Prøvekørsel Audis motorprogram - Del 3: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI

Fortsættelse af serien for mærkeens drivenheder

I dag leder designere af moderne benzinmotorer efter flere og flere forskellige metoder til at øge deres effektivitet. Det er rigtigt, at dieselmotorer i de senere år også har oplevet nedskæringer med en reduktion i slagvolumen, en stigning i ladetrykket og indsprøjtningssystemet, og nogle gange med brug af et kaskade turboladesystem. De har dog længe brugt tvungen påfyldning og har i modsætning til deres benzin-modstykker allerede sprunget det evolutionære stadium over at skifte fra atmosfærisk til tvungen påfyldning. Princippet om drift af dieselmotorer med højt tryk i cylindrene og fraværet af en gasspjæld gør dem i starten effektive. Derfor får nedtrapningen af benzinmotorer en langt mere ekstrem karakter med reduktion i volumen og antal cylindre og et skifte til tvungen påfyldning. Den høje temperatur af udstødningsgasserne sammenlignet med dieselmotorer gør dog stadig brugen af turboladere med variabel geometri uoverkommelig (med undtagelse af BorgWarner-enheder til Porsche 911 Turbo), spjældventilen fortsætter med at skabe luftmodstand, og designere leder efter alle mulige alternative metoder til at forbedre deres effektivitet. For ti år siden introducerede Audi først kombinationen af turboladning og direkte benzinindsprøjtning med sin TFSI, og nu med sin nye 2.0 TFSI-enhed er virksomhedens ingeniører vendt tilbage til den velkendte Miller-cyklus – kun i en ret modificeret form. Virksomhedens markedsføring kalder skabelsesfilosofien for den nye motor med en effekt på 190 hk. og et maksimalt drejningsmoment på 320 Nm "rightsizing", i betydningen "præcis valgt arbejdsvolumen". Udtrykket er dog meget anderledes end budskabet fra deres kolleger fra Mazda, som i dette tilfælde henviser til at undgå tvungen påfyldning.

Tværtimod hos Audi er turboladning et væsentligt element i workflowstrategien for den nye motor, ligesom kompressoren er en uforanderlig egenskab for Miller-cykelmaskiner, hvoraf den mest typiske er Mazda Millenia fra 90'erne. Dette funktionsprincip involverer at holde indsugningsventilen åben længe efter at stemplet er begyndt at bevæge sig fra et nedre til et dødpunkt. Når luften således begynder at vende tilbage til indsugningsmanifoldene, sørger den mekaniske kompressor, der skaber et modtryk, for at fastholde den. Ved første øjekast virker dette meningsløst, men i praksis er flowets dynamik sådan, at det i dette tilfælde oplever mindre modstand, end hvis det komprimeres i selve cylinderen. På den anden side bliver graden af ekspansionstakt højere ved en normal grad af kompression uden fare for detonation. Det vil sige, Millers princip tillader, at der opnås en anden grad af kompression og udvidelse snarere end den samme som med standard Otto-motoren. En positiv effekt er også evnen til at arbejde med en bredere åben gasspjældsventil.

Audis fortolkning af Miller-cyklussen

Audis designere fortolker dette tema på deres egen måde. I modsætning til den grundlæggende proces, i stedet for at holde indsugningsventilen åben for at reducere kompressionsforholdet, lukker de den blot meget tidligere - før stemplet overhovedet har nået bundens dødpunkt. I stedet for at åbningstiden er 190-200 grader krumtapakselrotation som normalt, forbliver ventilen kun åben i 140 grader. Men i praksis opnår dette den samme effekt med at reducere kompressionsforholdet. Kompensering for den reducerede åbningstid sker ved at øge ladetrykket ved hjælp af turboladeren. Dermed opnår motoren forbruget af en downsizing-motor, og ved fuld belastning har den den dynamiske ydeevne som en stor maskine. Ved delbelastningsdrift udføres yderligere brændstofindsprøjtning på stemplets opadgående slag ved hjælp af det direkte indsprøjtningssystem, som supplerer et andet indsprøjtningssystem i indsugningsmanifoldene. Derudover giver Audi Valvelift System (AVS) til variabel ventiltiming mulighed for at øge åbningsfasen for indsugningsventilerne til 170 grader under fuld belastning. Hertil kommer intelligent kølestyring, en hovedintegreret udstødningsmanifold og yderligere friktionsreduktion ved brug af lavviskositetsolie (0W-20). Takket være adskillige højteknologiske løsninger har den nye 2.0 TFSI et maksimalt drejningsmoment i området fra 1450 til 4400 o/min og bruger mindre brændstof.

3.0 TFSI: Mekanisk i stedet for turbolader

Porsche-kolleger foretrak biturbo-påfyldning til deres 6-liters V420-motor med 3.0 hk. Til 1320 TFSI bruger Audi en mekanisk kompressoropladning (Eaton sjette generation, RXNUMX) med vand / luft-afkøling. Processen med at skabe motoren var ekstremt kort, hvilket måske er en af forklaringerne på denne beslutning, selvom Audi hævder, at dette koncept foretrækkes på grund af andre fordele - såsom populariteten af denne type tvungen udfyldning i USA. Specifikationerne for Audis løsning inkluderer en kompressor placeret bag gashåndtaget, hvilket øger fyldningseffektiviteten betydeligt. Ved delvis belastning returnerer en speciel ventil i kompressorhuset noget af komprimeret luft til dets indløb, hvilket reducerer tab og den krævede effekt til at rotere den. I praksis fungerer enheden op til visse tilstande næsten som en atmosfærisk motor, og kun ved høj belastning starter kompressoren med sin fulde kapacitet.

2.5 TFSI: Femcylindret til sportslige kompakte versioner

Denne enhed følger mange af postulaterne fra virksomhedens andre motorer, idet der tages højde for de specifikke 2.5-cylindrede motorer. 3 TFSI har dog et mere begrænset anvendelsesområde og driver kun modeller som Audi RS 3, TT RS og RS Q2,48. I Audi TT RS plus-versionen har motoren med et slagvolumen på 360 liter en effekt på 465 hk. – det samme som AMGs nye firecylindrede motor til A-klassen og dens derivater. Den femcylindrede motor yder dog sit maksimale drejningsmoment på 1650 Nm betydeligt tidligere (i området 5400 til XNUMX o/min) end maskinen fra kolleger fra Stuttgart.

(at følge)

Tekst: Georgy Kolev

Hjem " Artikler " Blanker » Audi-motorområde - Del 3: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI

2020-08-30