Testa brauciena Audi dzinēju klāsts — 1. daļa: 1.8 TFSI

Zīmola piedziņas bloku klāsts ir neticami augsto tehnoloģiju risinājumu iemiesojums.

Sērija par uzņēmuma interesantākajām automašīnām

Ja mēs meklējam piemēru tālredzīgai ekonomikas stratēģijai, kas nodrošina uzņēmuma ilgtspējību, tad Audi šajā ziņā var būt lielisks piemērs. 70. gados diez vai kāds varēja iedomāties faktu, ka tagad uzņēmums no Ingolštates būs līdzvērtīgs konkurents tādam iedibinātam nosaukumam kā Mercedes-Benz. Atbilde uz iemesliem lielā mērā meklējama zīmola sauklī "Progress caur tehnoloģijām", kas ir pamatā veiksmīgajam grūtajam ceļam uz premium segmentu. Joma, kurā nevienam nav tiesību uz kompromisiem un piedāvā tikai to labāko. Tas, ko spēj Audi un tikai daži citi uzņēmumi, garantē viņiem pieprasījumu pēc saviem produktiem un līdzīgu parametru sasniegšanu, bet arī milzīgu slogu, kas prasa pastāvīgu kustību uz tehnoloģiskā skuvekļa malas.

Kā daļai no VW grupas Audi ir iespēja pilnībā izmantot milzīgas kompānijas attīstības iespējas. Lai arī kādas problēmas būtu VW, ar saviem ikgadējiem izdevumiem pētniecībai un izstrādei gandrīz 10 miljardu eiro apmērā, grupa ieņem 50 visvairāk investēto uzņēmumu sarakstu šajā jomā, apsteidzot tādus gigantus kā Samsung Electronics, Microsoft, Intel un Toyota (kur šī vērtība sasniedz nedaudz vairāk par 7 miljardiem eiro). Pats par sevi Audi ar saviem 4,0 miljardu eiro ieguldījumiem šajos parametros ir tuvu BMW. Tomēr daļa no Audi ieguldītajiem līdzekļiem netieši nāk no VW grupas vispārējās kases, jo izstrādnes izmanto arī citi zīmoli. Starp galvenajām šīs darbības jomām ir vieglo konstrukciju, elektronikas, transmisijas un, protams, piedziņu ražošanas tehnoloģijas. Un tagad mēs nonākam pie šī materiāla būtības, kas ir daļa no mūsu sērijas, pārstāvot mūsdienīgus risinājumus iekšdedzes dzinēju jomā. Tomēr Audi kā VW elitārā nodaļa izstrādā arī īpašu spēka agregātu līniju, kas paredzēta galvenokārt vai tikai Audi transportlīdzekļiem, un mēs par tiem pastāstīsim šeit.

1.8 TFSI: augsto tehnoloģiju modelis visos aspektos

Audi četru TFSI dzinēju vēsture aizsākās 2004. gada vidū, kad pasaulē tika izlaists pirmais EA113 tiešās iesmidzināšanas benzīna turbokompresors kā 2.0 TFSI. Divus gadus vēlāk parādījās jaudīgāka Audi S3 versija. Moduļu koncepcijas EA888 ar sadales vārpstas piedziņu ar ķēdi izstrāde praktiski sākās 2003. gadā, īsi pirms EA113 ar zobsiksnu ieviešanas.

Tomēr EA888 tika uzbūvēts no paša sākuma kā VW grupas globāls dzinējs. Pirmā paaudze tika ieviesta 2007. gadā (kā 1.8 TFSI un 2.0 TFSI); ieviešot Audi Valvelift mainīgo vārstu laika noteikšanas sistēmu un vairākus pasākumus iekšējās berzes samazināšanai, otrā paaudze tika atzīmēta 2009. gadā, bet trešā paaudze (2011 TFSI un 1.8 TFSI) sekoja 2.0. gada beigās. Četru cilindru EA113 un EA888 sērijas ir guvušas neticamus Audi panākumus, kopumā iegūstot desmit prestižās starptautiskās gada dzinēja balvas un 10 labākos dzinējus. Inženieru uzdevums ir izveidot moduļu dzinēju ar 1,8 un 2,0 litru darba tilpumu, kas pielāgots gan šķērsvirziena, gan gareniskajai uzstādīšanai, ar ievērojami samazinātu iekšējo berzi un izmešu daudzumu, kas atbilst jaunām prasībām, tostarp Euro 6, ar uzlabotu veiktspēju. izturība un samazināts svars. Pamatojoties uz EA888 Generation 3, pagājušajā gadā tika izveidots un ieviests EA888 Generation 3B, kas darbojas pēc Millera principam līdzīga principa. Par to mēs runāsim vēlāk.

Tas viss izklausās labi, taču, kā mēs redzēsim, ir nepieciešams daudz izstrādes darba, lai to sasniegtu. Pateicoties griezes momenta pieaugumam no 250 līdz 320 Nm, salīdzinot ar tā 1,8 litru priekšteci, dizaineri tagad var mainīt pārnesumu skaitļus uz garākiem pārnesumiem, kas arī samazina degvielas patēriņu. Milzīgs ieguldījums pēdējā ir svarīgs tehnoloģiskais risinājums, ko pēc tam izmantoja vairāki citi uzņēmumi. Tās ir galvā integrētas izplūdes caurules, kas nodrošina iespēju ātri sasniegt darba temperatūru un atdzesēt gāzes pie lielas slodzes un izvairīties no nepieciešamības bagātināt maisījumu. Šāds risinājums ir ārkārtīgi racionāls, taču arī ļoti grūti īstenojams, ņemot vērā milzīgo temperatūru starpību starp šķidrumiem abās kolektora cauruļu pusēs. Taču pie priekšrocībām var minēt arī kompaktākas konstrukcijas iespēju, kas papildus svara samazināšanai garantē īsāku un optimālāku gāzes ceļu uz turbīnu un kompaktāku moduli saspiestā gaisa piespiedu uzpildīšanai un dzesēšanai. Teorētiski arī tas izklausās oriģināli, taču praktiskā realizācija ir īsts izaicinājums kastinga profesionāļiem. Lai izlietu sarežģītu cilindra galvu, viņi izveido īpašu procesu, izmantojot līdz pat 12 metalurģijas sirdīm.

Elastīga dzesēšanas vadība

Vēl viens svarīgs faktors degvielas patēriņa samazināšanā ir saistīts ar dzesēšanas šķidruma darba temperatūras sasniegšanas procesu. Pēdējās viedā vadības sistēma ļauj pilnībā pārtraukt cirkulāciju, līdz tā sasniedz darba temperatūru, un, kad tas notiek, temperatūra tiek pastāvīgi kontrolēta atkarībā no motora slodzes. Izveidot teritoriju, kur dzesēšanas šķidrums pārpludina izplūdes caurules, kur ir ievērojams temperatūras gradients, bija milzīgs izaicinājums. Šim nolūkam tika izstrādāts sarežģīts analītisks datora modelis, ieskaitot kopējo gāzes / alumīnija / dzesēšanas šķidruma sastāvu. Sakarā ar šķidruma spēcīgas lokālas sildīšanas specifiku šajā apgabalā un vispārēju vajadzību pēc optimālas temperatūras kontroles tiek izmantots polimēra rotora vadības modulis, kas aizstāj tradicionālo termostatu. Tādējādi sildīšanas stadijā dzesēšanas šķidruma cirkulācija ir pilnībā bloķēta.

Visi ārējie vārsti ir aizvērti, un ūdens apvalkā sasalst. Arī tad, ja aukstā laikā nepieciešams apsildīt salonu, cirkulācija netiek aktivizēta, bet tiek izmantota speciāla ķēde ar papildus elektrisko sūkni, kurā plūsma cirkulē ap izplūdes kolektoriem. Šis risinājums ļauj daudz ātrāk nodrošināt komfortablu temperatūru salonā, vienlaikus saglabājot iespēju ātri uzsildīt dzinēju. Atverot attiecīgo vārstu, sākas intensīva šķidruma cirkulācija dzinējā - tik ātri tiek sasniegta eļļas darba temperatūra, pēc kuras atveras tās dzesētāja vārsts. Dzesēšanas šķidruma temperatūra tiek kontrolēta reāllaikā atkarībā no slodzes un ātruma, svārstās no 85 līdz 107 grādiem (augstākā zemā ātrumā un slodzē), lai nodrošinātu līdzsvaru starp berzes samazināšanu un sitienu novēršanu. Un tas vēl nav viss – pat tad, kad dzinējs ir izslēgts, īpašs elektriskais sūknis turpina cirkulēt dzesēšanas šķidrumu caur vārīšanās jutīgo kreklu galvā un turbokompresorā, lai ātri noņemtu no tiem siltumu. Pēdējais neietekmē kreklu augšdaļas, lai izvairītos no to straujas hipotermijas.

Divas sprauslas uz cilindru

Īpaši šim dzinējam, lai sasniegtu Euro 6 izmešu līmeni, Audi pirmo reizi ievieš iesmidzināšanas sistēmu ar divām sprauslām uz cilindru – vienu tiešai iesmidzināšanai un otru ieplūdes kolektoram. Iespēja elastīgi kontrolēt iesmidzināšanu jebkurā laikā nodrošina labāku degvielas un gaisa sajaukšanos un samazina daļiņu emisijas. Spiediens tiešās iesmidzināšanas sekcijā ir palielināts no 150 līdz 200 bāriem. Kad pēdējais nedarbojas, degviela tiek cirkulēta arī ar apvada savienojumiem caur ieplūdes kolektoru sprauslām, lai atdzesētu augstspiediena sūkni.

Kad motors tiek iedarbināts, maisījumu uzņem tiešās iesmidzināšanas sistēma, un, lai nodrošinātu ātru katalizatora uzsildīšanu, tiek veikta dubultā iesmidzināšana. Šī stratēģija nodrošina labāku sajaukšanos zemā temperatūrā, nepludinot motora aukstās metāla daļas. Tas pats attiecas uz lielām kravām, lai izvairītos no detonācijas. Pateicoties izplūdes kolektora dzesēšanas sistēmai un kompaktajai konstrukcijai, ir iespējams izmantot vienas strūklas turbokompresoru (RHF4 no IHI) ar lambda zondi priekšā un korpusu, kas izgatavots no lētākiem materiāliem.

Rezultāts ir maksimālais griezes moments 320 Nm pie 1400 apgriezieniem minūtē. Vēl interesantāks ir jaudas sadalījums ar maksimālo vērtību 160 ZS. ir pieejams ar 3800 apgriezieniem minūtē (!) un paliek šajā līmenī līdz 6200 apgriezieniem minūtē ar ievērojamu turpmākas palielināšanas potenciālu (tādējādi uzstādot dažādas 2.0 TFSI versijas, kas paaugstina griezes momenta līmeni augstos diapazonos). Tādējādi jaudas pieaugumam, salīdzinot ar tā priekšgājēju (par 12 procentiem), ir degvielas patēriņa samazinājums (par 22 procentiem).

(sekot)

Teksts: Georgijs Koļevs