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

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

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

Fortsetzung der Serie für die Antriebseinheiten der Marke

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.

Im Gegenteil, bei Audi ist die Turboaufladung ein wesentliches Element in der Workflow-Strategie des neuen Motors, ebenso wie der Kompressor ein unveränderliches Merkmal von Miller-Cycle-Maschinen ist, von denen der Mazda Millenia der neunziger Jahre der typischste ist. Dieses Funktionsprinzip beinhaltet das Offenhalten des Einlassventils, lange nachdem sich der Kolben von einem niedrigeren in einen toten Punkt bewegt hat. Wenn die Luft auf diese Weise zu den Ansaugkrümmern zurückkehrt, sorgt der mechanische Kompressor für deren Rückhaltung, wodurch ein Gegendruck entsteht. Auf den ersten Blick erscheint dies sinnlos, aber in der Praxis ist die Strömungsdynamik so, dass sie in diesem Fall weniger Widerstand erfährt, als wenn sie im Zylinder selbst komprimiert wird. Andererseits wird der Grad des Expansionshubs bei einem normalen Kompressionsgrad ohne die Gefahr einer Detonation höher. Das heißt, das Miller-Prinzip ermöglicht unterschiedliche Kompressions- und Expansionsgrade, die nicht mit denen des Standard-Otto-Motors identisch sind. Ein positiver Effekt ist auch die Fähigkeit, mit einer breiteren offenen Drosselklappe zu arbeiten.

Audi Interpretation des Miller-Zyklus

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: Mechanisch statt Turbolader

Porsche-Kollegen bevorzugten die Biturbo-Befüllung für ihren Dreiliter-V6-Motor mit 420 PS. Für den 3.0 TFSI verwendet Audi eine mechanische Kompressorladung (Eaton sechste Generation, R1320) mit Wasser / Luft-Ladeluftkühlung. Der Herstellungsprozess des Motors war äußerst kurz, was möglicherweise eine der Erklärungen für diese Entscheidung ist, obwohl Audi behauptet, dass dieses Konzept aufgrund anderer Vorteile bevorzugt wird - beispielsweise aufgrund der Beliebtheit dieser Art der Zwangsbefüllung in den USA. Zu den Besonderheiten der Audi-Lösung gehört ein Kompressor hinter der Drosselklappe, der die Befüllungseffizienz erheblich erhöht. Bei Teillast führt ein spezielles Ventil im Kompressorgehäuse einen Teil der Druckluft zu seinem Einlass zurück, wodurch Verluste und die zum Drehen erforderliche Leistung verringert werden. In der Praxis arbeitet das Gerät bis zu bestimmten Modi fast wie ein atmosphärischer Motor, und erst bei hoher Last beginnt der Kompressor mit voller Leistung zu arbeiten.

2.5 TFSI: Fünfzylinder für sportliche Kompaktversionen

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.

(Folgen)

Text: Georgy Kolev

Heim " Artikel " Rohlinge » Audi Motorenpalette - Teil 3: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI

2020-08-30

Kommentar hinzufügen