDI (непосредственный впрыск бензина). Но компания VW взяла эту разработку за основу, и теперь с конвейера сходят двигатели категории FSI. Расшифровка FSI: двигатель с непосредственным в цилиндры. Передовая технология FSI активно используется производителями машин Audi и Mercedes.

Схема работы FSI двигателя

Двигатель внутреннего сгорания FSI – это бензиновый двигатель, который работает с непосредственным впрыском топлива в цилиндры двигателя. Особенность этих двигателей (сравниваем с и ) в порядке подачи топлива в цилиндры двигателя непосредственно на такте сжатия.

Интересно знать! Первенцем в семье FSI стал 1,4-литровый двигатель. Появился он в 2000 году в концерне Volkswagen. Им был снабжен автомобиль Lupo.

Эти двигатели имеют двухконтурную систему подачи топлива низкого и высокого давления, а также , соединенную непосредственно с (в ней топливо находится под высоким давлением). Форсунки по команде ЭБУ (), поступившей от датчика положения распределительных валов, отправляют топливо в двигатель. Благодаря такому алгоритму работы достигается высокая топливная экономичность, низкое количество выбросов продуктов сгорания в атмосферу и эффективное использование энергии двигателя.

Конструкция двигателя

Двигатель состоит из таких основных деталей и систем: блок цилиндров и его головка, кривошипно-шатунный механизм, механизм фазораспределения, и выпускные коллекторы, Особенность строения двигателя FSI – это уникальная топливная система. Она состоит из 2 контуров давления: низкого и высокого давления.

Контур низкого давления

Контур низкого давления подразумевает топливный резервуар, топливный насос и фильтр, датчик низкого давления. Главную роль в контуре низкого давления играет топливный насос, потому как он строго дозированно (сигнал поступает от датчика низкого давления) транспортирует топливо под давлением 0,05-0,5 МПа в сам контур высокого давления. Сигнал датчика направляется в блок управления мотором, а оттуда направляется к блоку управления топливным насосом (он меняет обороты вращения насоса и сдавливание в контуре).

Контур высокого давления

Контур высокого давления формирует систему непосредственного впрыска топлива. Вторая ступень подачи топлива (контур) состоит из плунжерного насоса высокого давления с регулировочным клапаном и датчиком высокого давления, который сохраняет требуемое давление в рампе, непосредственно соединенной с форсунками.

Привод насоса высокого давления запускается от распределительных валов за счет кулачков, непосредственно действующих на плунжер. В топливном насосе высокого давления () возникает давление, требуемое для впрыска топлива в цилиндры двигателя на такте сжатия. Бензин в цилиндры подается через форсунки, которые получают команду на открытие от ЭБУ. За счет интенсивного распыления топлива и активного его перемешивания с воздухом, попадающим в цилиндры, образуется качественная рабочая смесь. Это дает возможность полного сгорания топлива и обеспечения максимальной эффективности работы двигателя на разных режимах.

При непосредственном впрыске топлива на разных нагрузках работы мотора происходит несколько видов образования топливной смеси:

- послойное;

Стехиометрическое гомогенное;

Гомогенное.

Различные типы смесеобразования дают возможность эффективного использования топлива (его полное сгорание из-за качества смесеобразования, повышения мощности, снижения удельного количества вредных выбросов на различных нагрузках работы мотора).

ТНВД формирует необходимое давление бензина в топливной рампе, которое передается на форсунки и, в зависимости от команды ЭБУ, транспортируется в цилиндры двигателя. Регулятор давления, встроенный в ТНВД, обеспечивает необходимое количество подачи топлива без пульсации в рампу и непосредственно к форсункам.

Предохранительный клапан ограждает систему подачи топлива от высоких давлений, возникающих вследствие температурного расширения топлива. Он установлен в рампе. Датчик высокого давления обеспечивает требуемое давление в топливной рампе для достижения качественного распыления топлива в цилиндре двигателя на такте сжатия для образования качественной рабочей смеси.

Слаженную работу всех устройств обеспечивает система электронного управления двигателем. СЭУ состоит из: датчиков, дающих сведения о положении , валов газораспределительной системы, количества расходования воздуха и его температуры, а также рабочей температуры двигателя, температуры окружающего воздуха; исполнительных устройств и самого выдающего команды на эти приборы.

Разнообразие получаемых топливных смесей позволяет добиться качественной топливной смеси (способствует полному сгоранию, возрастанию мощности двигателя, снижению потребления топлива и, наконец, уменьшению вредных выбросов).

Так, на малых и средних оборотах мотора происходит послойное смесеобразование. При этом типе образования смеси дроссельная заслонка почти целиком открыта. Воздух в двигатель поступает с большой скоростью, впрыск топлива происходит в конце такта сжатия в область искрообразования свечи.

А при высоких оборотах происходит стехиометрическое (легковоспламеняемое) гомогенное (однородное) образование смеси. В этом случае открыта сообразно с размещением педали газа, на такте впуска осуществляется впрыск топлива, и образуется однородная топливная смесь.

Достоинства двигателя

Двигатель FSI с прямым впрыском топлива – инновационная разработка, которая позволила совместить в себе ряд положительных моментов:

Мотор активно чувствует при любых оборотах (это здорово выручает на скоростной трассе).

Точное время впрыска топлива в камеру сгорания определяется электромагнитным клапаном.

Угол поворота распредвала 40о позволяет увеличить тягу на начальных и средних оборотах мотора.

Воздух минимально засоряется вредными выбросами (это обеспечивает рециркуляция отработанных газов).

Подписывайтесь на наши ленты в

Двигатели 2.0 FSI (Fuel Stratified Injection, что в переводе с английского - послойный впрыск топлива) не являются уникальными в своем роде, однако, чаще встречаются на рынке. Компания Mitsubishi первой представила подобный двигатель в 1997 году - 1.8 GDI.

В теории двигатель 2.0 FSI является экономичным и экологичным. Он характеризуется, как гораздо более эффективный, чем обычные инжекторные моторы. Преимуществ очень много.

Следует признать, что если все работает как надо, то автомобиль с 2.0 FSI и TFSI понравится многим. Вы можете рассчитывать на выгодное соотношение производительности к расходу топлива. Например, Audi A3 2.0 FSI в среднем потребляет около 7,5-8 л/100 км, а 200-сильная версия – всего на 2 литра больше.

Возможно, именно поэтому Volkswagen решил развивать турбированные модификации мотора, а FSI – изъял из продажи. В итоге, TFSI попал под капот многих моделей концерна VW и в настоящее время является главным двигателем для мощных компактов, небольших спортивных автомобилей и автомобилей среднего и более высокого класса. Если 2.0 FSI был представлен только в одном варианте форсировки – 150 л.с., то TFSI получил несколько вариаций – от 170 до 272 л.с.

К сожалению 2-литровый агрегат с непосредственным впрыском имеет ряд дорогостоящих проблем. В безнаддувных версиях после 90-140 тыс. км на впускных клапанах появляются углеродистые отложения – нагар. Встречаются проблемы с распредвалами и датчиками двигателя. Кроме того, достаточно незначительных перебоев в работе мотора, чтобы появилось сообщение «Check Engine».

В случае с турбодвигателем следует опасаться проблем с турбокомпрессором и большого расхода масла (порой уходит до 1 л на 2000 км). Кроме того, отмечены случаи появления нагара на впускных клапан и отказ датчиков (например, датчика детонации).

Нагар на клапанах.

Симптомы: неровная и грубая работа, снижение мощности.

Ремонт: проблема в основном затрагивает ранние версии FSI. Позже было изменено программное обеспечение. Удаляют нагар несколькими способами: специальными чистящими средствами или механически.

Расход масла.

Симптомы: быстрое падение уровня масла, повреждение катализатора.

Ремонт: проблема хорошо знакома официальным дилерам. Чрезмерное потребление масла в основном касается 200-сильной версии мотора начального периода производства и более позднего 211-сильного агрегата. Решение одно – капитальный ремонт двигателя.

Техника.

2-литровый двигатель с непосредственным впрыском топлива – это современная конструкция. Помимо особой системы впрыска этот мотор имеет поршни и 16-клапанную головку, изготовленные из алюминиевого сплава, впускной коллектор с заслонками управления потоком воздуха, а также систему изменения фаз газораспределения.

За привод ГРМ отвечает зубчатый ремень, но в некоторых версиях TFSI – цепь (с 2008 года – CAWA, CAWB, CCTA, CCZA и CCZC). В системе впрыска используется насос высокого давления и клапан рециркуляции отработавших газов. Двигатель TFSI постоянно развивается, и в настоящее время флагманская версия мотора имеет мощность 272 л.с.

Технические данные. Часть 1.

Примечание: * Двигатель может быть запитан от биоэтанола; ** Вариант устанавливался в Audi A4 серии 8E (DTM версия).

Технические данные. Часть 2.

Примечание: *** Только на Golf V GTI Edition ограниченным тиражом 30 шт; **** Только в Golf VI GTI Edition ограниченным тиражом 35 шт; ***** В Leon Cuprze; ****** В Golf R - производитель указывает мощность 271 л.с.

Стоимость запасных частей ($) *

* Для 2,0 TFSI / 200 л.с. (2006).

Применение .

Наибольшее распространение двигатели получили в следующих автомобилях:

Audi A3 (2003-2012) , Skoda Octavia II (2004-2013), Audi A5 (с 2008 года), Volkswagen Golf (2003-2008), Seat Leon (2005-2012), Volkswagen Passat (2006-2010).

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 сайт, есть 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 , 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.

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.

FSI — это атмосферные бензиновые двигатели концерна Volkswagen, которые устанавливались на модели Audi, Volkswagen, Skoda и Seat. Потом немцы придумали и решили добавить, усовершенствовать эту линейку двигателей и добавили туда турбонаддув, в итоге аббревиатура изменилась и стала называть TFSI и TSI.

Простое отличие — TFSI/TSi — моторы с турбиной, а FSI — без. При этом, VAG производил FSI и с турбиной, и у таких моторов была соответствующая надпись — Turbo FSI.

Из линейки FSI — только один мотор до сих пор устанавливают на Туарег, это 3.6-литровый V6. Остальные моторы не выпускаются уже с 2009 года, так как технически устарели. И их заменили атмосферные двигатели концерна VAG MPI, которые ставятся на модели Skoda.

Линейка моторов FCI состояла из агрегатов объемом 1.4, 1.6, 2.0, 2.8, 3.2, 3.6, 4.2 литра.

В целом двигатели FSI надежные, но так как им уже не мало лет, а машин с приличное количество, владельцы порой испытывают проблемы. И они у всех разные, все зависит от конкретного экземпляра.

Самые беспроблемные моторы 1.4, 1.6 и 2.0 литра. Хотя и с ними бывают неполадки, например заливает свечи, однако, такое встречается далеко не у каждого, да и стоит понимать с любым другими мотором такое также возможно.

Еще на FSi встречается не стабильная работа на холостых, мотор требователен к качеству топлива. Обычно это решается заменой мембраны, выбором качественной заправочной станции или заменой прокладки клапанной крышки.

Более сложными и дорогостоящими в обслуживании и ремонта являются двигатели больших объемов — 2,8, 3,2, 3,6 и 4,2 литра. Во-первых это моторы не с четырьмя цилиндрами, а с 6-ью и 8-ми, и соответственно, вам придется менять не четыре свечи, а больше. Тоже самое и с маслом, лить туда его придется больше, да и масложор встречается не редко.

Еще один нюанс таких объемных моторов — это не удачное сочетание АКПП, а ведь эти ДВС идут только с коробкой автомат. Владельцы жалуются на частые пинки. И расход топлива более высокий, по сравнению с меньшими объемами.

Конкретно у двигателя 3.2 FSI — случаются задиры цилиндров и он считается одним из самых проблемных ФСИ-моторов. Еще и цепь растягивается достаточно часто. Поэтому многие эксперты отговаривают от покупки такого авто, но если вы решите приобретать проверьте эндоскопом.

В целом стоит понимать, что эти моторы не выпускаются уже почти 10 лет, кроме 3.6 FSI на Туареге, поэтому и пробеги у них будут большие и проблемы какие-то выстрельнут.

Однозначно утверждать в том, что тот или иной мотор плохой или хороший нельзя. Поэтому, перед покупкой загоняйте машину в сервис и все тщательно проверяйте, замерьте компрессию, просканируйте ошибки, прокатитесь, чтобы ДВС не потряхивало и расход был оптимальным.