نطاق اختبار محرك أودي - الجزء 2: 4.0 TFSI

استمرار سلسلة وحدات القيادة للعلامة التجارية

يعد محرك أودي وبنتلي ذو الثماني أسطوانات 4.0 TFSI مثالاً لتقليص الحجم في الطبقات العليا. لقد حلت محل المحرك الطبيعي سعة 4,2 لترًا ووحدة V5,2 سعة 10 لترًا في طرازات S6 وS7 وS8 وكانت متوفرة بمستويات طاقة تتراوح من 420 إلى 520 حصانًا. ما يصل إلى 605 حصان اعتمادا على النموذج. في هذه الأرقام، يعد محرك أودي منافسًا مباشرًا لمحرك BMW N4,4 ثنائي التوربو سعة 63 لتر ونسخة S63 الخاصة بموديلات M. وكما هو الحال في سيارة BMW، يتم وضع الشاحنين التوربينيين داخل مجموعات الأسطوانات التي تقع بزاوية 90 درجة كما هو الحال مع الوحدة السابقة سعة 4,2 لتر. مع هذا الترتيب، يتم تحقيق المزيد من الاكتناز ويتم تقصير مسار غازات العادم. يتيح التكوين المزدوج التمرير (في BMW يتم استخدامه فقط في الإصدار S) تقليل التأثير السلبي المتبادل للنبضات من الأسطوانات المختلفة واستخراج جزء أكبر من طاقتها الحركية، ويتم تنفيذه من خلال مجموعة معقدة من قنوات من اسطوانات من صفوف مختلفة. يوفر مبدأ التشغيل هذا احتياطيًا قويًا من عزم الدوران عند التسارع حتى في الأوضاع التي تزيد قليلاً عن سرعة التباطؤ. وحتى عند 1000 دورة في الدقيقة، فإن محرك 4.0 TFSI لديه بالفعل 400 نيوتن متر. الإصدار الأكثر قوة جاهز لتقديم عزم دوران أقصى يبلغ 650 نيوتن متر (700 في الإصدارين 560 و605 حصان) عبر النطاق من 1750 إلى 5000 دورة في الدقيقة، في حين يتوفر المحرك القياسي 550 نيوتن متر حتى قبل ذلك - من 1400 إلى 5250 دورة في الدقيقة. كتلة المحرك مصنوعة من سبائك الألومنيوم مع صب الألمنيوم المتجانس عند ضغط منخفض، وفي الإصدارات القوية يتم معالجتها بالحرارة أيضًا. لتقوية الكتلة، تم دمج خمس إدخالات من حديد الدكتايل في الجزء السفلي منها. كما هو الحال مع وحدة EA888 الأصغر، فإن مضخة الزيت ذات سعة متغيرة، وعند انخفاض عدد الدورات في الدقيقة والحمل، يتم إيقاف تشغيل فوهات التبريد السفلية للمكبس. منطق تبريد المحرك مشابه، حيث تقوم وحدة التحكم بضبط درجة الحرارة في الوقت الحقيقي، ويتم الحفاظ على الدورة الدموية حتى الوصول إلى درجة حرارة التشغيل. عند وجوده، يبدأ السائل بالتحرك من داخل الأسطوانات في اتجاه رأس الأسطوانة، وإذا كانت هناك حاجة للتدفئة، تقوم مضخة كهربائية بتوجيه الماء من الرأس إلى المقصورة. هنا مرة أخرى، وللتخلص تمامًا تقريبًا من غمر المكبس، يتم إجراء العديد من عمليات حقن الوقود الدقيقة لكل دورة عندما يكون المحرك باردًا.

أغلق جزء من الاسطوانات

لا يعد نظام إيقاف تشغيل الأسطوانة ذات التحميل الجزئي أسلوبًا جديدًا لتقليل استهلاك الوقود ، ولكن مع محرك أودي المزود بشاحن توربيني ، تم إتقان هذا الحل. فكرة هذه التقنيات هي زيادة ما يسمى ب. نقطة التشغيل - عندما يتطلب المحرك مستوى طاقة يمكنه التعامل مع أربع من الأسطوانات الثمانية ، فإن الأخيرة تعمل في وضع أكثر كفاءة مع دواسة الوقود الأوسع. يتراوح الحد الأقصى لعملية إلغاء تنشيط الأسطوانة بين 25 و 40 بالمائة من أقصى عزم دوران (بين 120 و 250 نيوتن متر) ، وفي هذا الوضع يزيد متوسط ​​الضغط الفعال في الأسطوانات بشكل كبير. يجب أن تكون درجة حرارة سائل التبريد قد وصلت إلى 30 درجة على الأقل ، ويجب أن يكون ناقل الحركة في الترس الثالث أو أعلى ، ويجب أن يعمل المحرك بين 960 و 3500 دورة في الدقيقة. إذا تم استيفاء هذه الشروط ، يقوم النظام بإغلاق صمامات السحب والعادم لأسطوانتين لكل صف أسطوانة ، حيث تستمر وحدة V8 في العمل كمحرك V4.

يتم إغلاق الصمامات المطلوبة على أعمدة الكامات الأربعة بمساعدة إصدار جديد للتحكم في مراحل وشوط صمامات نظام Audi valvelift. يتم نقل البطانات المزودة بكامات مثبتة عليها لفتح صمامين وقنوات إلى الجانب بمساعدة الأجهزة الكهرومغناطيسية ذات المسامير ، وفي الإصدار الجديد تحتوي أيضًا على كاميرات "بدون شوط". هذا الأخير لا يؤثر على رافعات الصمامات والينابيع تبقيها مغلقة. في نفس الوقت ، يوقف نظام التحكم في المحرك حقن الوقود والاشتعال. ومع ذلك ، قبل إغلاق الصمامات ، تمتلئ غرف الاحتراق بالهواء النقي - يؤدي استبدال غازات العادم بالهواء إلى تقليل الضغط في الأسطوانات والطاقة اللازمة لتشغيل المكابس.

في اللحظة التي يضغط فيها السائق بقوة على دواسة الوقود ، تبدأ الأسطوانات المعطلة في العمل مرة أخرى. إن العودة إلى عملية ثماني أسطوانات ، وكذلك العملية العكسية ، دقيقة للغاية وسريعة ، وغير محسوسة تقريبًا. تتم عملية الانتقال بالكامل في غضون 300 مللي ثانية فقط ، ويؤدي تغيير الوضع إلى انخفاض قصير المدى في الكفاءة ، بحيث يبدأ التخفيض الفعلي في استهلاك الوقود بعد حوالي ثلاث ثوانٍ من إيقاف تشغيل الأسطوانات.

ووفقًا لأودي ، فقد شارك أشخاص من بنتلي أيضًا في عملية تطوير هذه التقنية ، باستخدام محرك 4.0 TFSI المتقدم لسيارة Continental GT الجديدة (التي ظهرت لأول مرة في عام 2012). مثل هذا النظام ليس جديدًا على الشركة ويعمل بمحرك V6,75 سعة 8 لترًا.

لا تُعرف محركات V8 بسحبها واستجابتها المتناسقة للخانق فحسب ، بل تُعرف أيضًا بالتشغيل السلس - وهذا ينطبق بكامل قوته على 4.0 TFSI. ومع ذلك ، عندما يعمل محرك V8 كمحرك V4 ، اعتمادًا على الحمل والسرعة ، يبدأ العمود المرفقي والمكونات الترددية في توليد مستويات عالية من الاهتزاز الالتوائي. وهذا بدوره يؤدي إلى ظهور ضوضاء معينة تخترق داخل السيارة. بفضل حجمه الكبير ، يُصدر نظام العادم أيضًا أصوات جهير محددة يصعب قمعها ، على الرغم من نظام التحكم الذكي في تدفق الغاز المزود بالصمامات. بحثًا عن طرق لتقليل الاهتزاز والضوضاء ، استخدم مصممو أودي أسلوبًا تقنيًا غير عادي ، حيث ابتكروا نظامين فريدين - التوليد المضاد للصوت والتخميد الاهتزازي.

بسبب عملية الدوامة المكثفة أثناء الملء وزيادة معدل الاحتراق ، يمكن زيادة درجة الضغط بغض النظر عن وجود الشحن التوربيني دون التعرض لخطر التسبب في حدوث انفجارات في عملية الاحتراق. توجد بعض الاختلافات التكنولوجية بين إصدارات الطاقة المختلفة لـ 4.0 TFSI ، مثل استخدام نظام سحب أحادي أو ثنائي الدائرة ، وإعدادات تشغيل مختلفة للشواحن التوربينية ووجود مبرد زيت إضافي في الوحدات الأكثر قوة. هناك أيضًا اختلافات هيكلية في الأعمدة المرفقية ومحاملها الرئيسية ، ودرجة الضغط ، ومراحل توزيع الغاز والحقن مختلفة.

التحكم النشط في الضوضاء والتخميد الاهتزازي

التحكم النشط في الضوضاء (ANC) يتصدى للضوضاء غير المرغوب فيها عن طريق توليد "مضاد للصوت". يُعرف هذا المبدأ باسم التداخل المدمر: إذا تداخلت موجتان صوتيتان من نفس التردد ، فيمكن "ترتيب" اتساعهما بحيث يتم تخفيفهما بشكل متبادل. لهذا الغرض ، يجب أن تكون اتساعها هي نفسها ، ولكن يجب أن تكون خارج الطور مع بعضها البعض ، أي في الطور المضاد. يطلق الخبراء أيضًا على هذه العملية "إزالة الضوضاء العكسية". تم تجهيز طرازات أودي ، التي ستوفر وحدة 180 TFSI الجديدة ، بأربعة ميكروفونات صغيرة مدمجة في بطانة السقف. كل واحد منهم يسجل طيف الضوضاء الكامل في المنطقة المجاورة. بناءً على هذه الإشارات ، تخلق وحدة التحكم في ANC صورة ضوضاء مكانية متباينة ، بينما في نفس الوقت يوفر مستشعر سرعة العمود المرفقي معلومات حول هذه المعلمة. في جميع المناطق التي تمت معايرتها مسبقًا حيث يحدد النظام ضوضاء مزعجة ، فإنه يولد بشكل هادف صوتًا محكمًا معدل بدقة. التحكم النشط في الضوضاء جاهز للتشغيل في أي وقت - سواء كان نظام الصوت قيد التشغيل أو مغلقًا وسواء تم تضخيم الصوت أو تقليله وما إلى ذلك. يعمل النظام أيضًا بغض النظر عن النظام الذي تم تجهيز السيارة به.

طريقة إخماد الاهتزازات مشابهة جدًا للفكرة. من حيث المبدأ ، تستخدم أودي إعدادات رياضية صلبة لحوامل المحرك. بالنسبة لـ 4.0 TFSI ، طور المهندسون أقواس أو وسادات تثبيت نشطة تهدف إلى القضاء على اهتزازات المحرك من خلال التذبذبات العكسية المتغيرة الطور. أحد المكونات الرئيسية في النظام هو جهاز كهرومغناطيسي ينتج اهتزازات. يحتوي على مغناطيس دائم وملف عالي السرعة ، تنتقل حركته عن طريق غشاء مرن إلى حجرة بها سائل. يمتص هذا السائل كلاً من الاهتزازات التي يسببها المحرك وتلك التي تعارضها. في الوقت نفسه ، تعمل هذه العناصر على الحد من الاهتزازات ليس فقط في أوضاع التشغيل غير النمطية مثل V4 ، ولكن أيضًا في وضع V8 العادي ، مع إيلاء اهتمام خاص للتباطؤ.

(للمتابعة)

النص: جورجي كوليف

2020-08-30