Тестовий діапазон Audi Drive – Частина 3: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI

Продовження серії для приводних агрегатів марки

В наши дни конструкторите на модерни бензинови двигатели търсят все по-разнообразни методи за повишаване на ефективността им. Вярно е че и дизелите през последните години също преживяват своя даунсайзинг с намаляване на работния обем, увеличаване на налягането на принудително пълнене и на системата за впръскване, а понякога и с използване система за каскадно турбопълнене. Те обаче отдавна използват принудително пълнене и за разлика от бензиновите си събратя вече са прескочили еволюционния етап на преминаване от атмосферно към принудително пълнене. Принципът на работа на дизелите с високо налягане в цилиндрите и липса на дроселова клапа ги прави изначално ефективни. Затова даунсайзингът при бензиновите мотори придобива далеч по-екстремен характер с намаляване на обема и броя на цилиндрите и преминаване към принудително пълнене. Високата температура на отработилите газове в сравнение с дизелите обаче все още прави използването на турбокомпресори с променлива геометрия недостъпно (с изключение на агрегатите на BorgWarner за Porsche 911 Turbo), дроселовата клапа продължава да създава съпротивление да въздуха и конструкторите търсят всевъзможни алтернативни методи за подобряване на техния КПД. Преди десет години от Audi първи въведоха съчетанието от турбопълнене и директно впръскване на бензин със своя TFSI, а сега с новия си агрегат 2.0 TFSI инженерите от компанията се завърнаха към добре познатия цикъл на Милър – само че в доста модифицирана форма. Маркетингът на компанията нарича философията на създаване новия мотор с мощност от 190 к.с. и максимален въртящ момент от 320 Нм “rightsizing”, в смисъл на „точно подбрания работен обем“. Терминът обаче силно се различава от посланието на колегите им от Mazda, които визират в случая избягването на принудително пълнене.

Навпаки, в Audi турбонаддув є важливим елементом стратегії робочого процесу нового двигуна, так само, як компресор є незмінним атрибутом машин Міллера, найбільш типовим з яких є Mazda Millenia 90-х. Цей принцип роботи передбачає підтримку впускного клапана відкритим ще довго після того, як поршень почав рухатися знизу до верхньої мертвої точки. Коли повітря таким чином починає повертатися до впускних колекторів, механічний компресор, який створює зворотний тиск, дбає про його утримання. На перший погляд це здається безглуздим, але на практиці динаміка потоку така, що в цьому випадку він відчуває менший опір, ніж якщо стискається в самому циліндрі. З іншого боку, ступінь удару розширення стає вищою при звичайному ступені стиснення без небезпеки детонації. Тобто принцип Міллера дозволяє досягти різного ступеня стиснення та розширення, а не такого, як у стандартного двигуна Отто. Позитивним ефектом є також можливість роботи з більш широко відкритим дросельним клапаном.

Інтерпретація Audi циклу Міллера

Конструкторите на Audi интерпретират по своя начин този тази тема. За разлика от основния процес обаче вместо да задържат всмукателния клапан отворен, за да намалят степента на сгъстяване те просто го затварят много по-рано – още преди буталото да е достигнало долна мъртва точка. Вместо времето за отваряне да е 190-200 градуса завъртане на коляновия вал както обикновено, клапанът остава отворен само в продължение на 140 градуса. Така обаче на практика се постига същият ефект на намаляване на степента на сгъстяване. Компенсирането на намаленото време на отваряне става чрез увеличаване на налягането на пълнене с помощта на турбокомпресора. Така двигателят постига разход на като на даунсайзинг мотор, а при пълно натоварване има динамичните показатели на голяма машина. При работа с частично натоварване се извършва допълнително впръскване на гориво при движението на буталото нагоре с помощта на системата за директно впръскване, която допълва друга система за впръскване във всмукателните колектори. Освен това системата Audi Valvelift System (AVS) за променливо газоразпределение позволява увеличаване на фазата на отваряне на всмукателните клапани до 170 градуса при пълно натоварване. Към това се добавят интелигентно управление на охлаждането, интегриран в главата изпускателен колектор и допълнително намаляване на триенето чрез използване на ниско вискозно масло (0W-20). Благодарение на множеството високотехнологични решения новият 2.0 TFSI има максимален въртящ момент в диапазон от 1450 до 4400 об/мин и изразходва по-малко гориво.

3.0 TFSI: Механічний замість турбокомпресора

Колеги Porsche віддали перевагу наповненню бітурбо для свого трилітрового двигуна V6 потужністю 420 к.с. Для 3.0 TFSI Audi використовує механічний компресорний заряд (шосте покоління Eaton, R1320) з охолодженням вода / повітря. Процес створення двигуна був надзвичайно коротким, що, мабуть, є одним із пояснень цього рішення, хоча Audi стверджує, що цій концепції надають перевагу через інші переваги - наприклад, популярність цього типу вимушеного наповнення в США. Особливості рішення Audi включають компресор, розташований за дросельною заслінкою, що значно підвищує ефективність наповнення. При частковому навантаженні спеціальний клапан у корпусі компресора повертає частину стисненого повітря на вхід, таким чином зменшуючи втрати та потужність, необхідну для його обертання. На практиці, до певних режимів, агрегат працює майже як атмосферний двигун, і лише при великому навантаженні компресор починає працювати на повну потужність.

2.5 TFSI: п'ятициліндровий для спортивних компактних версій

Този агрегат следва много от постулатите на другите двигатели на компанията с отчитане на спецификите на петцилиндровите мотори. 2.5 TFSI обаче има по-ограничена сфера на приложение и задвижва само модели като Audi RS 3, TT RS и RS Q3. Във версията Audi TT RS plus, двигателят с работен обем от 2,48 литра има мощност от 360 к.с. – същата като на новия четирицилиндров мотор на AMG за А-класата и нейните производни. Петцилиндровият двигател обаче осигурява максималния си въртящ момент от 465 Нм значително по-рано (в диапазона от 1650 до 5400 об/мин) от машината на колегите от Щутгарт.

(прямувати)

Текст: Георгій Колев

Головна » Статті » Заготовки » Асортимент двигунів Audi - Частина 3: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI

2020-08-30