Celem europejskich producentów samochodów jest stała redukcja emisji CO2 wytwarzanych przez oferowane przez nich pojazdy. Do 2008r. standardem emisji ma być 140 gramów tego gazu na kilometr. Aby to osiągnąć należy zmniejszać zużycie paliwa. Przy tym silnik powinien zapewniać odpowiednio dużą moc, być trwały i posiadać kompaktowe wymiary, tak by można było zastosować go w wielu modelach jednocześnie. Taką charakterystykę posiada najnowsza jednostka Volkswagena – 1,4 FSI twincharger z turbosprężarką i kompresorem.

Najskuteczniejszym sposobem na redukcję spalania jest obniżanie pojemności silnika, czyli tzw. „downsizing”. Zastosowanie tego typu rozwiązania powoduje zmniejszenie wewnętrznego tarcia i podwyższenie sprawności działania. Jednak silnik o małej pojemności w ograniczonym stopniu spełnia wymogi aktywnej i bezpiecznej jazdy. Więcej mocy można uzyskać np. poprzez zamontowanie turbosprężarki. Słabością tego typu jednostek są z kolei istotne braki mocy w niskich zakresach obrotów. Rozwiązaniem tego problemu jest kompresor – napędzana mechanicznie turbina zdolna dostarczyć silnikowi dodatkowego powietrza już przy niskich obrotach.

Najnowszy silnik Volkswagena – 1,4 TSI (technologia FSI i twincharger) o mocy 170 KM, powstał właśnie dzięki połączeniu dwóch systemów doładowania (turbosprężarka i kompresor) z technologią bezpośredniego wtrysku paliwa FSI.

Wybór wyjściowej jednostki napędowej padł na silnik FSI typu EA 111, stosowany w Golfie w wariantach 90-konnym (1,4 l) i 115-konnym (1,6). Głównym zadaniem inżynierów Volkswagena przy konstruowaniu silnika 1,4 TSI było zaprojektowanie nowej, odpornej na długotrwałe obciążenia dochodzące do 21,7 bara skrzyni korbowej i harmonijne połączenie obu technik doładowania. Inne modyfikacje zastosowane w tym silniku to wprowadzenie obudowy cylindrów z szarego żeliwa i pompy wodnej z elektromagnetycznym sprzęgłem. Technologia wtrysku w stosunku do bazowej jednostki również została zmieniona. W 1,4 TSI zastosowano po raz pierwszy sześciootworowy wysokociśnieniowy zawór wtryskowy. Rozwiązanie to umożliwia dokładniejsze dozowanie paliwa w zależności od aktualnego stylu jazdy kierowcy.

Przy niskich obrotach o dodatkową moc dba mechanicznie napędzany paskiem kompresor, posiadający wewnętrzne przełożenie podłączone z podwójnym synchronizacyjnym kołem zębatym. W momencie wzrastania obrotów silnika załącza się dodatkowo turbosprężarka. Dzięki niej można wcześnie odciążyć kompresor poprzez otwarcie zaworu omijającego. W ten sposób ograniczany jest niekorzystny wpływ mechanicznych systemów doładowania na wartości spalania paliwa.

a

Maksymalne ciśnienie doładowania w twinchargerze wynosi około 2,5 bara przy 1.500 obrotach na minutę. Za osiągnięcie tych wartości turbosprężarka i kompresor odpowiedzialne są mniej więcej w tym samym stopniu. Silnik wyposażony jedynie w turbosprężarkę osiągnąłby zaledwie około 1,3 bara.

Kompresor pracuje zwykle tylko do 2.400 obrotów na minutę. Podczas ruszania z miejsca wytwarza on doładowanie 1,8 bara, dzięki czemu od 1.250 obrotów na minutę kierowca dysponuje momentem obrotowym w wysokości 200 NM (utrzymywanym do 6.000 obrotów na minutę). W zakresie średnich i wysokich obrotów odpowiedni poziom doładowania wytwarzany jest przez turbosprężarkę. Począwszy od 3.500 obrotów na minutę stopień sprawności turbosprężarki wzrasta na tyle, iż można całkowicie odłączyć kompresor. Oba układy działają więc jednocześnie jedynie w sytuacji, gdy kierowca chce wykorzystać pełne możliwości samochodu w zakresie średnich obrotów.

Samochód z silnikiem 1,4 TSI prowadzi się jak auto posiadające dużą jednostkę wolnossącą (np. o pojemności 2,3 l). Kierowca dysponuje maksymalnym momentem obrotowym pomiędzy 1.750 a 4.500 obrotów na minutę (o czym informuje montowany seryjnie wskaźnik ciśnienia doładowania). Podczas manewru wyprzedzania przy stosunkowo niskich prędkościach silnik ten reaguje jednak znacznie lepiej niż jednostki wysokolitrażowe. Przyspieszenie od 80 do 120 km/h na piątrym biegu w 8,0 sekundy jest tego najlepszym dowodem. Z kolei w wyższych zakresach obrotów, 1,4 TSI utrzymuje dynamikę przewyższającą tą znaną z turbodoładowanych silników wysokoprężnych. Maksymalne obroty osiągają wartość ponad 7.000 na minutę. Wszystko to przy spalaniu rzędu 7,2 l / 100 km (20% mniej w porównaniu do wolnossącego silnika o tej samej mocy). Przy spokojnej jeździe twincharger spala jedynie 5,9l.

źródło: vw.pl