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

Fortsättning av serien för varumärkets drivenheter

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.

Tvärtom, hos Audi är turboladdning ett väsentligt inslag i arbetsflödesstrategin för den nya motorn, precis som kompressorn är ett oföränderligt attribut för Miller-cykelmaskiner, varav den mest typiska är Mazda Millenia på 90-talet. Denna funktionsprincip innefattar att hålla insugningsventilen öppen långt efter att kolven har börjat röra sig från botten till en övre dödpunkt. När luften därmed börjar återvända till insugningsgrenrören, tar den mekaniska kompressorn, som skapar ett mottryck, hand om dess kvarhållning. Vid första anblicken verkar detta meningslöst, men i praktiken är flödets dynamik sådan att det i detta fall upplever mindre motstånd än om det komprimeras i själva cylindern. Å andra sidan blir graden av expansionsslag högre vid en normal komprimeringsgrad utan risk för detonation. Det vill säga Millers princip tillåter att en annan grad av kompression och expansion uppnås snarare än samma som med Otto-standardmotorn. En positiv effekt är också förmågan att arbeta med en bredare öppen gasreglerventil.

Audis tolkning av Miller-cykeln

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: Mekanisk istället för turboladdare

Porsche-kollegor föredrog biturbo-fyllning för sin tre-liters V6-motor med 420 hk. För 3.0 TFSI använder Audi en mekanisk kompressorladdning (Eatons sjätte generation, R1320) med vatten- / luftkylning. Processen med att skapa motorn var extremt kort, vilket kanske är en av förklaringarna till detta beslut, även om Audi hävdar att detta koncept föredras på grund av andra fördelar - till exempel populariteten för denna typ av tvångsfyllning i USA. Specifikationerna för Audis lösning inkluderar en kompressor placerad bakom gasventilen, vilket avsevärt ökar fyllningseffektiviteten. Vid delvis belastning återför en speciell ventil i kompressorhuset en del av tryckluften till dess inlopp, vilket minskar förlusterna och kraften som krävs för att rotera den. I praktiken, upp till vissa lägen, fungerar enheten nästan som en atmosfärmotor och endast vid hög belastning börjar kompressorn arbeta med sin fulla kapacitet.

2.5 TFSI: Femcylindrig för sportiga kompakta versioner

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.

(att följa)

Text: Georgy Kolev

Hem " Artiklar " Blanks » Audi motorområde - Del 3: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI

2020-08-30