Test Drive Gama de motoare Audi - Partea 1: 1.8 TFSI

Gama de unități de acționare ale mărcii este simbolul soluțiilor incredibil de high-tech.

O serie despre cele mai interesante mașini ale companiei

Dacă căutăm un exemplu de strategie economică orientată spre viitor care să asigure dezvoltarea durabilă a companiei, atunci Audi poate fi un exemplu excelent în acest sens. Este puțin probabil ca în anii 70, cineva să fi putut imagina faptul că în prezent compania din Ingolstadt va fi un concurent egal cu un nume atât de consacrat ca Mercedes-Benz. Răspunsul la motive poate fi găsit în mare parte în sloganul mărcii „Progresul prin tehnologie”, care stă la baza căii dificile parcurse cu succes către segmentul premium. O zonă în care nimeni nu are dreptul la compromisuri și oferă doar cele mai bune. Ceea ce pot face Audi și doar o mână de alte companii se asigură că sunt în cerere pentru produsele lor și că ating parametri similari, dar și o povară imensă, care necesită mișcare constantă pe marginea unui aparat de ras tehnologic.

Ca parte a Grupului VW, Audi are ocazia de a profita din plin de oportunitățile de dezvoltare ale unei companii uriașe. Oricare ar fi problemele întâmpinate de VW, cu cheltuielile sale anuale pentru cercetare și dezvoltare de aproape 10 miliarde de euro, grupul se află în fruntea listei celor mai mari 50 de companii investite în domeniu, înaintea unor giganți precum Samsung Electronics, Microsoft, Intel și Toyota (unde această valoare se ridică la putin peste 7 miliarde de euro). De la sine, Audi este aproape de BMW în acești parametri, cu investiția lor de 4,0 miliarde de euro. Cu toate acestea, o parte din fondurile investite în Audi provine indirect din trezoreria generală a grupului VW, întrucât dezvoltările sunt folosite și de alte mărci. Printre principalele domenii ale acestei activități se numără tehnologiile pentru producția de structuri ușoare, electronice, transmisii și, bineînțeles, acționări. Și acum ajungem la esența acestui material, care face parte din seria noastră, reprezentând soluții moderne în domeniul motoarelor cu ardere internă. Cu toate acestea, ca divizie de elită a VW, Audi dezvoltă și o linie specifică de sisteme de propulsie concepute în principal sau exclusiv pentru vehiculele Audi și vă vom spune despre ele aici.

1.8 TFSI: un model de înaltă tehnologie din toate punctele de vedere

Istoria Audi a motoarelor TFSI cu patru cilindri în linie se întoarce la jumătatea anului 2004, când primul turbocompresor pe benzină cu injecție directă EA113 din lume a fost lansat sub numele de 2.0 TFSI. Doi ani mai târziu, a apărut o versiune mai puternică a Audi S3. Dezvoltarea conceptului modular EA888 cu o transmisie a arborelui cu came cu lanț a început practic în 2003, cu puțin înainte de introducerea EA113 cu o curea de distribuție.

Cu toate acestea, EA888 a fost construit de la zero ca motor global pentru Grupul VW. Prima generație a fost introdusă în 2007 (ca 1.8 TFSI și 2.0 TFSI); odată cu introducerea sistemului de sincronizare variabilă a supapelor Audi Valvelift și a unui număr de măsuri pentru reducerea frecării interne, a doua generație a fost remarcată în 2009, iar a treia generație (2011 TFSI și 1.8 TFSI) a urmat la sfârșitul lui 2.0. Serile cu patru cilindri EA113 și EA888 au obținut un succes incredibil pentru Audi, câștigând un total de zece premii prestigioase pentru Motorul Internațional al Anului și 10 cele mai bune motoare. Sarcina inginerilor este de a crea un motor modular cu o cilindree de 1,8 si 2,0 litri, adaptat atat pentru instalare transversala cat si longitudinala, cu frecare si emisii interne semnificativ reduse, indeplinind noi cerinte, inclusiv Euro 6, cu performante imbunatatite. rezistență și greutate redusă. Bazat pe EA888 Generation 3, EA888 Generation 3B a fost creat și introdus anul trecut, funcționând pe un principiu similar cu principiul Miller. Despre asta vom vorbi mai târziu.

Toate acestea sună bine, dar după cum vom vedea, este nevoie de multă muncă de dezvoltare pentru a le realiza. Datorită creșterii cuplului de la 250 la 320 Nm în comparație cu predecesorul său de 1,8 litri, designerii pot schimba acum rapoartele de transmisie la rapoarte mai lungi, ceea ce reduce și consumul de combustibil. O contribuție uriașă la aceasta din urmă este o soluție tehnologică importantă, care a fost apoi utilizată de o serie de alte companii. Acestea sunt țevi de evacuare integrate în cap, care oferă capacitatea de a atinge rapid temperatura de funcționare și de a răci gazele sub sarcină mare și evită necesitatea îmbogățirii amestecului. O astfel de soluție este extrem de rațională, dar și foarte greu de implementat, având în vedere diferența uriașă de temperatură dintre lichidele de pe ambele părți ale conductelor colectoare. Cu toate acestea, avantajele includ și posibilitatea unui design mai compact, care, pe lângă reducerea greutății, garantează o cale de gaz mai scurtă și mai optimă către turbină și un modul mai compact pentru umplerea forțată și răcirea aerului comprimat. Teoretic, acest lucru sună și original, dar implementarea practică este o adevărată provocare pentru profesioniștii din casting. Pentru a turna o chiulasă complexă, acestea creează un proces special folosind până la 12 inimi metalurgice.

Control flexibil al răcirii

Un alt factor important în reducerea consumului de combustibil este asociat cu procesul de atingere a temperaturii de funcționare a lichidului de răcire. Sistemul inteligent de control al acestuia din urmă îi permite să oprească complet circulația până când atinge temperatura de funcționare, iar atunci când se întâmplă acest lucru, temperatura este monitorizată constant în funcție de sarcina motorului. Proiectarea unei zone în care lichidul de răcire inundă țevile de eșapament, unde există un gradient semnificativ de temperatură, a fost o provocare imensă. Pentru aceasta, a fost dezvoltat un model computerizat analitic complex, incluzând compoziția totală a gazului / aluminiului / lichidului de răcire. Datorită specificității încălzirii locale puternice a lichidului în această zonă și a necesității generale de control optim al temperaturii, se utilizează un modul de control al rotorului polimeric, care înlocuiește termostatul tradițional. Astfel, în etapa de încălzire, circulația lichidului de răcire este complet blocată.

Toate supapele externe sunt închise și apa din manta îngheață. Chiar dacă cabina trebuie încălzită pe vreme rece, circulația nu este activată, dar se folosește un circuit special cu o pompă electrică suplimentară, în care debitul circulă în jurul galeriilor de evacuare. Această soluție vă permite să asigurați o temperatură confortabilă în cabină mult mai rapid, menținând în același timp capacitatea de a încălzi rapid motorul. Când supapa corespunzătoare este deschisă, începe circulația intensivă a fluidului în motor - așa de repede se atinge temperatura de funcționare a uleiului, după care se deschide supapa răcitorului său. Temperatura lichidului de răcire este monitorizată în timp real în funcție de sarcină și viteză, variind de la 85 la 107 de grade (cel mai mare la viteză și sarcină redusă) în numele unui echilibru între reducerea frecării și prevenirea lovirii. Și asta nu este tot - chiar și atunci când motorul este oprit, o pompă electrică specială continuă să circule lichidul de răcire prin cămașa sensibilă la fierbere din cap și turbocompresor pentru a elimina rapid căldura din ele. Acesta din urmă nu afectează vârfurile cămășilor pentru a evita hipotermia rapidă a acestora.

Două duze pe cilindru

În special pentru acest motor, pentru a ajunge la nivelul de emisii Euro 6, Audi introduce pentru prima dată un sistem de injecție cu două duze pe cilindru - una pentru injecție directă și cealaltă pentru galeria de admisie. Capacitatea de a controla flexibil injecția în orice moment are ca rezultat o mai bună amestecare a combustibilului și aerului și reduce emisiile de particule. Presiunea în secțiunea de injecție directă a fost crescută de la 150 la 200 bar. Atunci când acesta din urmă nu funcționează, combustibilul este circulat și prin conexiuni de bypass prin injectoarele din galeriile de admisie pentru a răci pompa de înaltă presiune.

Când motorul este pornit, amestecul este preluat de sistemul de injecție directă și se efectuează o injecție dublă pentru a asigura încălzirea rapidă a catalizatorului. Această strategie asigură un amestec mai bun la temperaturi scăzute fără a inunda părțile metalice reci ale motorului. Același lucru este valabil și pentru încărcăturile grele pentru a evita detonarea. Datorită sistemului de răcire a galeriei de evacuare și a designului său compact, este posibilă utilizarea unui turbocompresor cu un singur jet (RHF4 de la IHI) cu o sondă lambda în față și o carcasă din materiale mai ieftine.

Rezultatul este un cuplu maxim de 320 Nm la 1400 rpm. Și mai interesantă este distribuția puterii cu o valoare maximă de 160 CP. este disponibil la 3800 rpm (!) și rămâne la acest nivel până la 6200 rpm cu un potențial semnificativ de creștere suplimentară (instalând astfel diferite versiuni ale 2.0 TFSI, ceea ce crește nivelul de cuplu în domenii mari). Astfel, creșterea puterii față de predecesorul său (cu 12%) este însoțită de o scădere a consumului de combustibil (cu 22%).

(a urma)

Text: Georgy Kolev