Silnik 1.0 TSI: dynamika i wydajność przy ograniczonej masie

Mała masa ma kluczowe znaczenie przy projektowaniu samochodów, ale szczególną rolę odgrywa przy opracowywaniu współczesnych silników. To istotne nie tylko dlatego, że silnik jest jednym z najcięższych elementów samochodu, ale również ze względu na pracujące w nim ruchome części.

Głównym celem twórców zupełnie nowej jednostki 1.0 TSI było maksymalne ograniczenie masy, tarcia wewnętrznego i strat energii przy zachowaniu jak najmniejszych wymiarów zewnętrznych. Owocem ich prac jest nowoczesna konstrukcja, która zakłada szerokie wykorzystanie stopów aluminium. Dzięki temu silnik w standardowej konfiguracji waży zaledwie 93 kg -  to o 10 kg lepszy wynik od poprzedzającej jednostki 1.2 TSI o porównywalnych osiągach.
 
„Nowy silnik dysponuje większą mocą i większym maksymalnym momentem obrotowym, a jednocześnie jest lżejszy oraz zużywa mniej paliwa, a więc emituje mniej dwutlenku węgla. Dzięki zastosowaniu nowoczesnych rozwiązań nowa jednostka wyróżnia się cichszą pracą i niskim poziomem wibracji.” – mówi Martin Hrdlička, odpowiedzialny w ŠKODZIE za rozwój podwozi i jednostek napędowych.
 
„Oczywiście, osiągnięcie takich parametrów nie było łatwe” – kontynuuje Hrdlička, wskazując na takie innowacyjne rozwiązania jak bardziej zaawansowane, odporne na wysokie temperatury materiały wykorzystane do budowy turbosprężarki oraz uszlachetniony stop, z którego zbudowana jest głowica silnika. Wskazuje także na pompę oleju, która precyzyjniej reguluje ciśnienie w obiegu smarowania, oraz na podwójny obieg układu chłodzącego, dzięki któremu w głowicy silnika może być utrzymywana niższa temperatura niż w kadłubie silnika.
 
Silnik 1.0 TSI wytwarzany jest w Mladá Boleslav i został zaprojektowany z myślą o wykorzystaniu w modelach: FABIA, RAPID, OCTAVIA i KAROQ. Nowy silnik obecnie oferowany jest w połączeniu z pięcio- i sześciostopniową ręczną skrzynią biegów oraz dwusprzęgłową automatyczną skrzynią biegów DSG o siedmiu przełożeniach. Zależnie od konfiguracji jednostka ta dysponuje mocą maksymalną w przedziale od 95 do 115 KM.
 
Skrzynia korbowa silnika

Skrzynia korbowa silnika została wykonana z odlewanego ciśnieniowo aluminium. Ma otwartą przestrzeń chłodzącą, zapewniającą lepsze odprowadzenie ciepła od najbardziej obciążonej górnej części cylindrów. Rozwiązanie to zapewnia wiele korzyści takich jak na przykład wydłużenie żywotności pierścieni tłokowych. Spośród innych zalet tego rozwiązania należy wymienić tuleje cylindrowe wykonane z żeliwa szarego, co zwiększa sztywność całego kadłuba. Odlewy ciśnieniowe z aluminium mają w Mladá Boleslav wyjątkowo długą historię liczącą aż 55 lat. Tutejsza odlewnia przetwarza każdego roku ponad 20 000 ton aluminium.

 
Kompaktowe wymiary

Bardzo nowoczesna trzycylindrowa jednostka 1.0 TSI charakteryzuje się bardzo niewielkimi wymiarami zewnętrznymi. Układ dolotowy ma bardzo krótki przewód dolotowy i wodną chłodnicę powietrza doładowania zintegrowaną z kolektorem dolotowym. W połączeniu z elektronicznym sterowaniem ciśnieniem doładowania rozwiązanie to zapewnia bardzo szybką i zdecydowaną reakcję na naciśnięcie pedału gazu.

 
Wyważenie silnika

Dzięki sztywnej konstrukcji silnika, małej masie wału korbowego, poprzecznemu ułożeniu oraz nowoczesnej konstrukcji koła zamachowego i tłumika drgań skrętnych konstruktorzy mogli osiągnąć zamierzony efekt bez konieczności stosowania wałka wyrównoważającego. Ostatnie dwa z wymienionych rozwiązań zostały specjalnie zaprojektowane z myślą o zmniejszeniu drgań wywołanych przez pracę trzech cylindrów. Brak wałka wyrównoważającego pozwolił na ograniczenie masy oraz wewnętrznego tarcia w silniku, polepszając jego sprawność.

 
Pompa olejowa o zmiennym wydatku

Zastosowana pompa olejowa ma wirnik o zmiennym ustawieniu wobec osi obrotu. W typowych warunkach pracy, w zależności od potrzeb smarowania łożysk, chłodzenia cylindrów i zasilania nastawnika wałka rozrządu, pompa może zmieniać ciśnienie oleju w układzie smarowania w zakresie 1–4 bary. Ciśnienie oleju jest mierzone czujnikiem i regulowane z zastosowaniem elektrozaworu. Dzięki zmniejszeniu strat energii do napędu pompy oleju zmniejszone zostało zużycie paliwa przez silnik.

 
Wtrysk paliwa

W silniku 1.0 TSI paliwo jest wtryskiwane do cylindrów pod ciśnieniem nawet 350 barów. Wielokrotny wtrysk paliwa w zależności od potrzeb pozwala na realizację nawet trzech wtrysków w jednym cyklu. W połączeniu z precyzyjnie określonym kształtem strumienia wtryskiwanego paliwa zapewnia to optymalną sprawność silnika w każdym zakresie pracy.

 
Turbosprężarka

Układ doładowania silnika 1.0 TSI wykorzystuje turbosprężarkę o dużym ciśnieniu doładowania (nawet do 1,6 bara). Precyzyjnie i szybko działający elektrozawór sterujący zapewnia między innymi błyskawiczną reakcję na naciśnięcie pedału gazu i pozwala na usykanie dużego momentu obrotowego już małej prędkości obrotowej silnika.

 
Zawory wydechowe wypełnione sodem

Technologia drążenia trzonków zaworów wydechowych i wypełniania ich sodem jest stosowana przede wszystkim w motorsporcie i mocno obciążonych silnikach samochodów osobowych. Wypełnienie sodem zapobiega przegrzewaniu się zaworów i pozwala silnikowi operować w wyższej temperaturze gazów wydechowych. Masa każdego z wydrążonych zaworów jest o trzy gramy mniejsza niż tradycyjnego zaworu.