1.5 TSI evo - nowy, oszczędny jak diesel silnik do Volkswagena Golfa
Supertechnologia dla każdego. Volkswagen wprowadza silnik 1.5 TSI, który wyprzedza konkurencję pod względem zaawansowania technicznego.
Firma Volkswagen nie próżnuje. Cztery lata po wprowadzeniu na rynek nowego silnika 1.4 TSI EA211 (następcy 1.4 TSI EA111), przychodzi czas na kolejną nowość. Jesienią do sprzedaży wchodzi nowa jednostka 1.5 TSI. Pojemność zwiększono poprzez wydłużenie skoku tłoka o 5,9 mm. To jednak najmniej istotna ze zmian.
Nowa jednostka ma możliwość pracy w tzw. cyklu Millera. Sztuczne opóźnienie faz zaworów dolotowych dzięki superszybkiemu fazatorowi wałka rozrządu, bardzo wysoki spręż (aż 12,5:1) oraz wydajne turbodoładowanie już od 1300 obr./min pozwalają na zmniejszenie tzw. strat pompowania przy średnich i niskich obciążeniach silnika. To poprawia ekonomikę.
1.5 TSI evo będzie pierwszym masowo wytwarzanym silnikiem benzynowym z turbo o zmiennej geometrii. Specjalna konstrukcja kierownicy umożliwia wytrzymanie wysokich temperatur gazów wydechowych, jakie pojawiają się w silnikach o zapłonie iskrowym (tu nawet 880ºC). Intercooler wodny przeniesiony został przed przepustnicę i potrafi schłodzić sprężany ładunek do temperatury zaledwie o 15ºC wyższej niż otoczenie.
To kolejny silnik VW, w którym zastosowano odłączanie cylindrów ACT. Przy niskich obciążeniach pozwala to obniżyć opory wewnętrzne i podnieść sprawność cyklu, co przekłada się na dalszą poprawę ekonomiki.
Sporo wysiłku włożono w poprawę efektywności silnika przystosowanego do pracy w trybie start&stop. W mocniejszej wersji (150 KM) cylindry mają specjalną strukturę zatrzymującą olej i zmniejszającą ich wycieranie się przy pracy na zimno. Przy nagrzewaniu się silnika obieg cieczy chłodzącej zatrzymuje się (szybciej osiąga wysoką temperaturę). Układ smarowania też ma regulowany wydatek, a sama pompa sterowana jest komputerem.
Jak wprowadzone zmiany przełożą się na parametry eksploatacyjne? Podstawowa wersja ma moc 130 KM (poprzednik - 125 KM). Identyczny jest moment obrotowy (200 Nm), ale w 1.5 TSI osiągany jest o 100 obr./min wcześniej. Dynamika samochodu pozostanie więc bardzo podobna, natomiast zużycie paliwa ma spaść średnio o niemal 10%. To coraz bardziej zbliża efektywność TSI do TDI.
Jednostka serii EA211 1.5 TSI z oznaczeniem "evo" pozwoli na obniżenie średniego zużycia paliwa do 10% w stosunku do obecnie stosowanego silnika 1.4 TSI EA211. Tym samym nowy Golf będzie w stanie zużywać poniżej 7 l/100 km w mieście, co sprawi, że wersja TSI stanie się jeszcze bardziej konkurencyjna wobec odmian TDI. Po wariancie 1.5 TSI 130 KM na rynku pojawi się też wersja 150 KM. Najprawdopodobniej powstaną też mniejsze silniki (1123 cm3 ), zastępujące obecne 1.2 TSI, w których usunięty zostanie czwarty cylinder.
1. Turbo o zmiennej geometrii
To pierwszy masowo produkowany silnik benzynowy z turbo o zmiennej geometrii. Dotąd ta technologia była zarezerwowana dla diesli. Kierownica turbiny sterowana jest siłownikiem elektrycznym, a układ przystosowany jest do wysokich temperatur (w jednostkach benzynowych są one znacznie wyższe niż w dieslach i dlatego dotąd nie stosowano VTG w silnikach benzynowych).
2. Praca w cyklu Millera (sprężanie 12,5:1 i opóźnianie faz rozrządu)
Sztuczne opóźnianie zamknięcia zaworów dolotowych wraz z wysokim stopniem sprężania i wydajnym doładowaniem pozwalają na zmniejszenie strat i tym samym obniżenie zużycia paliwa w zakresie średnich obciążeń (tzw. cykl Millera).
3. Sterowane komputerowo układy chłodzenia i smarowania
Zarówno pompa wodna, jak i olejowa są sterowane komputerowo. Podczas rozgrzewania silnika obieg wody jest wstrzymany, co przyspiesza osiąganie temperatury pracy. Zmienny wydatek pompy olejowej obniża opory wewnętrzne. Pierwsze łożysko wału korbowego jest pokryte warstwą polimeru, co jest jednym z rozwiązań w ramach przystosowania silnika do pracy na oleju SAE 0W-20 w cyklu start&stop.
4. Wtrysk bezpośredni 350 barów
Układ wtryskowy TSI czwartej generacji pracuje przy ciśnieniu wtrysku do 350 barów. Wysokie ciśnienie poprawia atomizację wtryskiwanego paliwa, polepszając proces spalania. Zmniejszone zostały gabaryty wtryskiwaczy, co zmniejsza ich nagrzewanie.
5. Wodny intercooler
Jest zainstalowany nietypowo, bo pomiędzy turbosprężarką a przepustnicą (a nie za nią). Jest on na tyle wydajny, że przy pełnym doładowaniu temperatura sprężanego ładunku przewyższa temperaturę otoczenia jedynie o 15 stopni.
6. Odłączanie cylindrów (ACT)
Za wyłączanie z pracy dwóch środkowych cylindrów odpowiada układ Active Cylinder Technology. Zamyka on zawory obu cylindrów przy jeździe z niskimi obciążeniami, co obniża straty wewnętrzne.
7. Ceramiczne tuleje cylindrów
Wersje o mocy 150 KM będą miały cylindry wykonane w technologii APS (Atmospheric Plasma Spray). Plazmowe nanoszenie proszku na aluminiowy blok daje strukturę z mikroporami, które utrzymują filtr olejowy. To pozwala znacząco obniżyć zużycie cylindra przy pracy na zimno i poprawia odporność silnika na tzw. spalanie stukowe.
Przy tworzeniu nowej jednostki 1.5 TSI założeniem nie było zwiększenie osiągów (przy turbodoładowaniu to banalnie proste), ale poprawa ekonomiczności i lepsze przystosowanie do współpracy z systemem start&stop oraz modułem hybrydowym (w przyszłości). Większa pojemność rekompensuje wpływ pracy w cyklu Millera na osiągi, pozwoli też w przyszłości stworzyć jednostkę o pojemności 1123 cm3 (poprzez usunięcie jednego cylindra). Nowy Golf VII FL z silnikiem 1.5 TSI evo 130 KM będzie spalał średnio poniżej 5 l/100 km (wg cyklu pomiarowego).
Przebieg mocy i momentu obrotowego silnika 1.5 TSI 130 KM
Nowy silnik 1.5 TSI to zdecydowany krok naprzód Volkswagena. Pod względem zużycia paliwa jednostka będzie porównywalna z dieslem o podobnej mocy. Początkowo silnik ma trafić do zmodernizowanego Golfa VII, który zostanie zaprezentowany we Frankfurcie we wrześniu tego roku, a w 2018 roku na pewno będzie podstawowym silnikiem benzynowym dla nowego Passata. Stopniowo silniki 1.5 TSI mają zastępować na rynku jednostki 1.4 TSI, przy czym ich wprowadzenie będzie łączone z prezentacją nowego modelu.
Tekst: Marcin Klonowski, zdjęcia: VW; "Motor" 20-21/2016
