Tesztvezetés Audi motorkínálat – 1. rész: 1.8 TFSI

A márka meghajtóegységeinek választéka a hihetetlenül high-tech megoldások megtestesítője.

Sorozat a cég legérdekesebb autóiról

Ha példát keresünk egy előretekintő gazdasági stratégiára, amely biztosítja a vállalat fenntartható fejlődését, akkor az Audi kiváló példa lehet ebben a tekintetben. A 70-es években aligha gondolhatta bárki is azt a tényt, hogy most az ingolstadti cég egyenrangú versenytársa lesz egy olyan bevált névnek, mint a Mercedes-Benz. Az okokra a válasz nagyrészt a márka „Progress through technology” szlogenjében található, amely a prémium szegmenshez vezető sikeres út alapja. Olyan terület, ahol senkinek nincs kompromisszumhoz való joga, és csak a legjobbat kínálja. Amit az Audi és csak néhány más cég képes megtenni, biztosítja, hogy keresletük van termékeik iránt, és hasonló paramétereket érnek el, ugyanakkor óriási terhet is jelentenek, amely folyamatos mozgást igényel a technológiai borotva szélén.

A VW csoport részeként az Audinak lehetősége nyílik arra, hogy teljes mértékben kihasználja egy hatalmas cég fejlesztési lehetőségeit. Bármilyen problémával is küzd a VW, évi közel 10 milliárd eurós K+F ráfordításával a csoport vezeti az 50 legjobban befektetett vállalat listáját ezen a területen, megelőzve olyan óriásokat, mint a Samsung Electronics, a Microsoft, az Intel és a Toyota (ahol ez az érték eléri valamivel több mint 7 milliárd euró). Önmagában az Audi ezekben a paraméterekben közel áll a BMW-hez, 4,0 milliárd eurós befektetésével. Az Audiba fektetett források egy része azonban közvetve a VW-csoport általános pénztárából származik, hiszen a fejlesztéseket más márkák is felhasználják. Ennek a tevékenységnek a fő területei közé tartoznak a könnyűszerkezetek, az elektronika, a sebességváltók és természetesen a hajtások gyártására szolgáló technológiák. És most elérkeztünk ennek az anyagnak a lényegéhez, amely sorozatunk részét képezi, és modern megoldásokat képvisel a belső égésű motorok területén. Az Audi azonban a VW elit részlegeként egy sajátos, elsősorban vagy kizárólag Audi járművekhez tervezett hajtásláncot is fejleszt, ezekről itt mesélünk.

1.8 TFSI: a csúcstechnológia modellje minden tekintetben

Az Audi beépített négy TFSI motorjának története 2004 közepére nyúlik vissza, amikor a világ első EA113 közvetlen befecskendezésű benzines turbófeltöltőjét 2.0 TFSI néven adták ki. Két évvel később megjelent az Audi S3 erősebb változata. Az EA888 moduláris koncepciójának fejlesztése láncos vezérműtengely-meghajtással gyakorlatilag 2003-ban kezdődött, nem sokkal az EA113 bevezetése előtt a vezérműszíjjal.

Az EA888 azonban az alapoktól kezdve a VW csoport globális motorjaként készült. Az első generációt 2007-ben mutatták be (1.8 TFSI és 2.0 TFSI néven); Az Audi Valvelift változtatható szelepvezérlésű rendszer bevezetésével és számos, a belső súrlódás csökkentését célzó intézkedéssel 2009-ben a második generációt jegyezték fel, majd 2011 végén a harmadik generációt (1.8 TFSI és 2.0 TFSI) követte. A négyhengeres EA113 és EA888 sorozat hihetetlen sikereket ért el az Audi számára, összesen tíz rangos nemzetközi év motorja díjat és a 10 legjobb motort. A mérnökök feladata egy 1,8 és 2,0 literes lökettérfogatú, kereszt- és hosszirányú beépítésre egyaránt alkalmas, jelentősen csökkentett belső súrlódású és károsanyag-kibocsátással rendelkező, új követelményeknek, köztük az Euro 6-os követelményeknek megfelelő moduláris motor megalkotása, jobb teljesítménnyel. kitartás és csökkent súly. Az EA888 Generation 3 alapján a Miller-elvhez hasonló elven működő EA888 Generation 3B készült és mutatkozott be tavaly. Erről később beszélünk.

Mindez jól hangzik, de mint látni fogjuk, sok fejlesztési munkára van szükség ennek eléréséhez. Az 250 literes elődhöz képest 320 Nm-ről 1,8 Nm-re emelt nyomatéknak köszönhetően a tervezők mostantól nagyobb áttételekre cserélhetik az áttételeket, ami az üzemanyag-fogyasztást is csökkenti. Ez utóbbihoz óriási hozzájárulás egy fontos technológiai megoldás, amelyet aztán számos más cég is alkalmazott. Ezek a fejbe integrált kipufogócsövek, amelyek lehetővé teszik az üzemi hőmérséklet gyors elérését és a gázok nagy terhelés mellett történő lehűtését, és elkerülik a keverék dúsítását. Egy ilyen megoldás rendkívül racionális, de a kollektorcsövek két oldalán lévő folyadékok közötti óriási hőmérséklet-különbség miatt nagyon nehezen kivitelezhető. Az előnyök közé tartozik azonban a kompaktabb kialakítás lehetősége is, amely a súlycsökkentésen túl rövidebb és optimálisabb gázutat garantál a turbinához, valamint kompaktabb modult a sűrített levegő kényszertöltésére és hűtésére. Elméletileg ez is eredetinek hangzik, de a gyakorlati megvalósítás igazi kihívás a casting szakemberek számára. Egy összetett hengerfej öntéséhez speciális eljárást hoznak létre akár 12 kohászati ​​szív felhasználásával.

Rugalmas hűtésszabályozás

Az üzemanyag-fogyasztás csökkentésének másik fontos tényezője összefügg a hűtőfolyadék üzemi hőmérsékletének elérésével. Ez utóbbi intelligens vezérlőrendszere lehetővé teszi, hogy teljesen leállítsa keringését, amíg el nem éri az üzemi hőmérsékletet, és amikor ez megtörténik, a hőmérsékletet folyamatosan figyelik a motor terhelésétől függően. Óriási kihívást jelentett egy olyan terület kialakítása, ahol a hűtőfolyadék elárasztja a kipufogócsöveket, ahol jelentős a hőmérséklet-gradiens. Ehhez egy komplex analitikai számítógépes modellt fejlesztettek ki, amely tartalmazza a gáz / alumínium / hűtőfolyadék teljes összetételét. A folyadék ezen a területen történő erős helyi melegítésének sajátossága és az optimális hőmérséklet-szabályozás általános igénye miatt egy polimer rotorvezérlő modult használnak, amely felváltja a hagyományos termosztátot. Így a fűtési szakaszban a hűtőfolyadék keringése teljesen blokkolva van.

Minden külső szelep zárva van, és a köpenyben lévő víz megfagy. Hideg időben még fűteni is kell a kabint, a keringetés nem aktiválódik, hanem egy speciális kört használnak egy kiegészítő elektromos szivattyúval, amelyben az áramlás a kipufogócsonkok körül kering. Ez a megoldás lehetővé teszi, hogy sokkal gyorsabban biztosítsa a kényelmes hőmérsékletet az utastérben, miközben megőrzi a motor gyors felmelegedését. A megfelelő szelep kinyitásakor megindul a folyadék intenzív keringése a motorban - ilyen gyorsan éri el az olaj üzemi hőmérsékletét, majd kinyílik a hűtőjének szelepe. A hűtőfolyadék hőmérsékletét valós időben figyelik a terheléstől és fordulatszámtól függően, 85 és 107 fok között (alacsony fordulatszámon és terhelésnél a legmagasabb), a súrlódáscsökkentés és a kopogás-megelőzés közötti egyensúly jegyében. És ez még nem minden - még akkor is, ha a motor le van állítva, egy speciális elektromos szivattyú tovább keringeti a hűtőfolyadékot a fejben és a turbófeltöltőben lévő forrásra érzékeny pólón keresztül, hogy gyorsan eltávolítsa belőlük a hőt. Ez utóbbi nem érinti az ingek felső részét, hogy elkerülje a gyors hipotermiát.

Két fúvóka hengerenként

Kifejezetten ehhez a motorhoz, az Euro 6-os károsanyag-kibocsátási szint elérése érdekében az Audi most először vezet be olyan befecskendező rendszert, amely hengerenként két fúvókával rendelkezik – az egyik a közvetlen befecskendezéshez, a másik pedig a szívócsőhöz. A befecskendezés bármikori rugalmas szabályozásának lehetősége az üzemanyag és a levegő jobb keveredését eredményezi, és csökkenti a részecskekibocsátást. A közvetlen befecskendezési szakasz nyomása 150-ről 200 bar-ra nőtt. Amikor az utóbbi nem működik, az üzemanyagot is keringtetik a szívócsonkban lévő befecskendező szelepeken keresztül a nagynyomású szivattyú hűtése érdekében.

A motor beindításakor a keveréket a közvetlen befecskendező rendszer veszi fel, és a katalizátor gyors felmelegedése érdekében kettős befecskendezést hajtanak végre. Ez a stratégia jobb keverést tesz lehetővé alacsony hőmérsékleten anélkül, hogy elárasztaná a motor hideg fémrészeit. Ugyanez vonatkozik a nagy terhelésekre is a detonáció elkerülése érdekében. A kipufogócsonk hűtőrendszerének és kompakt kialakításának köszönhetően lehetőség nyílik egyrétegű turbófeltöltő (az IHI RHF4) használatára, előtte lambda szondával és olcsóbb anyagokból készült házzal.

Ennek eredményeként a maximális forgatónyomaték 320 Nm 1400 fordulat / perc mellett. Ennél is érdekesebb az erőelosztás, maximális értéke 160 LE. 3800 fordulat / perc sebességgel érhető el (!), és ezen a szinten marad 6200 fordulat / perc sebességig, jelentős további növekedési lehetőséggel (így a 2.0 TFSI különböző verzióinak telepítése, ami a nyomatékszintet magas tartományokban növeli). Így az előddel szembeni teljesítménynövekedés (12 százalékkal) az üzemanyag-fogyasztás csökkenésével (22 százalékkal) jár.

(követni)

Szöveg: Georgy Kolev