Maak een proefrit met het Audi-motorengamma - Deel 1: 1.8 TFSI
Testrit

Testrit Audi Engine Lineup - Deel 1: 1.8 TFSI

Maak een proefrit met het Audi-motorengamma - Deel 1: 1.8 TFSI

Het assortiment aandrijfeenheden van het merk is de belichaming van ongelooflijk hightech oplossingen.

Een serie over de meest interessante auto's van het bedrijf

Als we een voorbeeld zoeken van een toekomstgerichte economische strategie die de duurzaamheid van het bedrijf waarborgt, dan kan Audi daar een uitstekend voorbeeld van zijn. In de jaren 70 had bijna niemand zich kunnen voorstellen dat het bedrijf uit Ingolstadt nu een gelijke concurrent zal zijn van zo'n gevestigde naam als Mercedes-Benz. Het antwoord op de redenen is grotendeels te vinden in de slogan van het merk "Vooruitgang door technologieën", die de basis vormt van het met succes bewandelde, moeilijke pad naar het premiumsegment. Een gebied waar niemand het recht heeft om compromissen te sluiten en alleen het beste biedt. Wat Audi en slechts een handvol andere bedrijven kunnen doen, garandeert hen de vraag naar hun producten en het bereiken van vergelijkbare parameters, maar ook een enorme last, die constante beweging op de rand van een technologisch scheermes vereist.

Als onderdeel van de VW Group heeft Audi de mogelijkheid om ten volle te profiteren van de ontwikkelingsmogelijkheden van een enorm bedrijf. Welke problemen VW ook heeft, met zijn jaarlijkse R&D-uitgaven van bijna 10 miljard euro staat de groep bovenaan de lijst van de 50 best geïnvesteerde bedrijven in het veld, voor reuzen als Samsung Electronics, Microsoft, Intel en Toyota (waar deze waarde neerkomt op iets meer dan 7 miljard euro). Op zichzelf ligt Audi in deze parameters dicht bij BMW, met hun investering van 4,0 miljard euro. Een deel van het in Audi geïnvesteerde geld komt echter indirect uit de algemene schatkist van de VW-groep, aangezien de ontwikkelingen ook door andere merken worden gebruikt. Een van de belangrijkste gebieden van deze activiteit zijn technologieën voor de productie van lichte constructies, elektronica, transmissies en natuurlijk aandrijvingen. En nu komen we bij de essentie van dit materiaal, dat deel uitmaakt van onze serie, die moderne oplossingen op het gebied van verbrandingsmotoren vertegenwoordigt. Als elitedivisie van VW ontwikkelt Audi echter ook een specifieke reeks aandrijflijnen die voornamelijk of exclusief voor Audi-voertuigen zijn ontworpen, en we zullen u hier meer over vertellen.

1.8 TFSI: in elk opzicht een toonbeeld van hoogwaardige technologie

Audi's geschiedenis van viercilinder-in-lijn TFSI-motoren gaat terug tot midden 2004, toen 's werelds eerste EA113 turbocompressor met directe injectie werd uitgebracht als de 2.0 TFSI. Twee jaar later verscheen er een krachtigere versie van de Audi S3. De ontwikkeling van het modulaire concept EA888 met nokkenasaandrijving met ketting begon praktisch in 2003, kort voor de introductie van de EA113 met distributieriem.

De EA888 is echter vanaf de grond opgebouwd als een wereldwijde motor voor de VW-groep. De eerste generatie werd geïntroduceerd in 2007 (als 1.8 TFSI en 2.0 TFSI); met de introductie van het variabele kleptimingsysteem Audi Valvelift en een aantal maatregelen om de interne wrijving te verminderen, werd in 2009 de tweede generatie genoteerd en eind 2011 volgde de derde generatie (1.8 TFSI en 2.0 TFSI). De viercilinder EA113- en EA888-series hebben ongelooflijke successen behaald voor Audi, met in totaal tien prestigieuze International Engine of the Year-awards en 10 Best Engines. De taak van de ingenieurs is om een ​​modulaire motor te creëren met een cilinderinhoud van 1,8 en 2,0 liter, aangepast voor zowel transversale als longitudinale installatie, met aanzienlijk verminderde interne wrijving en emissies, die voldoet aan nieuwe eisen, waaronder Euro 6, met verbeterde prestaties. uithoudingsvermogen en verminderd gewicht. Gebaseerd op de EA888 Generation 3, werd de EA888 Generation 3B gemaakt en vorig jaar geïntroduceerd, werkend volgens een principe dat vergelijkbaar is met het Miller-principe. We zullen hier later over praten.

Dit klinkt allemaal goed, maar zoals we zullen zien, kost het veel ontwikkelingswerk om dit te bereiken. Dankzij de toename van het koppel van 250 naar 320 Nm in vergelijking met zijn 1,8-liter voorganger, kunnen ontwerpers nu overbrengingsverhoudingen wijzigen naar langere overbrengingsverhoudingen, wat ook het brandstofverbruik verlaagt. Een grote bijdrage aan dat laatste is een belangrijke technologische oplossing, die vervolgens door een aantal andere bedrijven werd gebruikt. Dit zijn uitlaatpijpen geïntegreerd in de kop, die de mogelijkheid bieden om snel de bedrijfstemperatuur te bereiken en gassen onder hoge belasting te koelen en de noodzaak om het mengsel te verrijken te vermijden. Een dergelijke oplossing is uiterst rationeel, maar ook zeer moeilijk uitvoerbaar, gezien het enorme temperatuurverschil tussen de vloeistoffen aan weerszijden van de verzamelleidingen. De voordelen omvatten echter ook de mogelijkheid van een compacter ontwerp, dat naast gewichtsbesparing een kortere en meer optimale gasweg naar de turbine garandeert en een compactere module voor geforceerd vullen en koelen van perslucht. Theoretisch klinkt dit ook origineel, maar de praktische uitvoering is een echte uitdaging voor castingprofessionals. Om een ​​complexe cilinderkop te gieten, creëren ze een speciaal proces met maximaal 12 metallurgische harten.

Flexibele koelregeling

Een andere belangrijke factor bij het verminderen van het brandstofverbruik houdt verband met het proces om de bedrijfstemperatuur van het koelmiddel te bereiken. Dankzij het intelligente controlesysteem van de laatste kan het zijn circulatie volledig stoppen totdat het de bedrijfstemperatuur heeft bereikt, en wanneer dit gebeurt, wordt de temperatuur constant gecontroleerd, afhankelijk van de motorbelasting. Het ontwerpen van een gebied waar koelvloeistof de uitlaatpijpen overspoelt, waar sprake is van een aanzienlijke temperatuurgradiënt, was een enorme uitdaging. Hiervoor is een complex analytisch computermodel ontwikkeld, inclusief de totale samenstelling van het gas / aluminium / koelmiddel. Vanwege de specificiteit van sterke lokale verwarming van de vloeistof in dit gebied en de algemene behoefte aan optimale temperatuurregeling, wordt een polymere rotorbesturingsmodule gebruikt, die de traditionele thermostaat vervangt. Aldus wordt tijdens de verwarmingsfase de circulatie van het koelmiddel volledig geblokkeerd.

Alle externe kleppen zijn gesloten en het water in de jas bevriest. Zelfs als de cabine bij koud weer moet worden verwarmd, wordt de circulatie niet geactiveerd, maar wordt een speciaal circuit met een extra elektrische pomp gebruikt, waarbij de stroom rond de uitlaatspruitstukken circuleert. Met deze oplossing kunt u veel sneller voor een comfortabele temperatuur in de cabine zorgen, terwijl u de mogelijkheid behoudt om de motor snel op te warmen. Wanneer de overeenkomstige klep wordt geopend, begint de intensieve circulatie van vloeistof in de motor - zo snel wordt de bedrijfstemperatuur van de olie bereikt, waarna de klep van de koeler opengaat. De koelvloeistoftemperatuur wordt in realtime gecontroleerd, afhankelijk van belasting en snelheid, variërend van 85 tot 107 graden (hoogste bij lage snelheid en belasting) in naam van een evenwicht tussen wrijvingsvermindering en kloppreventie. En dat is niet alles - zelfs als de motor is uitgeschakeld, blijft een speciale elektrische pomp de koelvloeistof door het kookgevoelige shirt in de kop en de turbocompressor circuleren om de warmte snel te verwijderen. Dit laatste heeft geen invloed op de bovenkant van overhemden om snelle onderkoeling te voorkomen.

Twee spuitmonden per cilinder

Speciaal voor deze motor, om het Euro 6-emissieniveau te bereiken, introduceert Audi voor het eerst een injectiesysteem met twee verstuivers per cilinder - één voor directe injectie en één voor het inlaatspruitstuk. De mogelijkheid om de injectie op elk moment flexibel te regelen, resulteert in een betere menging van brandstof en lucht en vermindert de uitstoot van deeltjes. De druk in het gedeelte met directe injectie is verhoogd van 150 naar 200 bar. Wanneer deze niet draait, wordt er ook brandstof gecirculeerd door bypass-aansluitingen door injectoren in de inlaatspruitstukken om de hogedrukpomp te koelen.

Wanneer de motor wordt gestart, wordt het mengsel opgenomen door het directe injectiesysteem en wordt dubbele injectie uitgevoerd om een ​​snelle opwarming van de katalysator te garanderen. Deze strategie zorgt voor een betere menging bij lage temperaturen zonder de koude metalen delen van de motor te laten overstromen. Hetzelfde geldt voor zware ladingen om ontploffing te voorkomen. Dankzij het koelsysteem van het uitlaatspruitstuk en het compacte ontwerp is het mogelijk om een ​​turbocompressor met één straal (RHF4 van IHI) te gebruiken met een lambdasonde ervoor en een behuizing van goedkopere materialen.

Dit resulteert in een maximum koppel van 320 Nm bij 1400 tpm. Nog interessanter is de krachtverdeling met een maximale waarde van 160 pk. is beschikbaar bij 3800 tpm (!) en blijft op dit niveau tot 6200 tpm met een aanzienlijk potentieel voor verdere toename (dus door verschillende versies van de 2.0 TFSI te installeren, die het koppel in de hoge toerenbereiken verhoogt). Zo gaat de toename van het vermogen ten opzichte van zijn voorganger (met 12 procent) gepaard met een afname van het brandstofverbruik (met 22 procent).

(volgen)

Tekst: Georgy Kolev

Voeg een reactie