Gamme de moteurs Audi & # 8212; Partie 1: 1.8 TFSI

Gamme de moteurs Audi & # 8212; Partie 1: 1.8 TFSI

La gamme de dispositifs d'entraînement de la marque est l'incarnation de solutions incroyablement high-tech.

Une série sur les voitures les plus intéressantes de l'entreprise

Si nous recherchons un exemple de stratégie économique prospective garantissant le développement durable d'une entreprise, alors Audi peut être un excellent exemple à cet égard. Il est peu probable que dans les années 70, quiconque aurait pu imaginer le fait qu'à l'heure actuelle, la société d'Ingolstadt serait un concurrent égal à un nom aussi établi que Mercedes-Benz. La réponse aux raisons se trouve en grande partie dans le slogan de la marque «Progress through technology», qui est à la base du chemin difficile parcouru avec succès vers le segment premium. Un domaine où personne n'a le droit de faire des compromis et n'offre que le meilleur. Ce qu'Audi et seulement une poignée d'autres entreprises peuvent faire leur garantit la demande pour leurs produits et l'atteinte de paramètres similaires, mais aussi un fardeau énorme, nécessitant un mouvement constant à la limite d'un rasoir technologique.

En tant que membre du groupe VW, Audi est en mesure de profiter pleinement des opportunités de développement de la grande entreprise. Quels que soient les défis auxquels VW est confrontée, avec près de 10 milliards d'euros de dépenses annuelles en R&D, le groupe est en tête de la liste des 50 entreprises les plus investies dans ce domaine, devant des géants tels que Samsung Electronics, Microsoft, Intel et Toyota (où ce coût est d'un peu plus de 7 milliards d'euros). Audi elle-même est proche de BMWavec leur investissement de 4,0 milliards d'euros. Cependant, une partie des fonds investis dans Audi provient indirectement de la trésorerie générale de l'entreprise VW, puisque les développements sont également utilisés par d'autres marques. Parmi les principaux domaines de cette activité figurent les technologies pour la production de structures légères, l'électronique, les transmissions et, bien sûr, les entraînements. Et maintenant nous arrivons à l'essence de ce matériau, qui fait partie de notre série représentant des solutions modernes dans le domaine des moteurs à combustion interne. Cependant, en tant que division d'élite de VW, Audi développe également une gamme spécifique de groupes motopropulseurs conçus principalement ou uniquement pour les véhicules Audi, et nous vous en parlons ici.

1.8 TFSI: un modèle de haute technologie à tous égards

L'histoire d'Audi des moteurs TFSI à quatre cylindres en ligne remonte à la mi-2004, lorsque le premier turbocompresseur à essence à injection directe EA113 au monde a été lancé sous le nom de 2.0 TFSI. Deux ans plus tard, une version plus puissante de l'Audi S3 est apparue. Le développement du concept modulaire EA888 avec un entraînement d'arbre à cames avec une chaîne a pratiquement commencé en 2003, peu de temps avant l'introduction de l'EA113 avec une courroie de distribution.

Cependant, l'EA888 a été construit à partir de zéro en tant que moteur mondial du groupe VW. La première génération a été introduite en 2007 (comme 1.8 TFSI et 2.0 TFSI); Avec l'introduction du système de distribution variable des soupapes Audi Valvelift et une série de mesures pour réduire les frottements internes, la deuxième génération a été remarquée en 2009, et la troisième génération a suivi à la fin de 2011 (1.8 TFSI et 2.0 TFSI). Les moteurs quatre cylindres des séries EA113 et EA888 ont remporté un succès incroyable pour Audi, recevant au total dix prestigieux prix internationaux de moteur de l'année et 10 meilleurs moteurs. Le défi pour les ingénieurs est de créer un moteur modulaire avec une cylindrée de 1,8 et 2,0 litres, adapté pour une installation transversale et longitudinale, avec des frottements internes et des émissions considérablement réduits, répondant aux nouvelles exigences, dont Euro 6, avec des performances améliorées. endurance et poids réduit. Basé sur l'EA888 Generation 3, l'EA888 Generation 3B a été créé et présenté l'année dernière, fonctionnant sur un principe similaire à celui de Miller. Nous en reparlerons plus tard.

Tout cela semble bien, mais comme nous le verrons, il faut beaucoup de travail de développement pour y parvenir. Grâce à une augmentation du couple de 250 à 320 Nm par rapport à son prédécesseur dans la version 1,8 litre, les concepteurs peuvent désormais changer les rapports de démultiplication en plus longs, ce qui réduit également la consommation de carburant. Une importante contribution à ce dernier est une solution technologique importante, qui a ensuite été utilisée par un certain nombre d'autres entreprises. Ce sont des tuyaux d'échappement intégrés dans la tête, qui permettent d'atteindre plus rapidement la température de fonctionnement et le refroidissement des gaz sous forte charge et évitent le besoin d'enrichissement. Cette solution est extrêmement rationnelle, mais aussi très difficile à mettre en œuvre, compte tenu de l'énorme différence de température entre les fluides de part et d'autre des collecteurs. Cependant, les avantages incluent également la possibilité d'une conception plus compacte, qui, en plus de réduire le poids, garantit un chemin plus court et plus optimal des gaz vers la turbine et un module plus compact pour le remplissage forcé et le refroidissement de l'air comprimé. En théorie, cela semble également original, mais la mise en œuvre pratique est un véritable défi pour les professionnels du casting. Pour couler une culasse complexe, ils créent un processus spécial utilisant jusqu'à 12 cœurs métallurgiques.

Contrôle flexible du refroidissement

Un autre facteur important de réduction de la consommation de carburant est associé au processus permettant d'atteindre la température de fonctionnement du liquide de refroidissement. Le système de contrôle intelligent de ce dernier lui permet d'arrêter complètement sa circulation jusqu'à ce qu'il atteigne la température de fonctionnement, et lorsque cela se produit, la température est constamment surveillée en fonction de la charge du moteur. Concevoir une zone où le liquide de refroidissement inonde les tuyaux d'échappement, où il y a un gradient de température important, était un énorme défi. Pour cela, un modèle informatique analytique complexe a été développé, incluant la composition totale du gaz / aluminium / liquide de refroidissement. En raison de la spécificité d'un fort chauffage local du liquide dans cette zone et de la nécessité générale d'un contrôle optimal de la température, un module de commande de rotor en polymère est utilisé, qui remplace le thermostat traditionnel. Ainsi, lors de l'étape de chauffage, la circulation du liquide de refroidissement est complètement bloquée.

Toutes les vannes externes sont fermées et l'eau dans la chemise gèle. Même si la cabine doit être chauffée par temps froid, la circulation n'est pas activée, mais un circuit spécial avec une pompe électrique supplémentaire est utilisé, dans lequel le flux circule autour des collecteurs d'échappement. Cette solution permet de fournir une température confortable dans l'habitacle beaucoup plus rapidement, tout en maintenant de manière optimale la possibilité d'un réchauffement rapide du moteur. Lorsque la soupape correspondante est ouverte, une circulation intensive de fluide commence dans le moteur - si rapidement la température de fonctionnement de l'huile est atteinte, après quoi la soupape de son refroidisseur s'ouvre. La température du liquide de refroidissement est surveillée en temps réel en fonction de la charge et de la vitesse, allant de 85 à 107 degrés (la plus élevée à basse vitesse et charge) au nom de l'équilibrage de la réduction du frottement et de la prévention des cognes. Et ce n'est pas tout - même lorsque le moteur est éteint, une pompe électrique spéciale continue de faire circuler le liquide de refroidissement à travers la chemise sensible à l'ébullition dans la tête et le turbocompresseur pour une dissipation plus rapide de la chaleur. Cette dernière n'affecte pas les hauts des chemises afin d'éviter leur hypothermie rapide.

Deux buses par cylindre

Surtout pour ce moteur, afin d'atteindre les émissions Euro 6, Audi introduit pour la première fois un système d'injection avec deux injecteurs par cylindre - un pour l'injection directe et l'autre pour le collecteur d'admission. La capacité de contrôler l'injection de manière flexible à tout moment se traduit par un mélange plus optimal de carburant et d'air et réduit les émissions de particules. La pression dans la section d'injection directe a été augmentée de 150 à 200 bars. Lorsque ce dernier ne fonctionne pas, la circulation du carburant est également assurée par des raccords de dérivation à travers les injecteurs dans les collecteurs d'admission pour refroidir la pompe haute pression.

Au démarrage du moteur, le mélange est repris par le système d'injection directe, et une double injection est réalisée pour assurer un chauffage rapide du catalyseur. Cette stratégie permet un meilleur mélange à basse température sans inonder les pièces métalliques froides du moteur. Il en va de même pour les charges lourdes pour éviter la détonation. Grâce au système de refroidissement du collecteur d'échappement et à sa conception compacte, il est possible d'utiliser un turbocompresseur mono-jet (RHF4 de IHI) avec une sonde lambda devant lui et un boîtier en matériaux moins chers.

En conséquence, un couple maximal de 320 Nm est atteint à 1400 tr / min. La distribution de puissance avec une valeur maximale de 160 ch est encore plus intéressante. est disponible à 3800 tr / min (!) et reste à ce niveau jusqu'à 6200 tr / min avec un potentiel important d'augmentation supplémentaire (installant ainsi différentes versions du 2.0 TFSI, ce qui augmente le niveau de couple dans les plages élevées). Ainsi, l'augmentation de puissance par rapport à son prédécesseur (de 12%) s'accompagne d'une diminution de la consommation de carburant (de 22%).

(suivre)

Texte: Georgy Kolev

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