Así funcionan los motores TSI
Los ingenieros alemanes de Volkswagen son una de las referencias en lo que a innovación tecnológica en el mundo de los motores se refiere. Si ya dieron ese paso que cambió por completo la concepción de los motores diesel, al añadir el turbocompresor a los antiguos SDI y sustituirlos por los ya globalizados TDI, ahora han revolucionado también el mundo de los motores de gasolina con su nueva tecnología TSI.
Si la evolución que han mostrado los TDI en su corto periodo de existencia ha sido espectacular, llegando a sacar de un motor de 1.900 cc hasta 150 caballos de potencia, el camino que se presenta para los TSI no es menos atractivo, ya que, sin ir más lejos, el Golf GT que monta un motor de 1.390cc TSI, da, nada más y nada menos, que 170 CV. Una potencia específica de unos sorprendentes 122 CV por litro. Y tampoco son menos sorprendentes los 240 Nm de par que garantiza este motor entre las 1.750 y las 4.500 rpm. ¿Pero de dónde salen esos caballos? ¿Cómo funcionan los motores TSI para estar a ese nivel de prestaciones?
El principio de funcionamiento es tan básico como lógico: siguiendo la filosofía ya empleada en los motores TDI, y en cualquier motor sobrealimentado en general, la idea consistía en ser capaz de extraer más potencia de cada ciclo motor. Por otro lado, y con las reducciones de las emisiones de CO2 en la lista de objetivos de todas las marcas, se tenía que reducir el consumo. De entrada, y si seguimos la cadena lógica, parece que la misión era complicada: menos consumo, menos combustible, menos energía liberada en la combustión… menos potencia. Pero Volkswagen tiró de ingenio para dar con la solución. Para empezar, un motor de pequeña cilindrada tendría un consumo necesariamente menor. ¿Y las prestaciones? Pues se tiraría de sobrealimentación para mejorarlas. Y en este punto es donde encontramos la principal diferencia de los TSI con cualquier otro motor sobrealimentado.
Volkswagen analizó las ventajas e inconvenientes de la sobrealimentación de motores mediante los dos métodos tradicionales (compresor volumétrico y turbocompresor), y entendió que combinando los dos sistemas en un mismo motor, los harían funcionar en harmonía armonía para que en el sistema global sólo entraran en juego las ventajas de cada uno de ellos individualmente. Sin duda, evidente. Los turbocompresores apenas se utilizaban en motores de gasolina porque su funcionamiento óptimo requería unas altas revoluciones en el motor que los gasolina no justificaban. Complementarlos con un compresor volumétrico era una idea evidente. Pero nunca nadie lo había intentado antes en coches destinados a la venta al público.
De esta forma, y partiendo de la base del motor FSI de inyección directa, se diseñó un nuevo bloque de fundición gris de alta resistencia para que el motor fuera capaz de aguantar las altas presiones a las que la sobrealimentación lo iba a someter. En este sentido, la relación de compresión lograda de 10:1 (sí, sí, dispone de intercooler, no os asustéis) es una cifra a tener muy en cuenta. Pensemos que el TSI cuenta, a ralentí, con una presión de admisión de 1,8 bar, y dispone de una presión de sobrealimentación máxima de 2,5 bar. Eso y otros tantos retoques, como una nueva válvula de inyección de alta presión (aumentada hasta 150 bar) de 6 orificios, que permite una mayor variabilidad en el flujo de combustible inyectado en cámara, dieron como resultado el primer motor TSI.
Una centralita electrónica es la encargada de decidir cuando entra en acción el compresor y cuando el turbocompresor se vale por sí mismo para garantizar la presión de sobrealimentación necesaria para la demanda de potencia (por encima de 3.500 rpm, el turbo se vale por sí solo), gobernando una mariposa de regulación que reparte el aire de admisión entre un camino y otro. Pero de entrada, y conociendo los puntos débiles de cada uno de los sistemas, es evidente cómo funciona el motor: a bajas rpm, cuando el turbo no gira a suficientes vueltas como para hacer efectivo el trabajo del compresor asociado, el encargado de meter más aire en el motor es el compresor volumétrico. Cuando se alcanzan velocidades de giro tales que permiten que el turbocompresor trabaje en su punto óptimo, se desactiva el compresor volumétrico, que consume potencia del motor.
Pero no sólo este innovador sistema de sobrealimentación es el responsable del nivel de estos motores. La otra pata de la ecuación es el sistema de inyección directa de gasolina, ya empleado en los motores FSI de la marca alemana. Con la inyección directa en la cámara de combustión, como ya pasara en su día con los motores diesel, se obtiene una gestión del combustible óptima, mejorándose tanto los consumos como el rendimiento de la combustión.
El resultado es un motor de gasolina capaz de subir hasta las 7.000 vueltas en su versión de 1.4, y con una curva de par prácticamente plana que hace de la conducción una tarea mucho más sencilla para cualquier conductor. Así, sin necesidad de cambiar de marcha para que el motor suba de vueltas y proporcione par inmediato, los motores TSI tienen unas cifras de recuperación a marchas altas que son para quitarse el sombrero. Y no sólo eso, sino que los consumos son un 20% menores a los que tendría un motor atmosférico de potencia y par similar (claro, tenemos que irnos a los de más de 2 litros para igualar las prestaciones de los TSI). Y pese a la potencia, las altas presiones y los elevados regímenes de giro, los TSI prometen ser tan duraderos como cualquier motor con el sello Volkswagen.
Para acabar de entender el concepto de los TSI, os recomiendo que no dejéis de echarle un vistazo a este didáctico vídeo de promoción de Volkswagen.
Vídeo Promocional | El motor TSI
Imágenes | MecánicaVirtual
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¿Os acordáis del análisis que hicimos del funcionamiento de los motores TSI? ¿Y de la transmisión automática DSG de 7 velocidades? Pues bien, la combinación de estos dos avances tecnológicos le han valido a Volkswagen el premio “Yellow18 ene 2008 22:50
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Un gran post, pero armonía se escribe sin hache… ;)
realmente es una tecnologia muy avanzada y me ha sorprendido mucho.
el motor 1.4 tsi de 170cv da en banco 199cv.
yo creo que volkswagen ha hecho un gran trbajo y que si a esta tecnologia se le sumaria la de utilizar etanol como conbustible tendriamos la tecnologia del coche del futuro(hasta 2012),que es cuando los coches impulsados por hidrogeno deberian de aparecer en el mercado global.
ademas este motor si utilizaria etanol como conbustible daria en banco unos 230cv.
Es bueno saber estas cosas.
Muy bien S Marcus:)
Estoy de acuerdo con todos un gran avance,lo que me alucina es que los motores 1.4 normalmente son de 70/75 cv pero este me sorprende un 10!
Ya hay armonía ;)
Grandísimo motor este 1.4tsi de 170cv(192cv en banco segun autopista) que casi mejora las prestaciones del motor que yo tengo tfsi (212cv) en banco. Incluso el 1.4 140 declara más de 170 por lo que yo casi ni entiendo la compra de vehiculos diésel…
Si además instala la caja de cambios DSG estamos ante unos automóviles sin competéncia. Imaginaros con el sistema stop&start… creo que están al caer!
impresionante a donde puede llegar Volkswagen con su tecnología :O
pero me han dicho que el motor TSI 1.4 170cv puede llegar a petar si lo llevas durante mucho tiempo a alta velocidad con altas revoluciones…
De todas maneras el lancia delta integrale, ya tenia turbo y compresor, aunque la tecnologia en la epoca (1988 me parece) no permitia sacar tanto rendimiento, pero el primero fue el lancia
al cesar lo que es del cesar
viva volkswagen
hola, podria alguien brevemente explicarme la diferencia entre el compresor volumetrico y el turbo compresor. Siempre he estado del lado de los señores motores TDI, pero desde que que estoy viendo estos motores TSI me quito el sombrero, de todas formas queda demostrado que los alemanes son los amos.
"los TSI prometen ser tan duraderos como cualquier motor con el sello Volkswagen."
Aunque sea un motor muy avanzado, no creo que dure tanto como cualquier otro motor de prestaciones parecidas y de más cilindrada. El tiempo lo dirá…
#11 El compresor volumétrico ofrece una respuesta más rápida (no tiene efecto retardo del turbo)además ofrece un mayor par motor a bajas revoluciones.
Gran post, si señor. No entiendo mucho de motores, pero bueno me hubiera gustado estudiar alguna ingeniería sobre automobiles si hubiera en españa(estoi estudiando ingenieria tecnica industrial en electricidad), pero por lo explicado parece muy claro que los motores tsi van muy bien, sobre todo como consiguen ese par lineal a ciertas revoluciones, y si te conoces el coche tendrás buena respuesta en ese margen de las revoluciones. Una gran entrada desde que llevo visitando la pagina, enhorabuena.
Por cierto, el consumo medio de este 1.4 de 170 cv cuanto es?
Y otra pregunta…en que se diferencia del motor TFSI del golf V gti?
odio VW!!
hurra por los TSI!
#15 el consumo medio homologado del tsi170 es de 7´2 litros
y la diferéncia es que el tfsi es un motor de injección directa con turbo mientras el tsi170 es de injección directa con compresor y turbo en serie.
Por no decirte también que el del golf gtiV es un 2.0 mientras éste es un 1.4…
#18 perdón inyección y no injección.
gabo88, yo estudio ingenieria mecanica especialidad maquinas y automobiles, asi que si que hay en España, pero hay pocos sitios, Zaragoza es uno de ellos, y hablando de lo que da en banco de potencia o no eso son tonterias, siempre se pone menos en las especificaciones tecnicas, pero pasa con todos los coches. De todas maneras yo aun me esperaria a comprar un coche con este tipo de motor, el tiempo pone a todos en su lugar, lo que me hace gracia esque aun los coches europeos no den 5 años de garantia como dan los japos o hasta 6 en el caso de subaru o incluso Hyunday (ya se que es coreana) XP
jajaja yo tb odio a vw, audi, etc etc.
Grandioso a la vez que formidable.
pero si van a cambiar los 1.4 170 por los 1.8 160 por problemas de fiabilidad… ¬¬
[www.topspeed.com]
No se yo hasta que punto fiarme de un motor tan apretado….. como diria mi abuelo nadie da duros por pesetas y seguro que este motor al entregar tanta potencia te la cobra en forma de fiabilidad
Discrepo con el post en algunas atribuciones sobre el uso del compresor a VW, ni mucho menos fueron los primeros, ni en gasolina ni en diesel. De hecho anduvieron dando bandazos, pues se estrellaron con el compresor volumétrico en sus grandes pifias Golf G60 y Polo G40 allá por el año 91. Mientras en gasolina el grupo Fiat y en diesel el grupo PSA montaban turbos de garantía y buenas prestaciones. Después sus turbos de geometría variable que aplicaron a los TDI resultaron quebradizos y poco fiables, pero eran tiempos donde Renault no tenía siquiera un modelo diesel con turbo, con lo cual también es excusable.
El encadenamiento de turbos es un sistema antiguo, pero es más aparatoso un turbo de bajas revoluciones con otro de altas, aunque el resultado sea mucho más espectacular, por eso el volumétrico aquí es aceptable. Sobre la longevidad de estas mecánicas el uso lo dirá, a mí todo lo que sea innovar me atrae mucho, pero en mecánica hay una máxima inamovible, cuanto más complejo sea un mecanismo más fácilmente fallará. Les deseo toda la suerte y me alegra que casi 20 años después se reconozca mi afición y pasión de juventud por los motores sobrealimentados.
"Los turbocompresores apenas se utilizaban en motores de gasolina porque su funcionamiento óptimo requería unas altas revoluciones en el motor que los gasolina no justificaban"
Me lo explique por favor… los turbos se han usando mucho antes de cualquier TSI con resultados muy buenos. Sin ir más lejos, el 1.8T de Audi es un claro ejemplo de ello. Este motor llego a superar esos 122 cv/litro que parecen tan sorprendentes en el TSI.
Y no solo el grupo WV. El grupo Ford, BMW, Fiat y muchos otros…
Por partes: en primer lugar, #9, al césar lo que es del césar, y no sólo se había intentado introducir la tecnología de twincharger en el Lancia de rallyes, y en la homologación de calle de los Grupo B, como comentas, sino que Nissan sacó al mercado japonés un modelo (March, aquí Micra), que también intentaba aplicar esta tecnología de la competición a los coches de calle (aunque desconozco exactamente su tecnología).
Y sobre la duración o no de este motor, VW aseguraba que lo habían rodado hasta 300.000 km.
Mientras escribía mi respuesta anterior han entrado dos más a las que me gustaría dar respuesta:
#25, toni, yo no he dicho en ningún momento que VW fueran los primeros en usar compresores, sino que VW fue la que metió en el mercado el concepto TDI (de hecho, es marca registrada, el resto de "TDI" tienen otros nombres, pero son TDI).
Y #26, claro que se han usado turbos en motores de gasolina, como bien comentas, pero ni mucho menos es una tecnología que se haya implantado en el mercado, por diversas complicaciones tecnológicas que no todos los fabricantes están dispuestos a asumir en un modelo de calle (como controlar muy delicadamente que la mezcla no se autoinflame, ya que hasta que ha salido la inyección directa, el combustible se inyectaba en el colector de admisión). De hecho, podríamos contar con los dedos de la mano los modelos turbo de gasolina que nos ofrece hoy por hoy el mercado. Pero sí, los que hay, pueden llegar a potencias específicas superiores a la de los TSI, pero a costa también de un consumo apreciablemente mayor.
Pues yo estoy deseando catar el 1.4 tsi de 170 DSG de mi hermano que se lo traen dentro de dos semanas XDDDDDDDD
#25 | Escrito por toni22m |
ya somos dos los enamorados del turbo
respecto a la fiabilidad el tiempo lo dira,
es verdad que lo mismo se puede decir de los diesel de hoy dia que no duraran lo que los antiguos cuanto mas se exprime un motor mas probabilidades de que falle aun asi me gusta esa filosofia
Marcus, efectivamente la vida de los motores turbo (comercialmente hablando) ha tenido muchos alti-bajos, pero los ha habido y muy buenos. Lo que yo quería decir (y creo que no ha quedado nada claro) es que no entiendo porqué comentas que las altas revoluciones requeridas no lo justificaban.
Es cierto que los motores turbo pierden cierta potencia a bajo rejimen respecto a los atmosfericos, pero tampoco es algo que suponga un impedimento para su explotación comercial. Ha habido gamas de motores turbo con gran aceptación, otra cosa es que no hayan perdurado en el tiempo.
Además, creo que esto mismo es lo que tienen que demostrar los motores TSI. Tecnicamente suponen la aplicación de una idea que hasta el momento había sido problemática. Veremos si comercialmente consiguen el mismo resultado.
Para el que ha preguntado sobre las diferencias sobre el turbo y el compresor puede echar un ojo a estos enlaces (por ejemplo):
[mecanicavirtual.iespana.es]
[debates.coches.net]?t=10942
#20. Es cuestion de logica que no den tanta garantia, en el taller (reparaciones) esta el mayor negocio de una marca, es donde realmente obtienene gran parte de los beneficios, no te lo van a reparar gratis, donde esta el negocio, en las revisiones?
Por el tema del banco de potencia y la potencia declarada, te hare una pregunta, si todas las marcas declaran menos, por que Audi en susu motores atmosfericos dan menos potencia en banco de potencia? es un echo comprobado.
Del 1.9 TDI han sacado más de 150 cv, el Ibiza Cupra viene de fábrica con 160.
Buen artículo!
A ver que tal funcionan los TSI!!! Sí va bien quizás mi próximo coche sea un TSI con DSG…
siempre q se hablan de innovaciones en los mensjes siempre sale como uno de los primeros FIAT. pero nunca se le reconoce sus meritos en apartados tecnicos. porke?
Antes que nada que conste que me gustan los coches franceses desde siempre. El grupo VAG desde hace muchos años tiene fama de buenos motores, y creo que fama justificada, FABRICAN bien y son serios. Otra cosa muy distinta es que alguien nos quiera vender la moto de que son creativos. No señores, los CREATIVOS son desde hace muchos años los ITALIANOS del grupo FIAT, que entre otras cosas inventaron ya hace años los que ahora llaman TSI, (lo hizo Lancia), como antes inventaron los TDI, (Fiat), y más… Al Cesar lo que es del César.(Me gusta la frase). Por cierto despúes de vendernos la idea de que VAG tenía los mejores motores diesel(TDI, inyector-bomba), ahora han tenido que reconocer que los HDI, JTD (FIAT)(common-rail) son superiores y cambiar su tecnologìa. Se nota en el artículo un cierto tufillo de superioridad alemana que no acaba de gustarme,por eso he escrito esta reflexión. En fin seguiré con mi HDI, que ya lleva 209.000 Km y como una bala. Saludos a todos.
deberiais poner + cosas de este tipo!!!!! me encantan.explicativas de todo lo que tiene que ver con el coche.mecanica,electronica,dispositivos…
si sabes como funciona algo siempre es mucho mejor.
yo pido +!!!!.Xd.
21# Eres del grupo jomeini taim?
[es.youtube.com]?v=TV9mqva4jDw
Post muy interesante al que me gustaría colaborar con un par de pinceladas desde mi punto de vista y lo que me dice la memoria de aquella época.
Volkswagen con los diesel TDI no dió la campanada precisamente por el hecho de ser turbo, que ya los había de sobra, si no por integrar la inyección directa en un motor diesel de turismo (por lo menos de venta masiva), y no porque la inventaran si no porque la tecnología disponible en inyectores lo hizo posible. Los motores de camión venían usandola muchos años (mucho más grandes y menos relación de compresión) y poder inyectar a presiones altas hizo posible el beneficio térmico de eliminar la cámara de inyección y con ello las perdidas de rendimiento térmico (mejor consumo) y de fluidos (altas velocidades de fluido entre la camara de inyección y el cilindro en sí (mejora en rango de rpm en los nuevos TDI,HDI,JTD etc…)
La fama se la ganó VW por el hecho de tener un buen marketing con sus siglas TDI (la prueba es que la gente hoy no sabe en qué cambiaron los motores pero conoce las siglas…) pero no se si serían los primeros… me parece que por aquella época estaban los TDI y los JTD poco después, luego se unieron los HDI y todos los demás… Y en gasolina los primeros fueron los GDI de Mitsubishi y luego ya los famosos FSI y derivados (TSI entre ellos) pero esto ya es otro sistema y otra historia.
Pasando al tema turbos. Cuando se comenta que el turbo funciona mejor a altas revoluciones es correcto, pero porque se ha diseñado así. Un turbo es una turbina, valga la "rebuznancia" (la mía xD), que le suministra energía de presión a un fluido. Sin entrar en más detalles, como cualquier maquina, tiene un rango de uso óptimo, y por su propio funciónaminto las turbinas tienen un rango de giro (rpm) óptimo bastante reducido. Esto se compensa en cierta medida con la geometría variable comentada por "ahí arriba", por eso, con un solo turbo, la respuesta en bajos y en altos, vamos la progresividad de los motores TDI era también "famosa", porque el turbo de geometría variable fue uno de sus puntos fuertes.
Los turbos se pueden hacer para altas o para bajas, dentro de unos límites, pero puestos a elegir se utilizan para altas porque el margen de potencia que se gana es mayor (más temperatura, más potencia… etc), además de que podría ser que los gases de escape que son los que mueven la parte motriz de un turbo, tienen más energía (entre otras cosas porque a más ciclos, más flujo y más trabajo generado).
Aquí entramos en otra cosa que quería comentar. Igual estoy un poco obsoleto en esto (como en todo, pero más…) y es que las denominaciones comerciales y comunes no ayudan mucho… pero en lineas generales si no estoy equivocado, los compresores volumétricos y los turbos son los dos tipos que salen a colación en este post y se diferencian (sin entrar en profundidad) en que los turbos se mueven a partir de la energía de los gases de escape y los compresores (kompressor de MBenz o el compresor del TSI p.e.) son un compresor rotativo(tipo algunas neveras industriales creo) sacan la potencia directamente del eje del cigüeñal (o de la transmisión… no se técnicamente de donde) pero del motor del coche, y por su forma de funcionamiento tienen una entrega que se solapa muy bien con un turbo en altas.
Veo un poco obtuso que se dude de que por ser motores pequeños den esa potencia y tengan fiabilidad.
Exactamente lo mismo que un diesel, que ha tenido que pasar muchos años para sean lo fiables que son ahora, porque en los 70-80 la gente no los quería (en turismos) porque decía que eran cafeteras y no eran fiables.
Esta claro que se cumple la máxima, que cuanto más sencillo menos se puede estropear, y como le añades elementos, estos nuevos se estropean tmb… pero vamos, que el camino esta ahí. Nadie se plantea quitar la ECU para quitar un sistema "estropeable" porque lo que aporta es indispensable hoy en día. Los MCIA aún tienen margen de mejora, aunque quizá todos estemos esperando una fuente de energía más limpia y más barata, más moderna y que encaje con lo que nos vendían las pelis de SCI-FI de pequeños, pero los que nos queda a las mentes no privilegiadas es mejorar lo que hay y dar pequeños pasos. Aunque yo no llego ni a esto :P me quedo en aficionadillo al mundo del motor… espero no estar solo ;)
Excelente el artículo S.Marcus, gracias por la clara explicación, seguramente a más de unos nos será útil.
Sobre el motor, si se demuestra en la calle el tema de la durabilidad…será un motor de la hostia(perdón xD).
Saludos