Koeajo Audi-moottorivalikoima - Osa 1: 1.8 TFSI

Brändin vetoyksiköiden valikoima on uskomattoman korkean teknologian ratkaisujen ruumiillistuma.

Sarja yrityksen mielenkiintoisimmista autoista

Jos etsimme esimerkkiä tulevaisuuteen suuntautuvasta talousstrategiasta, joka takaa yrityksen kestävän kehityksen, Audi voi olla erinomainen esimerkki tässä suhteessa. 70-luvulla tuskin kukaan olisi voinut kuvitella sitä tosiasiaa, että nyt Ingolstadtin yritys tulee olemaan samanlainen kilpailija sellaiselle vakiintuneelle nimelle kuin Mercedes-Benz. Vastaus syihin löytyy suurelta osin brändin iskulauseesta "Progress through technology", joka on perusta onnistuneesti kulkuneelle vaikealle polulle premium -segmenttiin. Alue, jolla kenelläkään ei ole oikeutta kompromisseihin ja joka tarjoaa vain parasta. Audi ja vain kourallinen muita yrityksiä voivat varmistaa, että ne ovat kysyttyjä ja saavuttavat samanlaisen suorituskyvyn, mutta se on myös valtava taakka, joka vaatii jatkuvaa liikettä teknisen partakoneen kärjessä.

Osana VW-konsernia Audilla on mahdollisuus hyödyntää täysimääräisesti valtavan yrityksen kehitysmahdollisuudet. Olivatpa VW:llä millaisia ​​ongelmia tahansa, vuotuisilla lähes 10 miljardin euron T&K-menoillaan konserni on alan 50 eniten investoineen yrityksen listan kärjessä, ennen jättiläisiä, kuten Samsung Electronics, Microsoft, Intel ja Toyota (joissa tämä arvo on hieman yli 7 miljardia euroa). Audi on sinänsä näissä parametreissa lähellä BMW:tä 4,0 miljardin euron investoinnilla. Osa Audiin sijoitetuista varoista tulee kuitenkin välillisesti VW-konsernin yleisrahastosta, sillä kehitystyöt ovat myös muiden merkkien käytössä. Tämän toiminnan pääalueita ovat kevyiden rakenteiden, elektroniikan, voimansiirron ja tietysti käyttölaitteiden valmistusteknologiat. Ja nyt tulemme tämän materiaalin olemukseen, joka on osa sarjaamme ja edustaa moderneja ratkaisuja polttomoottoreiden alalla. VW:n eliittidivisioonana Audi kehittää kuitenkin myös erityistä voimansiirtolinjaa, joka on suunniteltu ensisijaisesti tai yksinomaan Audi-ajoneuvoihin, ja kerromme niistä täällä.

1.8 TFSI: korkean teknologian malli kaikilta osin

Audin neljän TFSI-moottorin historia juontaa juurensa vuoden 2004 puoliväliin, jolloin maailman ensimmäinen EA113-suoraruiskutusbensiini-turboahdin julkaistiin 2.0 TFSI -mallina. Kaksi vuotta myöhemmin ilmestyi tehokkaampi versio Audi S3: sta. Modulaarisen konseptin EA888 kehittäminen nokka-akselikäytöllä ketjulla aloitettiin käytännössä vuonna 2003, vähän ennen hammashihnalla varustetun EA113: n käyttöönottoa.

EA888 rakennettiin kuitenkin alusta alkaen VW-konsernin maailmanlaajuiseksi moottoriksi. Ensimmäinen sukupolvi esiteltiin vuonna 2007 (1.8 TFSI ja 2.0 TFSI); Kun säädettävä Audi Valvelift -venttiilien ajoitusjärjestelmä ja useita toimenpiteitä sisäisen kitkan vähentämiseksi otettiin käyttöön, toinen sukupolvi havaittiin vuonna 2009, ja kolmas sukupolvi (2011 TFSI ja 1.8 TFSI) seurasi vuoden 2.0 lopussa. Nelisylinteriset EA113- ja EA888-sarjat ovat saavuttaneet uskomattoman menestyksen Audille, voittaen yhteensä kymmenen arvostettua International Engine of the Year -palkintoa ja 10 parasta moottoria. Insinöörien tehtävänä on luoda modulaarinen moottori, jonka iskutilavuus on 1,8 ja 2,0 litraa, ja joka on sovitettu sekä poikittaiseen että pitkittäiseen asennukseen ja jonka sisäinen kitka ja päästöt ovat huomattavasti pienemmät ja jotka täyttävät uudet vaatimukset, mukaan lukien Euro 6, ja parantunut suorituskyky. kestävyyttä ja painonpudotusta. EA888 Generation 3:n pohjalta luotiin ja esiteltiin viime vuonna EA888 Generation 3B, joka toimii Miller-periaatteen kaltaisella periaatteella. Puhumme tästä myöhemmin.

Tämä kaikki kuulostaa hyvältä, mutta kuten tulemme näkemään, sen saavuttaminen vaatii paljon kehitystyötä. Vääntömomentin kasvun ansiosta 250 Nm:stä 320 Nm:iin verrattuna 1,8-litraiseen edeltäjäänsä, suunnittelijat voivat nyt vaihtaa välityssuhteet pidempiin välityksiin, mikä myös vähentää polttoaineen kulutusta. Valtava panos jälkimmäiseen on tärkeä teknologinen ratkaisu, jota useat muut yritykset sitten käyttivät. Nämä ovat päähän integroituja pakoputkia, jotka tarjoavat mahdollisuuden saavuttaa nopeasti käyttölämpötilan ja jäähdyttää kaasuja suurella kuormituksella ja välttää seoksen rikastamista. Tällainen ratkaisu on erittäin rationaalinen, mutta myös erittäin vaikea toteuttaa, kun otetaan huomioon suuri lämpötilaero nesteiden välillä keräinputkien molemmilla puolilla. Etuja ovat kuitenkin myös mahdollisuus kompaktimpaan rakenteeseen, joka painon vähentämisen lisäksi takaa lyhyemmän ja optimaalisemman kaasupolun turbiiniin sekä kompaktimman moduulin paineilman pakkotäyttöön ja jäähdytykseen. Teoriassa tämäkin kuulostaa omaperäiseltä, mutta käytännön toteutus on todellinen haaste casting-ammattilaisille. Monimutkaisen sylinterinkannen valamiseksi ne luovat erityisen prosessin käyttämällä jopa 12 metallurgista sydäntä.

Joustava jäähdytysohjaus

Toinen tärkeä tekijä polttoaineenkulutuksen vähentämisessä liittyy jäähdytysnesteen käyttölämpötilan saavuttamiseen. Jälkimmäisen älykäs ohjausjärjestelmä sallii sen lopettaa kiertonsa kokonaan, kunnes se saavuttaa käyttölämpötilan, ja kun näin tapahtuu, lämpötilaa seurataan jatkuvasti moottorin kuormituksesta riippuen. Suunnittelu alueelle, jossa jäähdytysneste tulvii pakoputkia, jossa on merkittävä lämpötilagradientti, oli valtava haaste. Tätä varten kehitettiin monimutkainen analyyttinen tietokonemalli, joka sisälsi kaasun / alumiinin / jäähdytysnesteen kokonaiskoostumuksen. Nesteen voimakkaan paikallisen lämmityksen spesifisyyden ja optimaalisen lämpötilan säätämisen yleisen tarpeen vuoksi käytetään polymeeriroottorin ohjausmoduulia, joka korvaa perinteisen termostaatin. Siten lämmitysvaiheessa jäähdytysnesteen kierto on täysin tukossa.

Kaikki ulkoiset venttiilit ovat kiinni ja vaipassa oleva vesi jäätyy. Vaikka hyttiä pitäisi lämmittää kylmällä säällä, kierto ei aktivoidu, vaan käytetään erityistä piiriä lisäsähköpumpulla, jossa virtaus kiertää pakosarjan ympärillä. Tämän ratkaisun avulla voit tarjota mukavan lämpötilan matkustamossa paljon nopeammin, säilyttäen samalla kyvyn lämmittää moottoria nopeasti. Kun vastaava venttiili avataan, alkaa intensiivinen nesteen kierto moottorissa - näin nopeasti saavutetaan öljyn käyttölämpötila, jonka jälkeen sen jäähdyttimen venttiili avautuu. Jäähdytysnesteen lämpötilaa seurataan reaaliajassa kuormituksesta ja nopeudesta riippuen välillä 85 - 107 astetta (korkein alhaisella nopeudella ja kuormalla) kitkan vähentämisen ja iskujen estämisen välisen tasapainon nimissä. Eikä siinä vielä kaikki - jopa moottorin ollessa sammutettuna, erityinen sähköpumppu jatkaa jäähdytysnesteen kiertämistä kiehumisherkän paidan läpi päässä ja turboahtimessa poistaakseen niistä nopeasti lämmön. Jälkimmäinen ei vaikuta paitojen yläosaan niiden nopean hypotermian välttämiseksi.

Kaksi suutinta sylinteriä kohti

Erityisesti tälle moottorille Euro 6 -päästötason saavuttamiseksi Audi esittelee ensimmäistä kertaa ruiskutusjärjestelmän, jossa on kaksi suutinta sylinteriä kohden - yksi suoraruiskutusta ja toinen imusarjaa varten. Mahdollisuus ohjata ruiskutusta joustavasti milloin tahansa johtaa polttoaineen ja ilman parempaan sekoittumiseen ja vähentää hiukkaspäästöjä. Suoraruiskutusosan painetta on nostettu 150 barista 200 bariin. Kun jälkimmäinen ei ole käynnissä, polttoainetta kierrätetään myös ohitusliitännöillä imusarjan suuttimien kautta korkeapainepumpun jäähdyttämiseksi.

Kun moottori käynnistetään, seos imeytyy suoraruiskutusjärjestelmään, ja katalyytin nopean kuumenemisen varmistamiseksi suoritetaan kaksinkertainen ruiskutus. Tämä strategia tarjoaa paremman sekoittamisen alhaisissa lämpötiloissa tulvimatta moottorin kylmiä metalliosia. Sama koskee raskaita kuormia räjähdyksen välttämiseksi. Pakosarjan jäähdytysjärjestelmän ja kompaktin rakenteensa ansiosta on mahdollista käyttää yksisuihkuautoturvaa (IHI: n RHF4), jonka edessä on lambda-anturi ja halvemmasta materiaalista valmistettu kotelo.

Tuloksena on 320 Nm: n suurin vääntömomentti 1400 r / min. Vielä mielenkiintoisempi on tehonjakelu, jonka suurin arvo on 160 hv. on saatavana 3800 rpm: llä (!) ja pysyy tällä tasolla 6200 rpm asti merkittävällä lisäpotentiaalilla (asentamalla siten 2.0 TFSI: n eri versiot, mikä lisää vääntömomentin korkeita alueita). Siten edeltäjäänsä kohdistuvan tehon kasvuun (12 prosenttia) liittyy polttoaineenkulutuksen lasku (22 prosenttia).

(seurata)

Teksti: Georgy Kolev