Ispitni raspon Audi motora - 2. dio: 4.0 TFSI

Nastavak serije pogonskih jedinica marke

Осемцилиндровият 4.0 TFSI на Audi и Bentley е олицетворение на даунсайзинга във високите класове. Той замени атмосферния 4,2-литров мотор и 5,2-литровия V10 агрегат на S6, S7 и S8 и се предлага с нива на мощност от 420 през 520 к.с. до 605 к.с. в зависимост от модела. При тези показатели двигателят на Audi е директен конкурент на 4,4-литровия битурбомотор N63 на BMW и версията му S63 за M-моделите. Също като при BMW двата турбокомпресора са поставени от вътрешната страна на цилиндровите редове, които са разположени на 90 градуса както при предишния 4,2-литров агрегат. При това разположение се постига повече компактност и се скъсява пътят на отработилите газове. Двуструйната (twin-scroll) конфигурация (при BMW тя се използва само при S-версията) позволява намаляване на взаимното негативно влияние на пулсациите от различните цилиндри и извличане на по-голяма част от кинетичната им енергия, и се осъществява чрез сложно съчетаване на канали от цилиндри от различни редове. Този принцип на работа осигурява солиден запас от въртящ момент при ускоряване още в режимите малко над оборотите за празен ход. Дори при 1000 об./мин 4.0 TFSI вече разполага с 400 Нм. По-мощната версия е готова да предостави максималния си въртящ момент от 650 Нм (700 при версиите с 560 и 605 к.с.) в целия диапазон от 1750 до 5000 об./мин, а 550-те нютонметра на стандартната са на разположение дори по-рано – от 1400 до 5250 об./мин. Двигателният блок е изработен от алуминиеви сплави с хомогенно леене на алуминий при ниско налягане, като при мощните версии той е допълнително топлинно обработен. За да се усили блокът, в долната му част са интегрирани пет вложки от сферографитен чугун. Както при по-малкия агрегат EA888, маслената помпа е с променлив капацитет, а при ниски обороти и натоварване дюзите за охлаждане на дъната на буталата се изключват. Подобна е логиката и на охлаждането на двигателя, при което контролният модул регулира температурата в реално време, а циркулацията се задържа до достигане на работна температура. Когато тя е налице, течността започва да се движи откъм вътрешната страна на цилиндрите по посока на цилиндровата глава, а при необходимост от отопление електрическа помпа насочва към салона вода от главата. И тук, за да се елиминира почти напълно обливането на буталото, при студен двигател се извършват няколко фини впръсквания на гориво на цикъл.

Isključite dio cilindara

Sustav isključivanja cilindra s djelomičnim opterećenjem nije nov pristup smanjenju potrošnje goriva, ali s Audijevim motorom s turbopunjačem ovo je rješenje usavršeno. Ideja takvih tehnologija je povećati tzv. radna točka - kada motor zahtijeva razinu snage koja bi podnosila četiri od osam cilindara, potonji rade u puno učinkovitijem načinu rada sa širim gasom. Gornja granica deaktiviranja cilindra je između 25 i 40 posto maksimalnog okretnog momenta (između 120 i 250 Nm), a u ovom načinu rada prosječni efektivni tlak u cilindrima značajno se povećava. Temperatura rashladne tekućine mora doseći najmanje 30 stupnjeva, mjenjač mora biti u trećem ili većem stupnju prijenosa, a motor mora raditi između 960 i 3500 o / min. Ako su ti uvjeti zadovoljeni, sustav zatvara usisni i ispušni ventil dva cilindra svakog reda cilindra, pri čemu V8 jedinica nastavlja raditi kao V4.

Zatvaranje potrebnih ventila na četiri bregaste osovine provodi se uz pomoć nove verzije za upravljanje fazama i hodom ventila Audi valvelift system. Na njima se nalaze čahure s brijegovima za otvaranje dva ventila i kanala uz pomoć elektromagnetskih uređaja s klinovima pomaknute u stranu, a u novoj verziji imaju i brijege za "nulti hod". Potonji ne utječu na podizače ventila, a opruge ih drže zatvorenima. Istodobno, sustav upravljanja motorom zaustavlja ubrizgavanje i paljenje goriva. Međutim, prije nego što se ventili zatvore, komore za izgaranje napune se svježim zrakom - zamjena ispušnih plinova zrakom smanjuje tlak u cilindrima i energiju potrebnu za pogon klipova.

Čim vozač jače pritisne papučicu gasa, deaktivirani cilindri ponovno počinju funkcionirati. Povratak na rad s osam cilindara, kao i obrnuti postupak, izuzetno je precizan i brz te gotovo neprimjetan. Cijeli prijelaz odvija se u samo 300 milisekundi, a promjena načina rada dovodi do kratkotrajnog smanjenja učinkovitosti, tako da stvarno smanjenje potrošnje goriva započinje otprilike tri sekunde nakon deaktiviranja cilindara.

Prema Audiju, ljudi iz Bentleyja, koji koriste napredni 4.0 TFSI za novi Continental GT (debi 2012.), također su bili uključeni u proces razvoja ove tehnologije. Takav sustav za tvrtku nije nov i radi u V6,75 jedinici od 8 litara.

V8 motori poznati su ne samo po vuči i skladnom odzivu leptira za gas, već i po nesmetanom radu - a to se u punoj snazi ​​odnosi na 4.0 TFSI. Međutim, kada V8 motor funkcionira kao V4, ovisno o opterećenju i brzini, njegove radilice i klipne komponente počinju stvarati visoku razinu torzijskih vibracija. To zauzvrat dovodi do pojave specifičnih zvukova koji prodiru u unutrašnjost automobila. Svojom velikom veličinom ispušni sustav također generira specifične basove koje je teško suzbiti, unatoč inteligentnom sustavu kontrole protoka plina s ventilima. U potrazi za načinima za smanjenje vibracija i buke, Audijevi dizajneri zauzeli su neobičan tehnološki pristup, stvorivši dva jedinstvena sustava - stvaranje zvuka i prigušivanje vibracija.

Zahvaljujući intenzivnom vrtložnom procesu tijekom punjenja i povećanoj brzini sagorijevanja, stupanj kompresije može se povećati bez obzira na prisutnost turbo punjenja bez rizika da će doći do detonacija u procesu izgaranja. Postoje i neke tehnološke razlike između različitih izvedbi snage 4.0 TFSI, poput upotrebe usisnog sustava s jednim ili dvokružnim krugom, različitih radnih postavki turbopunjača i prisutnosti dodatnog hladnjaka za ulje na snažnijim jedinicama. Također postoje strukturne razlike u radilicama i njihovim glavnim ležajevima, stupanj kompresije, faze raspodjele plina i mlaznice su različiti.

Aktivna kontrola buke i prigušivanje vibracija

Aktivna kontrola buke (ANC) suzbija neželjenu buku stvaranjem "protušuma". Ovaj je princip poznat kao destruktivne smetnje: ako se preklapaju dva zvučna vala iste frekvencije, njihove amplitude mogu se "rasporediti" tako da se međusobno oslabe. U tu svrhu njihove amplitude moraju biti jednake, ali moraju biti izvan faze na 180 stupnjeva jedna prema drugoj, tj. Moraju biti u antifazi. Stručnjaci ovaj postupak nazivaju i "obrnutim uklanjanjem buke". Audijevi modeli, koji će ponuditi novu 4.0 TFSI jedinicu, opremljeni su s četiri mala mikrofona integrirana u krovnu oblogu. Svaki od njih registrira puni spektar buke u susjednom području. Na temelju tih signala, upravljački modul ANC stvara diferenciranu sliku prostornog šuma, dok istodobno osjetnik brzine radilice daje informacije o ovom parametru. U svim unaprijed kalibriranim područjima u kojima sustav prepoznaje uznemirujuću buku, namjerno generira precizno modulirani eliminacijski zvuk. Aktivna kontrola buke spremna je za rad u bilo kojem trenutku - bilo da je audio sustav uključen ili isključen i je li zvuk pojačan, smanjen itd. Sustav također radi bez obzira na sustav kojim je automobil opremljen.

Vrlo slična ideja je način prigušivanja vibracija. U principu, Audi koristi krute, sportske postavke za nosače motora. Za 4.0 TFSI inženjeri su razvili aktivne montažne nosače ili jastučiće kojima je cilj eliminirati vibracije motora s odmaknutim reverznim oscilacijama. Ključna komponenta sustava je elektromagnetski uređaj koji stvara vibracije. Ima trajni magnet i zavojnicu velike brzine, čije se kretanje prenosi fleksibilnom membranom u komoru s tekućinom. Ova tekućina apsorbira i vibracije uzrokovane motorom i one koje im se suprotstavljaju. Ti elementi istodobno ograničavaju vibracije ne samo u netipičnom načinu rada kao što je V4, već i u normalnom načinu rada V8, s posebnom pažnjom posvećenom praznom hodu.

(pratiti)

Tekst: Georgy Kolev

2020-08-30