Моторное масло для Системы FSI, TFSI | Топливый насос высокого давления

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.

Характеристика

С момента изобретения бензиновых моторов конструкторы и инженеры пытались решить вопрос высокой эффективности. В 20 веке было сделано много удачных конструкторских решений в данной области. В 90-х годах японские автопроизводители предложили систему прямого впрыска топлива. Особенность в том, что форсунка установлена непосредственно в цилиндре. Но затем GDI, а именно так называлась технология, не получила широкого распространения, так как эксплуатация двигателей с ней была довольно дорогой, а повышение мощности и экономичность удалось увеличить лишь минимально. Однако эта система была взята за основу для изобретения новых систем впрыска, и сегодня мы наблюдаем появление новых более эффективных силовых агрегатов.

В отличие от Японии, в Европе к подобным решениям пришли лишь в начале 2000-х годов. Работу по созданию эффективного непосредственного впрыска вели инженеры группы VAG. В ходе разработок специалисты проанализировали ошибки и опыт японских моторостроителей, после этого и родился двигатель FSI. Что это такое, понятно уже из названия. В отличие от GDI в FSI, применяют так называемый послойный впрыск.

Конструкция напоминает японский GDI, но инженеры VAG смогли добавить систему электронного управления составом топливной смеси. Да, за счет этого двигатель получился более сложным, но в итоге мощность и экономичность выросла до 15 %, а это уже солидная цифра.

Расшифровывается аббревиатура FSI или Fuel Stratified Injection, как послойный впрыск топлива. Одно из основных отличий от всех прошлых технологий – отсутствие турбонаддува. В данной линейке компания предлагает только атмосферные силовые агрегаты.

При помощи насоса, который создает высокое давление в топливной системе, бензин тут же поступает в цилиндры. Впрыск осуществляется специальными форсунками с шестью калиброванными отверстиями. За счет данных отверстий бензин распределяется по цилиндру максимально равномерно. Топливная смесь готовится благодаря наличию управляемым электроникой воздушным заслонкам. За счет этого смесь получается более однородной и сгорает с максимальной эффективностью. На этом и построена экологичность, безопасность и прирост мощности.

Электронные системы управляют работой двигателя так, что в камеры сгорания поступает максимально точное количество топлива. Имеется также функция двойного впрыска – здесь смесь может распределяться между тактами. Данная функция очень полезна, когда осуществляется холодный пуск, например, зимой. Смесь обогащается до полного нагрева мотора и катализатора.

Еще один важный нюанс – наличие ТНВД в двигателе FSI. Что это такое, хорошо знают владельцы дизельных агрегатов.

Что значит FSI двигатель: особенности, ремонт, обслуживание

Замечательно мчаться на машине, слушая рёв мотора, ощущая его мощность и скорость. Именно эти показатели учитываются первыми при выборе автомобиля, 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.

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 2021 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.

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

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.
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.
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.

Особенность топливной системы

Используется две схемы движения горючего – это два контура. В одном давление низкое, в другом – высокое. Контур с низким давлением состоит из стандартных элементов. Это топливный бак, регулятор давления, бензонасос, фильтр, клапан регуляции давления. Такой контур предназначен для подачи горючего к ТНВД от бака.

В контур высокого давления входит ТНВД, топливопровод (в том числе распределяющий), датчики давления, предохранительный клапан и форсунки. Основная его задача – обеспечить впрыск бензина в цилиндры двигателя. Рабочее давление в этом контуре доходит до 10–11 МПа.

Конструктивные особенности

Естественно, рассказать обо всех конструктивных «хитростях» и технических «ноу-хау», примененных в современных двигателях TSI в короткой обзорной статье невозможно. Поэтому мы остановимся только на основных принципиальных особенностях устройства этих моторов.

Система турбонаддува

У обычных турбированных двигателей крыльчатка нагнетателя воздуха раскручивается выхлопными газами. Поэтому производительность турбины зависит от оборотов двигателя. То есть, достичь максимальной мощности и крутящего момента возможно только при 3000÷3500 об/мин и выше. Этот недостаток получил название эффекта «турбо-ямы». Чтобы устранить подобный весьма ощутимый минус на двигатели TSI последовательно с газовой турбиной установили дополнительный высокоскоростной механический компрессор, соединенный с валом двигателя ременной передачей. Технологически два нагнетателя воздуха расположены на противоположных сторонах блока цилиндров двигателя.

Алгоритм работы турбонаддува в таких моторах выглядит следующем образом:

На холостых оборотах воздух в цилиндры поступает, минуя механический компрессор, через газовую турбину, создающую минимальное дополнительное повышение давления.
При нажатии на педаль акселератора электромеханическая муфта включает в работу механический нагнетатель, что позволяет даже при незначительном увеличении оборотов двигателя (до 1400÷1500 об/мин) достичь максимального крутящего момента. В этот период (в диапазоне 1400÷3500 об/мин) оба нагнетателя работают одновременно и последовательно.
После того, как двигатель «раскручен» до 3500 об/мин «электронные мозги» выключают механический компрессор и основным нагнетателем воздуха в цилиндры становится газовая турбина. Причем при повышенных нагрузках (например, при резком ускорении или преодолении крутых подъемов) предусмотрен динамический режим, когда бортовой компьютер периодически «включает» в работу дополнительный компрессор «в помощь» турбине.

На заметку! Двигатели TSI от Volkswagen (объемами 1,0, 1,2 и 1,4 литра) могут быть укомплектованы только одной газовой турбиной (без механического компрессора). Эффект «турбо-ямы» устранен за счет конструктивных особенностей нагнетателя (в частности уменьшения диаметра крыльчатки). Поэтому турбина может работать высокоэффективно в широком диапазоне оборотов.

Система охлаждения

Еще одной технической особенностью двигателя TSI является то, что в нем применен интеркулер с жидкостной системой охлаждения. Это позволяет достичь большей плотности воздуха, и как следствие, в значительной степени повысить эффективность сгорания топливной смеси. Что в свою очередь приводит к дополнительной экономии бензина.

Впрыск топлива

Система подачи топлива в цилиндры двигателей семейства TSI во многом напоминает аналогичный процесс в дизельных моторах TDI. Бензин впрыскивается непосредственно в камеру сгорания под очень большим давлением (в диапазоне 100÷150 бар) через форсунку, имеющую 6 отверстий (которые и обеспечивают заявленный производителем послойный впрыск). По сравнению с двигателями MPI топливо более равномерно заполняет весь внутренний объем цилиндра. За счет этого происходит увеличение эффективности сгорания воздушно-бензиновой смеси и КПД двигателя, а также снижение в значительной мере расхода топлива.

Блок цилиндров

В зависимости от рабочего объема конструкторам удалось уменьшить массу двигателя TSI (по сравнению с аналогичным MPI) на 14÷22 кг. В качестве материала для изготовления блока цилиндров использован специальный сплав на основе алюминия. Механическая и термическая прочность обеспечивается за счет запрессованных гильз из чугуна.

Недостатки

Теперь давайте рассмотрим недостатки двигателя FSI. Что это такое, мы уже знаем – это мотор, где используется послойный впрыск. Недостатки имеются, несмотря на то, что агрегат действительно имеет более высокую мощность при сниженном расходе топлива. Все дело в том, что мотор за счет конструктивных особенностей очень требователен не только к качеству горючего, но и требует более хорошего обслуживания. Чтобы силовой агрегат работал без поломок, владелец должен пристально следить за ним.

Первым недостатком считается расположение форсунок в цилиндрах. Данная конструкция, даже если учесть, что двигатель питается только дорогим качественным топливом с брендовых заправок, больше подвержена загрязнениям. Это влечет за собой существенные перебои в работе мотора:

затрудненный запуск;
пропуски зажигания;
троение;
большой расход.

В критических ситуациях могут возникнуть необратимые последствия, которые приводят к дорогому ремонту, а то и замене двигателя на Volkswagen.

Чтобы избежать засорения форсунок, необходимы частые профилактические чистки. Естественно, постоянное их снятие с последующей очисткой на специальных стендах – это очень дорого. Сам же VAG рекомендует заливать в бак вместе с топливом специальные очищающие присадки. Концерн присадки не изготавливает, а вся та продукция, что продается под брендом VAG, иногда имеет очень высокую цену. Владельцу нужно обращать внимание на присадки известных брендов.

Сравнительные технические характеристики и основные достоинства

Описывать технические характеристики весьма широкой линейки всех двигателей TSI от Volkswagen не имеет смысла. Эту информацию легко найти на сайте производителя. Отметим только, что поставляемые на российский рынок модели автомобилей, чаще всего оснащены моторами TSI с рабочим объемом от 1,4 до 2,0 литров, мощностью от 125 до 220 лс и крутящим моментом от 200 до 350 Нм.

Для сравнения! Современный атмосферный двигатель MPI (с распределенным впрыском) от Volkswagen с рабочим объемом 1,6 литра обладает мощностью в 110 лс и крутящим моментом 155 Нм (в диапазоне 3800÷4000 об/мин). Вполне достойные показатели для большинства выпускаемых концерном малолитражек. А вот из меньшего по объему TSI (1,4 литра) немцам удалось выжать аж 150 «лошадок» с крутящим моментом 250 Нм (в диапазоне 1500÷3500 об/мин)! Причем в городском цикле Jetta с «атмосферником» потребляет 8,2 литров бензина на 100 км пробега, а c TSI всего 7,2 литра. То есть MPI, имея на 14% больший объем, проигрывает турбированному мотору с непосредственным впрыском: по мощности (на 36%), по крутящему моменту (на 62%) и по расходу бензина (на 14 %).

Неисправности

К сожалению, необходимость частого профилактического обслуживания форсунок – это далеко не все проблемы двигателей FSI. Дело в том, что из-за особенностей конструкции быстро загрязняются еще и впускные клапаны газораспределительного механизма. В отличие от тех же форсунок, это более серьезная проблема. Для ее решения нужно участие высококвалифицированных специалистов. В силу тех же особенностей конструкции ДВС нельзя убрать отложения присадками. Нужно разбирать мотор, хоть и частично.

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:

Контур, отвечающий за высокое давление, поддерживает работу топливного насоса иного типа.
Насос делает забор топлива из зоны с пониженным давлением, при этом, он может осуществлять регулировку уровня давления.
По мере ускорения работы машины показатель давления увеличивается до 0,5 МПа. При спокойной езде давление не превышает 0,05 МПа.
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.
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.

Профилактика неисправностей

Можно существенно снизить интенсивность загрязнения двигателя. Для этого нужно применять различные топливные присадки. Они не только очищают топливную систему, но и увеличивают ресурс двигателя. Нужно учитывать, что для разных систем моторов «Фольксваген Пассат Б6» необходимы различные присадки.

Еще один важный момент – это масло. Моторное масло для немецкого двигателя должно быть качественным и только синтетическим. Никакое другое использовать нельзя. Менять его нужно каждые 7 тысяч километров, а не 10, поскольку данный мотор очень нагружен.

Стоит ли приобретать автомобили с данными силовыми агрегатами?

Вот мы и узнали подробней про двигатель FSI. Хороший это или плохой выбор, каждый решит для себя сам. Но автомобили бренда с этими моторами очень привлекают потенциальных владельцев повышенными динамическими характеристиками и высокой экономичностью. Но, с другой стороны, имеется масса негативных отзывов о силовых агрегатах. Хотя практика показывает, что при должном уходе можно избежать серьезных проблем и дорогостоящего ремонта.