Audi motorhajtás teszttartomány – 2. rész: 4.0 TFSI
A sorozat folytatása a márka hajtóegységeivel kapcsolatban
Az Audi és a Bentley nyolchengeres 4.0 TFSI-je a felsőbb osztályok leépítésének megtestesítője. Az S4,2, S5,2 és S10 6 literes szívómotorját és 7 literes V8-es motorját váltotta fel, és 420 és 520 lóerő közötti teljesítményszinttel volt elérhető. 605 LE-ig modelltől függően. Ezen adatok alapján az Audi motor közvetlen versenytársa a BMW 4,4 literes N63-as biturbómotorjának és az M-modellek S63-as változatának. A BMW-hez hasonlóan a két turbófeltöltő a hengersorok belső oldalán kapott helyet, amelyek a korábbi 90 literes egységhez hasonlóan 4,2 fokos szögben helyezkednek el. Ezzel az elrendezéssel nagyobb tömörség érhető el, és lerövidül a kipufogógázok útja. A twin-scroll konfiguráció (a BMW-nél csak az S-változatban használatos) lehetővé teszi a különböző hengerek pulzációinak kölcsönös negatív hatásának csökkentését és kinetikus energiájuk nagyobb részének kivonását, és a hengerek komplex kombinációjával valósul meg. csatornák különböző sorok hengereiből. Ez a működési elv szilárd nyomatéktartalékot biztosít gyorsításkor még az alapjárati fordulatszám feletti üzemmódokban is. A 1000-s TFSI már 4.0-es fordulatszámon is 400 Nm. Az erősebb változat készen áll arra, hogy 650 Nm-es maximális nyomatékát (700 az 560 és 605 LE-s változatoknál) adja le az 1750-től 5000-es fordulatszámig terjedő tartományban, míg az alapkivitel 550 Nm még korábban is elérhető – 1400-tól 5250-ig. A motorblokk alumíniumötvözetekből készül, alacsony nyomáson homogén alumíniumöntéssel, és az erős változatokban ráadásul hőkezelt. A blokk megerősítésére öt gömbgrafitos öntöttvas betét van beépítve az alsó részébe. A kisebb EA888-as egységhez hasonlóan az olajszivattyú változtatható teljesítményű, alacsony fordulatszámon és terhelésnél a dugattyús alsó hűtőfúvókák kikapcsolnak. Hasonló a motorhűtés logikája, ahol a vezérlőmodul valós időben állítja be a hőmérsékletet, és a keringetést az üzemi hőmérséklet eléréséig fenntartjuk. Ha jelen van, a folyadék a hengerek belsejéből elkezd mozogni a hengerfej irányába, és ha fűtésre van szükség, elektromos szivattyú irányítja a vizet a fejből a kabinba. A dugattyús elárasztás szinte teljes kiküszöbölése érdekében itt is hideg motor mellett ciklusonként több finom üzemanyag-befecskendezést hajtanak végre.
Kapcsolja ki a hengerek egy részét
A részleges terhelésű hengerelzáró rendszer nem új megközelítés az üzemanyag-fogyasztás csökkentésére, de az Audi turbómotorjával ezt a megoldást tökéletesítették. Az ilyen technológiák ötlete az ún. működési pont - amikor a motor olyan teljesítményszintet igényel, amely a nyolc hengerből négyet kezelne, ez utóbbi sokkal hatékonyabb üzemmódban működik, szélesebb gázzal. A henger deaktiválásának felső határa a maximális nyomaték 25 és 40 százaléka között van (120 és 250 Nm között), és ebben az üzemmódban az átlagos effektív nyomás a hengerekben jelentősen megnő. A hűtőfolyadék hőmérsékletének el kell érnie legalább 30 fokot, a sebességváltónak harmadik vagy magasabb fokozatban kell lennie, és a motornak 960 és 3500 fordulat / perc között kell működnie. Ha ezek a feltételek teljesülnek, a rendszer lezárja minden hengersor két hengerének szívó- és kipufogószelepét, így a V8 egység továbbra is V4-ként működik.
A négy vezérműtengely szükséges szelepeinek bezárását egy új verzió segítségével hajtják végre, az Audi valvelift rendszer szelepeinek fázisainak és löketének vezérléséhez. A rajtuk elhelyezett bütykökkel ellátott perselyek két szelep és csatorna kinyitására csapokkal ellátott elektromágneses eszközök segítségével oldalra kerülnek, és az új változatban a "nulla löket" bütykökkel is rendelkeznek. Ez utóbbiak nem befolyásolják a szelepemelőket, és a rugók zárva tartják őket. Ugyanakkor a motorvezérlő rendszer leállítja az üzemanyag befecskendezését és a gyújtást. A szelepek zárása előtt azonban az égéstéreket friss levegő tölti meg - a kipufogógázok levegővel történő cseréje csökkenti a hengerek nyomását és a dugattyúk meghajtásához szükséges energiát.
Abban a pillanatban, amikor a sofőr erősebben nyomja a gázpedált, a hatástalanított hengerek újra működni kezdenek. A nyolchengeres működéshez való visszatérés, valamint a fordított folyamat rendkívül precíz, gyors és gyakorlatilag észrevehetetlen. A teljes átmenet mindössze 300 milliszekundum alatt megy végbe, és az üzemmódváltás a hatékonyság rövid távú csökkenéséhez vezet, így az üzemanyag-fogyasztás tényleges csökkenése a hengerek deaktiválása után körülbelül három másodperccel megkezdődik.
Az Audi szerint a bentleyiek, akik a fejlett 4.0 TFSI-t használják az új Continental GT-hez (2012-es debütálás), szintén részt vettek e technológia fejlesztési folyamatában. Egy ilyen rendszer nem új keletű a vállalat számára, és a 6,75 literes V8-as egységben működik.
A V8-as motorok nemcsak tapadásukról és harmonikus fojtószelep-reakciójukról, hanem zökkenőmentes működésükről is ismertek - és ez teljes erővel érvényes a 4.0 TFSI-re. Amikor azonban egy V8-as motor V4-ként működik, a terheléstől és a fordulatszámtól függően főtengelye és a dugattyús alkatrészei magas torziós rezgést kezdenek létrehozni. Ez pedig olyan sajátos zajok megjelenéséhez vezet, amelyek behatolnak az autó belsejébe. A nagy méretével a kipufogórendszer olyan specifikus basszushangokat is generál, amelyeket nehéz elnyomni, annak ellenére, hogy a szelepekkel ellátott intelligens gázáramlás-szabályozó rendszer van. A rezgés és a zaj csökkentésének módjait keresve az Audi tervezői szokatlan technológiai megközelítést alkalmaztak, és két egyedi rendszert hoztak létre - hanggátlás és rezgéscsillapítás.
A töltés közbeni intenzív örvényfolyamat és a megnövekedett égési sebesség miatt a tömörítési arány a turbófeltöltő jelenlététől függetlenül növelhető anélkül, hogy az égési folyamatban robbanásokat okoznának. Van néhány technológiai különbség a 4.0 TFSI különböző teljesítményváltozatai között, például egy- vagy kettős áramkörű szívórendszer használata, a turbófeltöltők különböző működési beállításai és egy további olajhűtő jelenléte az erősebb egységeken. Strukturális különbségek vannak a főtengelyekben és azok fő csapágyaiban, a kompresszió mértékében, a gázelosztás fázisaiban és az injektorokban is.
Aktív zajszabályozás és rezgéscsillapítás
Az aktív zajszabályozás (ANC) az anti-hang létrehozásával ellensúlyozza a nem kívánt zajokat. Ezt az elvet destruktív interferenciának nevezik: ha két azonos frekvenciájú hanghullám átfedi egymást, akkor amplitúdóikat úgy lehet "elrendezni", hogy kölcsönösen csillapítsák őket. Ebből a célból amplitúdójuknak azonosnak kell lennie, de fázison kívül kell lenniük egymással, azaz antifázisban. A szakértők ezt a folyamatot "fordított zajeltávolításnak" is nevezik. Az Audi modelljei, amelyek az új 180 TFSI egységet kínálják, négy kis mikrofonnal vannak felszerelve, amelyek a tetőbélésbe vannak integrálva. Mindegyikük regisztrálja a teljes zajspektrumot a szomszédos területen. Ezen jelek alapján az ANC vezérlő modul differenciált térbeli zajképet hoz létre, miközben a főtengely sebességérzékelője információt szolgáltat erről a paraméterről. Minden előre kalibrált területen, ahol a rendszer zavaró zajt azonosít, célzottan pontosan modulált eliminációs hangot generál. Az aktív zajszabályozás bármikor készen áll a működésre - függetlenül attól, hogy be van-e kapcsolva az audiorendszer, és erősítik-e, csökkentik-e a hangokat stb. A rendszer függetlenül attól a rendszertől is működik, amellyel az autó fel van szerelve.
A rezgések csillapításának módja nagyon hasonló ötletként. Elvileg az Audi merev, sportos beállításokat használ a motortartókhoz. A 4.0 TFSI-hez a mérnökök aktív rögzítő konzolokat vagy betéteket fejlesztettek ki, amelyek célja a motor rezgéseinek kiküszöbölése visszavont fordított rezgésekkel. A rendszer kulcsfontosságú eleme egy elektromágneses eszköz, amely rezgéseket hoz létre. Tartós mágnessel és nagy sebességű tekerccsel rendelkezik, amelyek mozgását egy rugalmas membrán segítségével továbbítják egy folyadékkal rendelkező kamrába. Ez a folyadék elnyeli mind a motor okozta rezgéseket, mind azokat, amelyek ellensúlyozzák azokat. Ugyanakkor ezek az elemek nemcsak az atipikus üzemmódokban, mint például a V4, hanem a normál V8 üzemmódban is korlátozzák a rezgéseket, különös figyelmet fordítva az alapjáratra.
(követni)
Szöveg: Georgy Kolev
2020-08-30
