Audi Engine Range Test Drive - Part 3: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI

Continuació de la sèrie per a les unitats de transmissió de la marca

В наши дни конструкторите на модерни бензинови двигатели търсят все по-разнообразни методи за повишаване на ефективността им. Вярно е че и дизелите през последните години също преживяват своя даунсайзинг с намаляване на работния обем, увеличаване на налягането на принудително пълнене и на системата за впръскване, а понякога и с използване система за каскадно турбопълнене. Те обаче отдавна използват принудително пълнене и за разлика от бензиновите си събратя вече са прескочили еволюционния етап на преминаване от атмосферно към принудително пълнене. Принципът на работа на дизелите с високо налягане в цилиндрите и липса на дроселова клапа ги прави изначално ефективни. Затова даунсайзингът при бензиновите мотори придобива далеч по-екстремен характер с намаляване на обема и броя на цилиндрите и преминаване към принудително пълнене. Високата температура на отработилите газове в сравнение с дизелите обаче все още прави използването на турбокомпресори с променлива геометрия недостъпно (с изключение на агрегатите на BorgWarner за Porsche 911 Turbo), дроселовата клапа продължава да създава съпротивление да въздуха и конструкторите търсят всевъзможни алтернативни методи за подобряване на техния КПД. Преди десет години от Audi първи въведоха съчетанието от турбопълнене и директно впръскване на бензин със своя TFSI, а сега с новия си агрегат 2.0 TFSI инженерите от компанията се завърнаха към добре познатия цикъл на Милър – само че в доста модифицирана форма. Маркетингът на компанията нарича философията на създаване новия мотор с мощност от 190 к.с. и максимален въртящ момент от 320 Нм “rightsizing”, в смисъл на „точно подбрания работен обем“. Терминът обаче силно се различава от посланието на колегите им от Mazda, които визират в случая избягването на принудително пълнене.

Per contra, a Audi, el turboalimentació és un element essencial en l’estratègia de flux de treball del nou motor, de la mateixa manera que el compressor és un atribut invariable de les màquines de cicle Miller, el més típic de les quals és el Mazda Millenia dels anys noranta. Aquest principi de funcionament consisteix a mantenir la vàlvula d’admissió oberta molt temps després que el pistó hagi començat a moure’s d’un fons a un punt mort superior. A mesura que l'aire comença a tornar als col·lectors d'admissió, el compressor mecànic, que crea una contrapressió, s'encarrega de la seva retenció. A primera vista, sembla inútil, però a la pràctica la dinàmica del flux és tal que en aquest cas experimenta menys resistència que si es comprimeix al mateix cilindre. D'altra banda, el grau de traç d'expansió augmenta a un grau normal de compressió sense perill de detonació. És a dir, el principi de Miller permet aconseguir un grau de compressió i expansió diferent, en lloc del mateix que amb el motor Otto estàndard. Un efecte positiu també és la capacitat de treballar amb una vàlvula d’acceleració oberta més àmplia.

Interpretació d'Audi del cicle Miller

Конструкторите на Audi интерпретират по своя начин този тази тема. За разлика от основния процес обаче вместо да задържат всмукателния клапан отворен, за да намалят степента на сгъстяване те просто го затварят много по-рано – още преди буталото да е достигнало долна мъртва точка. Вместо времето за отваряне да е 190-200 градуса завъртане на коляновия вал както обикновено, клапанът остава отворен само в продължение на 140 градуса. Така обаче на практика се постига същият ефект на намаляване на степента на сгъстяване. Компенсирането на намаленото време на отваряне става чрез увеличаване на налягането на пълнене с помощта на турбокомпресора. Така двигателят постига разход на като на даунсайзинг мотор, а при пълно натоварване има динамичните показатели на голяма машина. При работа с частично натоварване се извършва допълнително впръскване на гориво при движението на буталото нагоре с помощта на системата за директно впръскване, която допълва друга система за впръскване във всмукателните колектори. Освен това системата Audi Valvelift System (AVS) за променливо газоразпределение позволява увеличаване на фазата на отваряне на всмукателните клапани до 170 градуса при пълно натоварване. Към това се добавят интелигентно управление на охлаждането, интегриран в главата изпускателен колектор и допълнително намаляване на триенето чрез използване на ниско вискозно масло (0W-20). Благодарение на множеството високотехнологични решения новият 2.0 TFSI има максимален въртящ момент в диапазон от 1450 до 4400 об/мин и изразходва по-малко гориво.

3.0 TFSI: mecànic en lloc de turbocompressor

Els companys de Porsche van preferir el farciment biturbo per al seu motor V6 de tres litres de 420 CV. Per al 3.0 TFSI, Audi utilitza una càrrega de compressor mecànic (Eaton sisena generació, R1320) amb refredament aigua / aire. El procés de creació del motor va ser extremadament curt, cosa que potser és una de les explicacions d’aquesta decisió, tot i que Audi afirma que aquest concepte es prefereix per altres avantatges, com la popularitat d’aquest tipus d’ompliment forçat als Estats Units. Els detalls específics de la solució d’Audi inclouen un compressor situat darrere de la vàlvula d’acceleració, que augmenta significativament l’eficiència d’ompliment. A càrrega parcial, una vàlvula especial a la carcassa del compressor retorna part de l'aire comprimit a la seva entrada, reduint així les pèrdues i la potència necessària per girar-lo. A la pràctica, fins a certs modes, la unitat funciona gairebé com un motor atmosfèric i només a càrrega elevada el compressor comença a funcionar a tota la seva capacitat.

2.5 TFSI: cinc cilindres per a versions compactes esportives

Този агрегат следва много от постулатите на другите двигатели на компанията с отчитане на спецификите на петцилиндровите мотори. 2.5 TFSI обаче има по-ограничена сфера на приложение и задвижва само модели като Audi RS 3, TT RS и RS Q3. Във версията Audi TT RS plus, двигателят с работен обем от 2,48 литра има мощност от 360 к.с. – същата като на новия четирицилиндров мотор на AMG за А-класата и нейните производни. Петцилиндровият двигател обаче осигурява максималния си въртящ момент от 465 Нм значително по-рано (в диапазона от 1650 до 5400 об/мин) от машината на колегите от Щутгарт.

(seguir)

Text: Georgy Kolev

Inici" Articles " Espais en blanc » Gamma de motors Audi: Part 3: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI

2020-08-30