Технологию FSI (послойный впрыск топлива) называют передовой. Правда ли это? О том, что такое система впрыска FSI и принцип ее работы, расскажем в данной статье.
Эту систему еще много лет назад разработали японские конструкторы и внедрили в производство. Правда, она называется GDI - непосредственный впрыск бензина . А европейские производители, в частности концерн VW ,просто перенял эту технологию и соответственно сменил название. И выпускает двигатели семейства FSI с непосредственным впрыском.
Знакомство с системой FSI начнем с самого сложного, с топливного насоса высокого давления, а уж потом перейдем непосредственно к самой системе впрыска: что это такое и как она работает.
Топливный насос высокого давления
Топливный насос высокого давления (ТНВД) установлен на корпусе распределительных валов и приводится в действие от двойного кулачка на впускном распределительном вале. Этот ТНВД создает давление в топливной системе около 100 Бар.Конструкция ТНВД: одноплунжерный насос высокого давления, имеющий регулировку по подаче топлива. То есть, ТНВД подает в систему только такое количество топлива, которое требуется в данный момент или в тот момент, который предстоит через определенный промежуток времени.
Принцип работы
Конструкция системы двигателя FSI имеет два контура - низкого и высокого давления. Контур низкого давления объединяет топливный бак, топливный насос, топливный фильтр, а также датчик низкого давления.Основным элементом контура низкого давления является топливный насос, который служит для подачи топлива в контур низкого давления. Топливный насос встроен в топливный бак. Насос создает давление порядка 0,05-0,5 МПа. Управление производительностью насоса осуществляется соответствующим блоком управления, объединенным с топливным насосом. Топливный насос обеспечивает подачу строго определенного количества топлива в систему, необходимого для работы двигателя. Это достигается за счет постоянного измерения давления топлива в контуре датчиком низкого давления.
Сигнал от датчика поступает в блок управления двигателем. Значение сигнала сопоставляется со стандартным значением для конкретного режима работы двигателя. При отличии давления от стандартного значения, блок управления двигателем подает сигнал блоку управления топливным насосом.
Блок управления топливным насосом изменяет обороты вращения насоса, тем самым изменяет его производительность и давление в контуре. Контур высокого давления образует систему непосредственного впрыска топлива.
Статья посвящена вопросу о том, FSI двигатель – что это такое? При сравнении рынка современных транспортных средств и их аналога десятилетней давности, обнаружить различие совсем нетрудно. Если раньше машины отличались только двумя видами силовых агрегатов (бензин и дизель), то сегодня картина резко изменилась. Автолюбителям предлагается огромное количество разных видов дизельных и бензиновых модификаций. Конечно, все обычно зависит от кармана водителя, но производители (особенно бренды) стараются охватить весь рынок и имеют в линейке своих моделей и самые бюджетные варианты, которые своими ходовыми качествами мало чем отличаются от продвинутых модификаций.
FSI двигатель – что это такое? Подбирая себе машину, некоторые водители желают слышать рев движка, чувствовать бешеную скорость и мощь силового агрегата. Однако не все знакомы с тем, что показатели эти зависят исключительно от силового агрегата. А на работу последнего влиять может что угодно. Как конструкция самого агрегата, так и материалы, из которых он произведен. Это все также влияет на экологичность движка, топливный расход и пр.
Это технология, используемая в транспортных средствах популярных брендов. Впервые FSI испытали на движках «Фольксваген» в 98 г. На конвейер поставлена в 2000 г.
FSI впрыскивает топливо слоями. Немцы разработали достаточно небольшого объема устройство. Дебютную модель испытывали на 1.4-литровом движке, мощностью 86 лошадок. Модель была встречена овациями, а произведенный в 2006 2-литровый силовой агрегат с такой технологией удостоился признания в высших кругах.
В чем особенности FSI?
Движки, работающие с технологией FSI, были одобрены в широких кругах по ряду причин:
- Общая мощь увеличилась.
- Топливный расход уменьшен.
- Токсичность выбросов уменьшена.
- Улучшена динамика.
Особенности впрыска
Сравним старый мотор с движком FSI. В первом топливо шло через коллекторы попадало в цилиндры. А в движках с технологией FSI оно поступает в камеру сгорания. Топливо подается дозами и экономично расходуется. Такой процесс в отличие от движков старого образца способствует повышению экологичности.
У движков, оснащенных системой FSI, имеется 2 контура с пониженным и повышенным давлением. Такой Контур увеличивает эффект и качество работы движка. Нужное давление поддерживает бензонасос. Если надо, то бензонасос достает горючее из зоны, где давление ниже. В состав контура низкого давления входят бак и фильтр, датчик.
Сигнал поступает к датчику, затем попадает в в управляющий блок. В это время автоматика сравнивает полученные данные со стандартным режимом. Сигнал попадает в топливный блок. Последний влияет на обороты.
Принцип работы FSI
В силовом агрегате насос держит давление. Автоматика контролирует подачу горючего. Электроника регулируя подачу топлива, экономит его. При холодном запуске движка эффективно работает двойная система впрыска. Топливо уже обогащено до включения катализатора и прогрева движка.
Устройство движка
В силовых агрегатах системы FSI предусмотрена система двойного впрыска, используемая для запуска холодного двигателя. В тот момент, когда он прогревается, в него подается обогащенное топливо. FSI настолько универсальная система, что ее популярность растет буквально на глазах. Этому способствуют чудеса экономичности и практичности.
Основные отличия FSI от обычного бензинового движка
- В первом случае горючка идет в камеру сгорания, во втором первоначально проходит через коллектор.
- Кислород поступает в движок через заслонку, которая контролирует порционную подачу горючего. Смесь превращается в однотипную. Топливо сгорает практически сразу.
- В форсунках есть шесть отверстий, через них в камере сгорания распыляется топливная смесь.
- FSI стоит на несколько ступеней выше по показателям разгона, экологичности и экономичности.
Движки с технологией FSI в данный момент устанавливаются во многих транспортных средствах крупнейших европейских концернов, «Ауди», «БМВ», «Мерседес», «Шкода» и других. FSI двигатель - что это такое мы уже выяснили. Это высокоэкологичная система, существенно увеличивающая возможности обычного силового агрегата. Одно из важнейших достоинств – экономия топлива до двадцати пяти процентов. Объем таких двигателей колеблется в промежутке от 1.4 литра до 5.2 литра. В своем классе эти движки имеют лучшую динамику разгона.
Мы с вами разобрали. Но вот двигатель FSI, от того же Volkswagen как то остался в стороне, давайте разберемся с этой не справедливостью и все таки проясним что же такое этот двигатель? Читаем дальше…
Двигатель FSI — Fuel Stratified Injection (послойный впрыск топлива). Не является турбированным двигателем (как двигатель TSI), это двигатель с так называемым непосредственным впрыском топлива.
Разработан в 1998 году, а вот серийно был установлен уже в 2000 году, на автомобили Volkswagen. Топливная система имеет два контура, первый контур пониженного давления, второй соответственно повышенного давления.
Вот условная схема топливной системы двигателя FSI
Контур низкого давления:
- топливный бак
- топливный насос
- топливный фильтр
- перепускной клапан
- регулятор давления топлива
Контур высокого давления:
6. топливный насос высокого давления
7. трубопровод высокого давления
8. распределительный трубопровод
9. датчик высокого давления
10. предохранительный клапан
11. форсунки впрыска
Прочее:
12. адсорбер
13. электромагнитный запорный клапан продувки адсорбера
Теперь отличие двигателя FSI, от обыкновенного бензинового двигателя
У обыкновенного бензинового двигателя впрыск топлива происходит в цилиндры двигателя через впускной . А вот у FSI впрыск топлива происходит непосредственно в камеру сгорания. Форсунки имеют шесть микроотверстий, которые с очень большой эффективностью распределяют топливо по камере сгорания, в свою очередь воздух подается через специальную заслонку. Благодаря этому топливная смесь получается однородной, что улучшает ее сгорание в цилиндрах двигателя. Благодаря непосредственному впрыску топлива, двигателя FSI превосходят обыкновенные двигатели в динамики разгона, в выбросе вредных веществ в атмосферу (гораздо меньше), а также экономичность такого двигателя лучше, иногда экономия доходит до 25 %.
Принцип работы
В отличие от обыкновенного бензинового двигателя, у двигателя FSI, есть контур с повышенным давлением, необходимое давление поддерживает топливный насос нового типа, который забирает топливо из зоны пониженного давления. Надо сказать, что топливный насос регулирует давление исходя из потребности. При ускорении автомобиля давление увеличивается, до 0,5 Мпа, а при спокойном движении, скажем под горку, давление может составлять всего 0,05 Мпа. Управление насосом происходит определенным блоком управления и датчиком низкого давления. Благодаря этим электронным системам в цилиндры двигателя подается нужное количество топлива, ни больше, ни меньше, именно столько сколько нужно. Поэтому переливание топлива, или голодание от топливной смеси здесь исключено. Также есть еще одно преимущество — это двойной впрыск топлива (распределение подаваемого топлива между тактом впрыска и тактом сжатия), нужен для пуска холодного двигателя, когда подается обогащенная топливная смесь, до того времени, как прогреется двигатель и каталитический нейтрализатор.
В заключении хочется сказать, что первый двигатель 1,4 литра (86 л.с.) FSI в 2000 году стал лучшим двигателем в своем классе. А в 2006 году, новый 2,0 литра FSI, опять же признан эталоном.
— имеет лучшую разгонную динамику
— малый выброс вредных веществ в атмосферу
— лучшую экономию топлива, от 15 до 25 %, в отличии от обыкновенного двигателя.
Многие производители, например AUDI. Взяли двигатели FSI себе на вооружение, после модернизации родился турбированный , который основан все на том же двигателе. Сейчас линейка насчитывает несколько десятков модификаций от 1,4 литра до 5,2 литра. И устанавливается на модели Volkswagen, AUDI, Skoda, Seat.
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.
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 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: .
Для очистки впускного тракта и поддержания работоспособности воздушных заслонок: .
Для удаления влаги из топливного бака:
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