Audi Engine Range Test Drive - Parte 3: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI

Continuação da série para as unidades de acionamento da marca

Hoje em dia, os projetistas de motores a gasolina modernos procuram cada vez mais métodos diversos para aumentar sua eficiência. É verdade que os motores diesel nos últimos anos também sofreram reduções com redução da cilindrada, aumento da pressão de sobrealimentação e do sistema de injeção e, por vezes, com a utilização de um sistema de turboalimentação em cascata. No entanto, há muito que utilizam o enchimento forçado e, ao contrário dos seus homólogos a gasolina, já saltaram a fase evolutiva de mudança do enchimento atmosférico para o forçado. O princípio de funcionamento dos motores diesel com alta pressão nos cilindros e a ausência de válvula borboleta os torna inicialmente eficientes. Portanto, a redução do tamanho dos motores a gasolina assume um caráter muito mais extremo com a redução do volume e do número de cilindros e a mudança para o enchimento forçado. No entanto, a alta temperatura dos gases de escape em comparação com os motores diesel ainda torna o uso de turboalimentadores de geometria variável inacessível (com exceção das unidades BorgWarner para o Porsche 911 Turbo), a válvula borboleta continua a criar resistência ao ar e os projetistas estão procurando todos possíveis métodos alternativos para melhorar a sua eficiência. Há dez anos, a Audi introduziu pela primeira vez a combinação de turboalimentação e injeção direta de gasolina com seu TFSI, e agora com sua nova unidade 2.0 TFSI, os engenheiros da empresa retornaram ao conhecido ciclo Miller - apenas de uma forma bastante modificada. O marketing da empresa chama a filosofia de criação de um novo motor com potência de 190 cv. e um torque máximo de 320 Nm de “dimensionamento correto”, no sentido de “volume de trabalho selecionado com precisão”. No entanto, o termo é muito diferente da mensagem dos seus colegas da Mazda, que se referem neste caso a evitar o enchimento forçado.

Ao contrário, na Audi, a turboalimentação é um elemento essencial na estratégia de fluxo de trabalho do novo motor, assim como o compressor é um atributo invariável das máquinas de ciclo Miller, das quais a mais típica é o Mazda Millenia dos anos 90. Este princípio de operação envolve manter a válvula de admissão aberta por muito tempo depois que o pistão começou a se mover de um ponto mais baixo para um ponto morto. Assim que o ar começa a retornar para os coletores de admissão, o compressor mecânico, que cria uma contrapressão, cuida de sua retenção. À primeira vista, isso parece sem sentido, mas na prática a dinâmica do fluxo é tal que, neste caso, ele experimenta menos resistência do que se fosse comprimido no próprio cilindro. Por outro lado, o grau de curso de expansão torna-se maior em um grau normal de compressão sem o perigo de detonação. Ou seja, o princípio de Miller permite que um grau diferente de compressão e expansão seja alcançado, ao invés do mesmo que com o motor Otto padrão. Um efeito positivo também é a capacidade de trabalhar com uma válvula borboleta mais aberta.

A interpretação da Audi do ciclo Miller

Os designers da Audi interpretam este tema à sua maneira. Ao contrário do processo básico, porém, em vez de manter a válvula de admissão aberta para reduzir a taxa de compressão, eles simplesmente a fecham muito mais cedo - antes mesmo de o pistão atingir o ponto morto inferior. Em vez de o tempo de abertura ser de 190-200 graus de rotação do virabrequim como de costume, a válvula permanece aberta apenas por 140 graus. Contudo, na prática, isto consegue o mesmo efeito de redução da taxa de compressão. A compensação da redução do tempo de abertura é feita aumentando a pressão de sobrealimentação através do turboalimentador. Assim, o motor atinge o consumo de um motor downsizing e, em plena carga, tem o desempenho dinâmico de uma máquina de grande porte. Na operação em carga parcial, a injeção adicional de combustível é realizada no curso ascendente do pistão por meio do sistema de injeção direta, que complementa outro sistema de injeção nos coletores de admissão. Além disso, o Audi Valvelift System (AVS) para comando de válvulas variável permite aumentar a fase de abertura das válvulas de admissão para 170 graus sob plena carga. Somam-se a isso o gerenciamento inteligente do resfriamento, um coletor de escape integrado no cabeçote e maior redução do atrito através do uso de óleo de baixa viscosidade (0W-20). Graças a inúmeras soluções de alta tecnologia, o novo 2.0 TFSI tem torque máximo na faixa de 1450 a 4400 rpm e consome menos combustível.

3.0 TFSI: Mecânico em vez de turbocompressor

Os colegas da Porsche preferiram o enchimento com biturbo para o motor V6 de três litros com 420 cv. Para o 3.0 TFSI, a Audi usa uma carga de compressor mecânico (Eaton sexta geração, R1320) com resfriamento de água / ar. O processo de criação do motor foi extremamente curto, o que talvez seja uma das explicações para essa decisão, embora a Audi afirme que esse conceito é preferido por outras vantagens - como a popularidade desse tipo de enchimento forçado nos Estados Unidos. As especificidades da solução da Audi incluem um compressor localizado atrás da válvula borboleta, que aumenta significativamente a eficiência de enchimento. Em carga parcial, uma válvula especial na carcaça do compressor retorna parte do ar comprimido para sua entrada, reduzindo assim as perdas e a potência necessária para girá-lo. Na prática, até certos modos, a unidade funciona quase como um motor atmosférico e somente em alta carga o compressor começa a operar em sua capacidade total.

2.5 TFSI: cinco cilindros para versões compactas esportivas

Esta unidade segue muitos dos postulados dos demais motores da empresa, levando em consideração as especificidades dos motores de cinco cilindros. O 2.5 TFSI, no entanto, tem um campo de aplicação mais limitado e equipa apenas modelos como o Audi RS 3, TT RS e RS Q3. Na versão Audi TT RS plus, o motor com cilindrada de 2,48 litros tem potência de 360 ​​cv. – o mesmo que o novo motor de quatro cilindros da AMG para o Classe A e seus derivados. No entanto, o motor de cinco cilindros fornece seu torque máximo de 465 Nm significativamente mais cedo (na faixa de 1650 a 5400 rpm) do que a máquina de seus colegas de Stuttgart.

(seguir)

Texto: Georgy Kolev

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2020-08-30