טווח מבחן כונן מנוע של אאודי - חלק 2: 4.0 TFSI
המשך הסדרה ליחידות הכונן של המותג
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.
כבה חלק מהצילינדרים
מערכת הכיבוי של צילינדר העומס החלקי אינה גישה חדשה להפחתת צריכת הדלק, אך עם המנוע המוגדש טורבו של אודי, פיתרון זה השתכלל. הרעיון של טכנולוגיות כאלה הוא להגדיל את מה שמכונה. נקודת הפעלה - כאשר המנוע דורש רמת הספק שתטפל בארבעה מתוך שמונה הצילינדרים, האחרונים פועלים במצב יעיל בהרבה עם מצערת רחבה יותר. הגבול העליון של פעולת השבתת הצילינדר הוא בין 25 ל -40 אחוז מהמומנט המרבי (בין 120 ל -250 ננומטר), ובמצב זה הלחץ האפקטיבי הממוצע בצילינדרים עולה משמעותית. טמפרטורת נוזל הקירור חייבת להגיע לפחות ל 30 מעלות, תיבת ההילוכים חייבת להיות בהילוך שלישי ומעלה, והמנוע חייב לפעול בין 960 ל 3500 סל"ד. אם מתקיימים תנאים אלה, המערכת סוגרת את שסתומי הכניסה והפליטה של שני צילינדרים מכל שורה של צילינדרים, לפיהם יחידת V8 ממשיכה לפעול כ- V4.
סגירת השסתומים הדרושים בארבעת פסי הזיזים מתבצעת בעזרת גרסה חדשה לשליטה על השלבים והמשיכה של שסתומי מערכת שסתומי אודי. התותבים עם המצלמות הממוקמות עליהם לפתיחת שני שסתומים ותעלות מועברים לצד בעזרת מכשירים אלקטרומגנטיים עם סיכות, ובגרסה החדשה יש להם גם מצלמות ל"אפס פעימות ". האחרונים אינם משפיעים על מרימי השסתומים והקפיצים שומרים עליהם סגורים. במקביל, מערכת בקרת המנוע עוצרת את הזרקת הדלק והצתה. עם זאת, לפני סגירת השסתומים, תאי הבעירה מתמלאים באוויר צח - החלפת גזי פליטה באוויר מפחיתה את הלחץ בגלילים ואת האנרגיה הנדרשת להנעת הבוכנות.
ברגע שהנהג לוחץ חזק יותר על דוושת ההאצה, הגלילים המנותקים מתחילים לתפקד שוב. החזרה להפעלת שמונה צילינדרים, כמו גם התהליך ההפוך, היא מדויקת ומהירה ביותר, ולמעשה לא מורגשת. המעבר כולו מתרחש תוך 300 אלפיות שניות בלבד, ושינוי המצב מוביל לירידה קצרת טווח ביעילות, כך שהירידה בפועל בצריכת הדלק מתחילה כשלוש שניות לאחר השבתת הגלילים.
לפי אאודי, אנשים מבנטלי, המשתמשים ב- 4.0 TFSI המתקדם לקונטיננטל GT החדשה (הופעת בכורה 2012), היו מעורבים גם בתהליך הפיתוח של טכנולוגיה זו. מערכת כזו אינה חדשה עבור החברה ועובדת ביחידת V6,75 בנפח 8 ליטר.
מנועי V8 ידועים לא רק בזכות משיכתם ותגובת המצערת ההרמונית, אלא גם בתפעול חלק - וזה נכון ל- 4.0 TFSI במלוא העוצמה. עם זאת, כאשר מנוע V8 מתפקד כ- V4, תלוי בעומס ובמהירות, גל הארכובה ורכיביו ההדדיות מתחילים ליצור רמות גבוהות של רטט פיתול. זה בתורו מוביל להופעת רעשים ספציפיים החודרים אל פנים המכונית. עם גודלה הרב, מערכת הפליטה מייצרת גם צלילי בס ספציפיים שקשה להדחיקם, למרות מערכת בקרת זרימת הגז החכמה עם שסתומים. בחיפוש אחר דרכים להפחתת רעידות ורעש, נקטו המעצבים של אודי גישה טכנולוגית יוצאת דופן ויצרו שתי מערכות ייחודיות - ייצור אנטי סאונד ושיכוך רעידות.
הודות לתהליך מערבולת אינטנסיבי במהלך המילוי וקצב הבעירה המוגבר, ניתן להגדיל את מידת הדחיסה ללא קשר לנוכחות טעינת טורבו ללא סיכון לגרום לפיצוצים בתהליך הבעירה. ישנם כמה הבדלים טכנולוגיים בין גרסאות ההספק השונות של 4.0 TFSI, כגון שימוש במערכת צריכת מעגל חד או כפול, הגדרות הפעלה שונות של מגדשי הטורבו ונוכחות מקרר שמן נוסף ביחידות החזקות יותר. ישנם גם הבדלים מבניים בפיר הארכובה והמסבים העיקריים שלהם, מידת הדחיסה, שלבי חלוקת הגז והמזרקים שונים.
בקרת רעש פעילה ושיכוך רעידות
בקרת רעש פעילה (ANC) נוגדת רעש לא רצוי על ידי יצירת "אנטי סאונד". עיקרון זה מכונה הפרעה הרסנית: אם שני גלי קול בעלי תדר זהה חופפים, ניתן "לסדר" את המשרעת שלהם כך שהם מוחלשים הדדית. לצורך זה, המשרעת שלהם חייבת להיות זהה, אך חייבת להיות מחוץ לשלב זה עם זה, כלומר בתא-פאזה. מומחים מכנים גם תהליך זה "חיסול רעשים הפוך". הדגמים של אודי, שיציעו את יחידת ה- 180 TFSI החדשה, מצוידים בארבעה מיקרופונים קטנים המשולבים בטנת הגג. כל אחד מהם רושם את ספקטרום הרעש המלא באזור הסמוך. בהתבסס על אותות אלה, מודול הבקרה של ANC יוצר תמונת רעש מרחבית מובחנת, כאשר במקביל חיישן מהירות גל הארכובה מספק מידע אודות פרמטר זה. בכל האזורים המכוילים מראש בהם המערכת מזהה רעשים מטרידים, היא מייצרת בכוונה צליל חיסול מווסת. בקרת רעשים פעילה מוכנה להפעלה בכל עת - בין אם מערכת השמע מופעלת או כבויה ובין אם הצליל מוגבר, מופחת וכו '. המערכת פועלת גם ללא קשר למערכת בה מצויידת המכונית.
הדרך להרטיב את הרטט דומה מאוד לרעיון. באופן עקרוני, אודי משתמשת בהגדרות ספורטיביות ונוקשות לתושבות המנוע. עבור ה- 4.0 TFSI, מהנדסים פיתחו תושבות הרכבה או רפידות אקטיביות שמטרתן לחסל את התנודות המוטריות בתנודות הפוכות מופחתות. מרכיב מרכזי במערכת הוא מכשיר אלקטרומגנטי שיוצר רעידות. יש לו מגנט קבוע וסליל מהיר שתנועתו מועברת באמצעות קרום גמיש לתא עם נוזלים. נוזל זה סופג הן את הרטט הנגרם על ידי המנוע והן את אלה שמנוגדות להם. יחד עם זאת, אלמנטים אלה מגבילים את הרטט לא רק במצב הפעולה הלא טיפוסי כמו V4, אלא גם במצב ה- V8 הרגיל, תוך תשומת לב מיוחדת להקפדה על סרק.
(לעקוב)
טקסט: ג'ורג'י קולב
2020-08-30
