Двигатель 1.4 TSI/TFSI

Двигатель 1.4 TSI производит концерн Volkswagen. TSI – технология послойного непосредственного впрыска топлива при помощи турбонаддува (Turbo Stratified Injection). Относится к семейству малообъемных моторов – 1390 куб. см (1.4 литра).

Двигатель 1.4 TSI

Часто схожие версии двигателя маркируются как TFSI, при этом конструктивных отличий нет, а характеристики совпадают. Это либо маркетинговый ход, либо дело в небольших структурных изменениях.

Серия моторов представлена в 2005 году на автосалоне во Франкфурте. Основан на семействе двигателей EA111. Тогда же заявлена экономия топлива в 5% при увеличении мощности на 14% по сравнению с двухлитровым FSI. В 2007 году анонсирована модель мощностью 90 кВт (122 л. с.), в ней использовался одинарный турбонаддув через турбокомпрессор, а в конструкцию добавлен интеркулер с жидкостным охлаждением.

Особенности конструкции

Модульная конструкция 1.4 TSI

Производитель заостряет внимание на следующих особенностях мотора:

  • Система двойного наддува с турбонагнетателем и механическим компрессором, который работает на низких оборотах (до 2400 об/мин), увеличивая крутящий момент. При частоте вращения двигателя чуть выше холостого хода нагнетатель с ременным приводом обеспечивает давления наддува в 1,2 бар. Максимальная эффективность турбокомпрессора достигается на средних оборотах. Применяется на модификациях двигателя с мощностью более 138 л.с.;
  • Блок цилиндров выполнен из серого чугуна, коленчатый вал – кованый стальной конической формы, а впускной коллектор – из пластмассы и охлаждает воздух наддува. Расстояние между цилиндрами – 82 мм;
  • Головка цилиндра из литого алюминиевого сплава;
  • Пальцы двигателя с автоматической компенсацией зазора в гидроклапане;
  • Термоанемометрический датчик массового расхода воздуха;
  • Корпус дроссельной заслонки легкосплавный, с электронным управлением Bosch E-Gas;
  • Газораспределительный механизм – DOHC;
  • Гомогенный состав топливно-воздушной смеси. Во время запуска двигателя на впрыске создается высокое давление, образование смеси происходит слоями, а также прогревается катализатор;
  • Цепь газораспределительного механизма необслуживаемая;
  • Фазы распредвала регулируются бесступенчатым механизмом, плавно;
  • Система охлаждения – двухконтурная, также регулирует температуру воздуха наддува. В версиях мощностью 122 л.с. и меньше – интеркулер жидкостного охлаждения;
  • Топливная система снабжена насосом высокого давления с возможностью ограничения до 150 бар и регулировкой объема подачи бензина;
  • Масляный насос с приводом, роликами и предохраняющим клапаном (Duo-Centric);
  • ЭСУД — Bosch Motronic MED.

С выходом семейства двигателей E211 на заводе Skoda стали производить измененную версию двигателя 1.4 TFSI Green tec мощностью 103 квТ (140 л.с.), максимальный крутящий момент 250 Нм при 1500 об/мин. Модель для США имеет маркировку CZTA и развивает мощность 150 л.с, на чилийском рынке маркируется как CHPA — модификация мощностью 140 л.с. или CZDA (150 л.с.).

Отличия в новой легкой конструкции из алюминия, встроенный в ГБЦ выпускной коллектор и зубчатый ременной привод для верхнего распределительного вала. Отверстие цилиндра уменьшено на 2 мм и составило 74,5 мм, а ход увеличен до 80 мм. Изменения способствовали увеличению крутящего момента и добавлению мощности. Выпускная система из чугуна, включает один каталитический нейтрализатор, два нагретых кислородных лямбда-датчика, контролирующих выхлопные газы до и после катализатора

Технические характеристики и модификации

Вне зависимости от модификации следующие параметры остаются неизменными:

  • 4 цилиндра расположены рядно, 16 клапанов, 4 клапана на цилиндр;
  • Поршни: диаметр – 76,5; Ход – 75,6 Коэффициент хода: 1,01:1;
  • Пиковое давление – 120 бар;
  • Степень сжатия — 10:1;
  • Экологический стандарт — Евро 4.

Сравнительная таблица модификаций

Код Мощн. (кВт) Мощн. (л.с.) Эффект. мощн. (л.с.) Макс. крутящий момент Обороты для достижения макс. момента Применение на автомобилях
90 122 121 210 1500-4000 VW Passat B6 (с 2009 года)
CAXA 90 122 121 200 1500-3500 VW Golf пятого полонения (с 2007 г), VW Tiguan (с 2008 г), Skoda Octavia второго поколения, VW Scirocco третьего поколения, Audi A1, Audi A3 третьего поколения
CAXC 92 125 123 200 1500-4000 Audi A3, Seat Leon
CFBA 96 131 129 220 1750-3500 VW Golf Mk6, VW Jetta пятого поколения, VW Passat B6, Skoda Octavia второго поколения, VW Lavida, VW Bora
BMY 103 140 138 220 1500-4000 VW Touran 2006, VW Golf пятого поколения, VW Jetta
CAVF 110 150 148 220 1250-4500 Seat Ibiza FR
BWK/CAVA 110 150 148 240 1750-4000 VW Tiguan
CDGA 110 150 148 240 1750-4000 VW Touran, VW Passat B7 EcoFuel
CAVD 118 160 158 240 1750-4500 VW Golf шестого поколения, VW Scirocco третьего поколения, VW Jetta TSI Sport
BLG 125 170 168 240 1750-4500 VW Golf GT пятого поколения, VW Jetta, VW Golf Plus, VW Touran
CAVE/CTHE 132 179 177 250 2000-4500 SEAT Ibiza Cupra, VW Polo GTI, VW Fabia RS, Audi A1

1.4 TSI с двойным нагнетателем

Двигатель 1.4 TSI с двойным нагнетателем

Варианты двигателя развивают мощность от 138 до 168 л.с., при этом абсолютно идентичны по механической части, различие лишь в мощности и крутящем моменте, которые определяется настройками прошивки блока управления. Рекомендуемое топливо  — 95 для менее мощных и 98 для более мощных, хотя допускается и АИ-95, но расход топлива будет чуть больше, а тяга на низах меньше.

График зависимости крутящего момента и мощности от оборотов на двигателях 103 кВт и 125 кВт

График зависимости крутящего момента и мощности от оборотов на двигателях 103 кВт и 125 кВт

Клиноременной привод

Устройство клиноременного привода

В конструкции предусмотрено два ремня: один предназначен для насоса охлаждающей жидкости, генератора и работы климатической установки, второй отвечает за компрессор.

Цепной привод

Устройство цепного привода

Приводят в действие распредвал и масляный насос. Привод распредвала натягивается специальным гидравлическим натяжителем. Привод масляного насоса приводится в действие подпружиненным натяжителем.

Устройство распределительного вала

Блок цилиндров

При изготовлении используется серый чугун во избежание разрушения деталей конструкции, т.к. высокое давление в цилиндрах создает серьезные нагрузки. По аналогии с FSI-двигателями блок цилиндра выполнен в стиле open-deck (стенка блока и цилиндры без перемычек). Такая конструкция устраняет проблемы с охлаждением и оптимизации расхода масла.

КШМ

Кривошипно-шатунный механизм также претерпел изменения по сравнению со старыми двигателями FSI. Так, коленчатый вал более жесткий, что снижает шум от двигателя, диаметр поршневых колец стал больше на 2 мм, чтобы выдерживать возросшее давление. Шатун выполнен по схеме крекинга.

ГБЦ и клапаны

Головка блока цилиндров не претерпела значительных изменений, а вот возросшая температура охлаждающей жидкости и большие нагрузки заставили внести изменения в выпускные клапаны в сторону увеличения жесткости и оптимизации охлаждения. Данная конструкция понижает температуру отработавших газов на 100 градусов.

Схема работы двойного наддува

Схема работы двойного наддува

В основном работу по наддуву выполняет турбонагнетатель, если требуется повысить вращающий момент, активируется механический компрессор посредством магнитной муфты. Такой подход хорош, т.к. способствует быстрому увеличению мощности, развитие высокого момента вращения на низах.

Устройство механического компрессора

Устройство механического компрессора

Кроме того, компрессор не зависит от внешних систем охлаждения и смазки. К недостаткам можно отнести снижение мощности двигателя во время включения компрессора.

Механический компрессор и турбонагнетатель на двигателе

Приивод компрессора

Диапазоны работ турбонагнетателя и механического компрессора

Диапазон работы компрессора от 0 до 2400 оборотов (синий диапазон 1), затем он включается в диапазоне 2400-3500 (диапазон 2), если требуется стремительное ускорение. В итоге это исключает турбояму.

Турбонагнетатель работает на основе энергии отработавших газов, выдавая высокий КПД, но требует серьезного подхода к охлаждению, т.к. создает высокую температуру (зеленый диапазон 3).

Система подачи топлива

Принцип работы топливной системы

Система охлаждения

Схема работы системы охлаждения

Интеркулер

Интеркулер в системе охлаждения двигателя

Система смазки

Схема работы системы смазки

Схема работы системы смазки. Желтый цвет — всасывание масла, коричневый — прямой маслопровод, Оранжевый — обратный маслопровод.

Система впуска

Устройство системы выпуска

1.4 TSI с турбонаддувом

Отличие от модификаций с двумя нагнетателями:

  • нет компрессора;
  • измененная система охлаждения воздуха наддува.

Двигатель 1.4 TSI 90 кВт (CAXA)

Система впуска

Устройство системы впуска

Включает турбонагнетатель, дроссельную заслонку, датчики давления и температуры. Проходит от воздушного фильтра до клапанов впуска через впускной коллектор. Для охлаждения наддувочного воздуха используется интеркулер, по которому циркулирует охлаждающая жидкость при помощи циркуляционного насоса.

Схема работы впускного коллектора

Схема работы впускного коллектора

Головка блока цилиндров

Отличий от двигателя с двойным наддувом нет, только отсутствуют переключающие заслонки на впуске. Подшипники распредвала уменьшены в диаметре, сам корпус также стал чуть меньше. Стенки поршней максимально тонкие.

Турбонагнетатель

Устройство турбонагнетателя

Ввиду того, что мощность ограничивается 122 л.с, нет необходимости в механическом компрессоре, а весь наддув происходит только за счет турбонагнетателя. Большой крутящий момент достигается при малой частоте вращения двигателя. Модуль турбонагнетателя соединен с выпускным коллектором – это характерная черта всех двигателей TSI. Модуль подключен к охлаждающему и масляному контурам.

График зависимости крутящего момента и мощности от оборотов на двигателе 90 кВт

График зависимости крутящего момента и мощности от оборотов на двигателе 90 кВт

Модуль турбонагнетателя отработавших газов имеет уменьшенную геометрию деталей (колеса турбины и компрессора).

Устройство турбонагнетателя отработавших газов

Устройство турбонагнетателя отработавших газов

Наддув регулируется при помощи двух датчиков – давления и температуры, максимальное давление – 1,8 бар.

Схема наддува турбонагнетателем

Схема наддува турбонагнетателем

Распределительный вал

Устройство распределительного вала

Система охлаждения

Устройство системы охлаждения двигателя 90 кВт

Помимо классической системы охлаждения двигателя версия данного двигателя содержит также систему охлаждения воздуха наддува. Они имеют общие точки, таким образом в конструкции всего один расширительный бачок.

Охлаждение двигателя двухконтурное с одноступенчатым термостатом.

В состав охлаждения наддувочного воздуха входят интеркулер, рециркуляционный насос охлаждающей жидкости V50.

Топливная система

Устройство топливной системы двигателя 90 кВт

Контур низкого давления не изменился по сравнению с другими TSI движками, все реализовано с концепцией уменьшения расхода топлива – подается то количество бензина, которое необходимо на текущий момент.

В ТНВД включен предохранительный клапан, защищающий от утечки топливопровод, идущий от контура низкого давления к топливной рампе. Для повышения эффективности пуска холодного двигателя при неработающем моторе бензин поступает в топливную рампу, при этом давление не регулируется из-за закрытого клапана давления топлива.

ЭСУД

Блок управления двигателем Bosch Motronic MED

Bosch Motronic 17 поколения был доработан, чтобы удовлетворять требованиям системы. Установлен процессор повышенной мощности, выполнена настройка для работы с двумя лямбда-датчиками и режимом пуска двигателя с послойным образованием топливно-воздушной смеси.

Неисправности и ремонт

У каждой модификации и поколения свои болячки и особенности. На более поздних версиях могут быть устраненными некоторые недостатки, но при этом проявляются другие.

Неисправность Как устранить или избежать
Детонация, прогар поршневой группы, распад стенок цилиндров. Заправляться качественным бензином на проверенных заправках
Троит на холодную Это особенность работы двигателя (двойной впрыск), со временем после обкатки и притирки эффект должен пройти без вмешательства
Растяжение цепи ГРМ, проявляется как треск при работающем двигателе Вовремя заметить неполадку и заменить цепь
Проблемы с разгоном из-за неправильной работы клапанов управления турбокомпрессором или турбонагнетателем Диагностика и ремонт двигателя

Обслуживание

Турбированный двигатель намного капризнее в эксплуатации, чем атмосферный. Однако продлить срок службы двигателя можно, соблюдая набор несложных правил:

    • Следите за качеством бензина;
    • Регулярно проверяйте расход и уровень масла, с собой возите дополнительный пузырек масла, чтобы не попасть в неприятности на дороге. Масло рекомендуется менять раз в 8-10 тысяч километров;
    • Замена свечей зажигания каждые 30 000 км;
    • Не забывать загонять автомобиль на регулярное техническое обслуживание;
    • После длительной поездки не спешите глушить двигатель, погоняйте его на холостых 1 минуту;
    • Замена цепи ГРМ после 100-120 тысяч пробега.

Нет гарантий, что соблюдение этих принципов избавит от поломок мотора – это распространенная проблема высокотехнологичных двигателей, однако повысить вероятность долголетия в ваших силах. При удачном стечении обстоятельств ресурс двигателя вполне может составить более 300 тысяч километров.

Тюнинг

Учитывая, что некоторые модификации двигателей конструктивно не отличаются, а мощность регулируется блоком управления двигателем, чип-тюнинг увеличивает мощность на пару десятков лошадиных сил, что никак не скажется на ресурсе двигателя. Потенциал двигателя 122 л.с. позволяет развить мощность до 150 л.с., а на двигателях с двойным турбонаддувом можно разогнаться до 200 л.с.

Агрессивные методики чиповки увеличивают мощность до 250 л.с, что является максимальным пределом, преодолевая который начинается повышенный износ деталей мотора, что ведет к уменьшению ресурса и отказоустойчивости.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*