Malou revolucí v konstrukci zážehových
motorů nedávno způsobily
nové benzínové motory TSI od automobilky
Volkswagen. Hlavním rysem
motorů TSI se stal dvojí systém plnění
válců vzduchem, který je zajištěn
kombinací funkce mechanicky poháněného
kompresoru spolu s turbodmychadlem.
Systém zajišťuje dokonalé
zásobování motoru vzduchem
za každého jízdního režimu, čímž
dochází k dokonalému prohoření
zápalné směsi ve válcích. Proto jsou
motory TSI nejen velmi dynamické
ale i hospodárné a ekologické.
Pro plnění válců v nízkých otáčkách
je motor vybaven mechanicky
poháněným (šroubovým) kompresorem,
který pracuje na základě tzv.
Rootsova principu. Kompresor funguje
do max. otáček motoru 2400 min-
1, poté je odpojen a jeho funkci přebírá
klasické turbodmychadlo. Kompresor
i turbodmychadlo jsou řazeny sériově.
Regulaci chodu kompresoru zajišťuje
elektromagnetická spínací spojka, pro
ovládání turbodmychadla slouží zase
obtoková kontrolní klapka. V případě,
že turbodmychadlo pracuje, je klapka
otevřená a vzduch proudí od dmychadla
přes mezichladič přímo do sacího
potrubí a do válců. Pokud kompresor
pracuje, je klapka turbodmychadla
uzavřená a naopak. Maximální přetlak
v sacím potrubí motoru může
být až 2,5 bar při 1500 ot.min-1. Turbodmychadlo
je navrženo tak, aby
své největší účinnosti dosahovalo ve
středním výkonovém spektru, tedy
při středních otáčkách motoru.
Prvním vozem vybaveným motorem
TSI se stal Golf GT. Jeho motor
1.4 TSI dosahuje max. výkon 125
kW (170 k) a největší točivý moment
240 Nm. Průměrná spotřeba automobilu
je přitom pouze 7,2 l benzínu na
100 km. Sportovně střižený Golf GT
dosahne rychlosti 100 km.h-1 během
7,9 s, přičemž jeho největší rychlost
je 220 km.h-1.
Kromě vysoce výkonného 125kilowattového
agregátu existuje ještě
umírněnější verze 1.4 TSI/103 kW
(140 k), vybavená rovněž systémem
dvojího plnění.
Oba motory si díky svým vynikajícím
vlastnostem stačily získat již
slušnou oblibu u zákazníků a montují
se do vozů Golf GT, Golf Variant,
Golf Plus, Jetta a Touran. Jistě není
bez zajímavosti, že byly nedávno
oceněny prestižním titulem Engine
of the Year Award 2007.
NASTUPUJE TSI 90 KW
Navzdory svým nesporným přednostem
jsou motory se systémem dvojího
plnění přece jen technicky poměrně
komplikované, a výrobně drahé.
V důsledku toho zavádí automobilka
Volkswagen v těchto dnech do výroby
ekonomickou variantu agregátu TSI,
motor 1.4 TSI o výkonu 90 kW/122 k.
Výkonově nejmenší TSI s 90 kW je na
rozdíl od svých silnějších sourozenců
vybaveno pouze speciálně upraveným
turbodmychadlem a nemá již Rootsův
(mechanicky poháněný) kompresor.
Nový motor se začíná vyrábět v továrně
VW v Chemnitz a ještě letos by se
měl začít dodávat do modelové řady
Golf. Díky svým parametrům by měl
postupně zcela nahradit starší koncernový
motor 1.6 FSI/85 kW (115 k).
1.4 TSI má oproti 1.6 FSI celou řadu
výhod, mezi které patří např. o 6 %
nižší spotřeba paliva, lepší momentová
i výkonová charakteristika, menší
zástavbový prostor a v neposlední
řadě (díky nižšímu zdvihovému objemu)
také nižší sazba pojištění. Je zajímavé,
že v porovnání se starším motorem
FSI poskytuje nový 1.4 TSI o 30
% vyšší točivý moment. Maximální
točivý moment přitom narostl až na
hodnotu 200 Nm.
Motor je na dnešní poměry neskutečně
pružný: maximální točivý
moment lze čerpat v rozmezí otáček
1500 až 3500.min-1. Je zajímavé, že
80 % momentového maxima je k dispozici
již od 1250 ot.min-1.
Plochá momentová křivka doslova
předurčuje agregát ke kombinaci
s novou úspornou 7stupňovou automatizovanou
převodovkou DSG. Počítá
se, že 1.4 TSI/90 kW se bude dodávat
do velké části modelové řady VW, od
nejmenších vozů až po VW Passat.
PROPRACOVANÁ TECHNIKA
ZVYŠUJE ÚČINNOST
Ačkoli motor poskytuje (vzhledem
k nízkému zdvihovému objemu)
poměrně vysoký výkon, vykazuje nízkou
spotřebu paliva i nízké emise CO2.
Dle prvních měření nepřesahuje spotřeba
benzínu u tohoto motoru 7 l na
100 km (6,7 l na 100 km) a emise CO2
jsou 146 g na 1 km. Klíčem k vysoké
efektivitě motoru, která se projevuje
nízkou měrnou spotřebou paliva
a vysokou účinností je propracovaná
technika, k níž patří: přímé vstřikování
benzínu, nový systém přeplňování,
nízký zdvihový objem, nízké vnitřní
tření a nízké vnitřní ztráty.
Vysoká dynamika, která je u výkonnějších
verzí TSI zajištěna, kombinací
práce turbodmychadla a kompresoru, je
u 90 kW TSI zajištěna speciálně vyvinutým
turbodmychadlem. Díky němu
vykazuje nejmenší motor TSI nejen
pozoruhodný maximální výkon 90 kW,
ale i nebývalý měrný točivý moment
144 Nm.l-1, navíc s příkladně plochou
křivkou průběhu momentu. V důsledku
toho je motor agilní již při nízkých otáčkách,
a to i bez přídavku kompresoru.
Velkou předností rovněž je, že motor
nevykazuje vůbec žádný turboefekt. ¨
Hospodárnost a efektivita práce
motoru jsou založeny na dokonalé
tvorbě zápalné směsi, která je (stejně
jako u motorů TDI) dána souhrou
funkce turbodmychadla (dokonalé
plnění válců motoru vzduchem)
s elektronicky řízeným systémem
přímého vstřikování paliva. Dokonalé
plnění válců vzduchem zajistí, spolu
s přímým vstřikem benzínu, efektivní
prohoření směsi paliva ve válcích
a efektivnější využití energie vzniklé
z paliva.
TECHNICKÉ ÚDAJE
Základem nového 90kW motoru 1.4
TSI (označovaných také jako EA111)
je řadový 16ventilový agregát se zdvihovým
objemem 1390 cm3, vybavený
elektronicky řízeným přímým vstřikem
paliva a elektronicky řízeným
systémem zapalování. Motor disponuje
oddělenými čidly spalování (klepání)
v každém válci a má i zcela nové
speciální turbodmychadlo s vodním
mezichladičem. Inženýři Volkswagenu
zcela přepracovali sací systém
a nové sací potrubí je schopno zajistit
lepší plnění válců vzduchem.
Systém přeplňování bylo nutné pro
potřeby nového motoru rovněž optimalizovat
a konstruktéři proto vyvinuli
velmi rychle reagující turbodmychadlo
s malým oběžným průměrem,
které se dokáže i při malém průtoku
výfukových plynů velmi rychle roztočit
a podávat excelentní výkony.
Maximální rychlost turbodmychadla
je 220 000 ot.min-1! Nezbytnou součástí
celého systému je elektricky
řízený ventil, který kontroluje maximální
tlak v systému.
Novinkou na nejmenším TSI je
rovněž vodní mezichladič stlačeného
vzduchu (intercooler), který je nově
integrován přímo v sacím potrubí
motoru. Díky vodnímu chlazení pracuje
mezichladič nesmírně efektivně
a dokáže zmenšit objem motorem
nasávaného vzduchu z 11 l až na 4,8
l. Tím se samozřejmě snižuje i tlak
potřebný pro přeplňování, který je
nyní nejvýše 1800 mbar.
Technici při stavbě motoru pečlivě
hlídali každý gram a výsledkem je
optimalizovaná hmotnost benzínového
agregátu: motor 90 kW TSI je
o celých 14 000 g lehčí než obdobný
motor TSI 125 kW.
Rovněž technologie vstřikování
benzínu je neobyčejně vyspělá
a přesně uzpůsobená pro 1.4 TSI/90
kW. Vstřikování paliva do válců
zajišťuje nově vyvinutý vysokotlaký
ventil se 6 vstřikovacími otvory.
Tím je zajištěno efektivní smísení
směsi ve válcích a proces hoření je
více efektivní, s nízkým množstvím
emisí uhlovodíků HC. Vstřikovací
ventil je umístěn mezi sacím potrubím
a hlavou válců a max. vstřik.
tlak je 110 bar.
Nejmenší TSI sice vykazuje (na
zážehový přeplňovaný motor)
relativně vysokou kompresi 10:1,
přesto si vystačí s nejběžnějším
95oktanovým bezolovnatým benzínem.
1.4 TSI/90 KW V PŘEHLEDU
? Max. výkon 90 kW (122 k) při
otáčkách 5000 až 6400 min-1
? Největší točivý moment 200 Nm
je dostupný při 1500 až 3500
ot. min-1
? 80 % maxima točivého momentu
lze čerpat již při 1250 ot.min-1
? Max. moment o 30 % převyšuje
motor 1.6 FSI
? Zdvihový objem 1390 cm3
? Vrtání a zdvih 76,5 a 75,6 mm
? Kompresní poměr 10:1
? Maximální plnicí přetlak 1,8 bar
? Max. otáčky turbodmychadla
220 000 min-1
? Celková hmotnost 131 kg .
