Toetsry Audi-enjinreeks - Deel 1: 1.8 TFSI

Die reeks aandryfeenhede van die handelsmerk is die toonbeeld van ongelooflike hoëtegnologie-oplossings.

'N Reeks oor die interessantste motors van die maatskappy

As ons op soek is na 'n voorbeeld van 'n vooruitskouende ekonomiese strategie wat die onderneming se volhoubaarheid verseker, kan Audi in hierdie verband 'n uitstekende voorbeeld wees. In die 70's kon amper niemand die feit voorstel dat die onderneming uit Ingolstadt nou 'n gelyke mededinger sal wees van so 'n gevestigde naam soos Mercedes-Benz nie. Die antwoord op die redes kan grootliks gevind word in die slagspreuk van die handelsmerk "Progress through technologies", wat die basis vorm van die suksesvolle pad na die premium segment. 'N Gebied waar niemand die reg het om 'n kompromie aan te gaan nie en slegs die beste bied. Wat Audi en slegs 'n handjievol ander ondernemings kan doen, waarborg die vraag na hul produkte en die bereiking van soortgelyke parameters, maar ook 'n groot las wat konstante beweging op die rand van 'n tegnologiese skeermes vereis.

As deel van die VW-groep het Audi die geleentheid om die ontwikkelingsgeleenthede van 'n groot maatskappy ten volle te benut. Watter probleme VW ook al het, met sy jaarlikse R&D-besteding van byna 10 miljard euro, is die groep boaan die lys van die 50 maatskappye met die hoogste belegging in die veld, voor reuse soos Samsung Electronics, Microsoft, Intel en Toyota (waar hierdie waarde neerkom op net meer as 7 miljard euro). Op sigself is Audi naby BMW in hierdie parameters, met hul belegging van 4,0 miljard euro. 'n Deel van die fondse wat in Audi belê word, kom egter indirek van die algemene tesourie van die VW-groep, aangesien die ontwikkelings ook deur ander handelsmerke gebruik word. Onder die hoofareas van hierdie aktiwiteit is tegnologieë vir die vervaardiging van ligte strukture, elektronika, transmissies en natuurlik dryf. En nou kom ons by die essensie van hierdie materiaal, wat deel is van ons reeks, wat moderne oplossings op die gebied van binnebrandenjins verteenwoordig. As ’n elite-afdeling van VW ontwikkel Audi egter ook ’n spesifieke lyn van kraglyne wat hoofsaaklik of uitsluitlik vir Audi-voertuie ontwerp is, en ons sal jou hier daarvan vertel.

1.8 TFSI: 'n model van hoë tegnologie in alle opsigte

Audi se geskiedenis van in-line viersilinder-TFSI-enjins strek terug tot middel 2004, toe die wêreld se eerste turbinjaaier met direkte inspuiting van die EA113 as die 2.0 TFSI vrygestel is. Twee jaar later verskyn 'n kragtiger weergawe van die Audi S3. Die ontwikkeling van die modulêre konsep EA888 met 'n nokasaandrywing met 'n ketting het feitlik in 2003 begin, kort voor die bekendstelling van die EA113 met 'n tandriem.

Die EA888 is egter van die grond af gebou as 'n globale enjin vir die VW-groep. Die eerste generasie is in 2007 bekendgestel (as 1.8 TFSI en 2.0 TFSI); met die bekendstelling van die Audi Valvelift veranderlike kleptydreëlingstelsel en 'n aantal maatreëls om interne wrywing te verminder, is die tweede generasie in 2009 opgemerk, en die derde generasie (2011 TFSI en 1.8 TFSI) het aan die einde van 2.0 gevolg. Die viersilinder EA113- en EA888-reekse het ongelooflike sukses vir Audi behaal en het altesaam tien gesogte Internasionale Enjin van die Jaar-toekennings en 10 Beste Enjins gewen. Die taak van die ingenieurs is om 'n modulêre enjin met 'n verplasing van 1,8 en 2,0 liter te skep, aangepas vir beide dwars- en longitudinale installasie, met aansienlik verminderde interne wrywing en emissies, wat aan nuwe vereistes voldoen, insluitend Euro 6, met verbeterde werkverrigting. uithouvermoë en verminderde gewig. Gebaseer op die EA888 Generation 3, is die EA888 Generation 3B verlede jaar geskep en bekendgestel, en werk volgens 'n beginsel soortgelyk aan die Miller-beginsel. Ons sal later hieroor praat.

Dit klink alles goed, maar soos ons sal sien, verg dit baie ontwikkelingswerk om dit te bereik. Danksy die verhoging in wringkrag van 250 tot 320 Nm vergeleke met sy 1,8 liter-voorganger, kan ontwerpers nou ratverhoudings na langer verhoudings verander, wat ook brandstofverbruik verminder. 'n Groot bydrae tot laasgenoemde is 'n belangrike tegnologiese oplossing, wat toe deur 'n aantal ander maatskappye gebruik is. Dit is uitlaatpype wat in die kop geïntegreer is, wat die vermoë bied om vinnig werkstemperatuur te bereik en gasse onder hoë las af te koel en die behoefte om die mengsel te verryk, te vermy. So 'n oplossing is uiters rasioneel, maar ook baie moeilik om te implementeer, gegewe die groot temperatuurverskil tussen die vloeistowwe aan beide kante van die versamelpype. Die voordele sluit egter ook die moontlikheid van 'n meer kompakte ontwerp in, wat, benewens die vermindering van gewig, 'n korter en meer optimale gaspad na die turbine en 'n meer kompakte module vir gedwonge vulling en verkoeling van saamgeperste lug waarborg. Teoreties klink dit ook oorspronklik, maar die praktiese implementering is 'n ware uitdaging vir rolspelers. Om 'n komplekse silinderkop te giet, skep hulle 'n spesiale proses wat tot 12 metallurgiese harte gebruik.

Buigsame koelbeheer

'N Ander belangrike faktor om die brandstofverbruik te verminder, hou verband met die proses om die werkstemperatuur van die koelmiddel te bereik. Die intelligente beheerstelsel van laasgenoemde laat hom toe om sy sirkulasie heeltemal te stop totdat dit die werkstemperatuur bereik, en as dit gebeur, word die temperatuur voortdurend gemonitor, afhangende van die enjinlading. Die ontwerp van 'n gebied waar koelvloeistof in die uitlaatpype oorstroom, met 'n beduidende temperatuurgradiënt, was 'n groot uitdaging. Hiervoor is 'n komplekse analitiese rekenaarmodel ontwikkel, wat die totale samestelling van die gas / aluminium / koelmiddel insluit. Vanweë die spesifiekheid van sterk plaaslike verhitting van die vloeistof in hierdie gebied en die algemene behoefte aan optimale temperatuurbeheer, word 'n polimeerrotor-beheermodule gebruik wat die tradisionele termostaat vervang. Dus, tydens die verhittingstadium, word die sirkulasie van die koelmiddel heeltemal geblokkeer.

Alle eksterne kleppe is toe en die water in die baadjie vries. Selfs al moet die kajuit in koue weer verhit word, word die sirkulasie nie geaktiveer nie, maar 'n spesiale kring met 'n bykomende elektriese pomp word gebruik, waarin die vloei om die uitlaatspruitstukke sirkuleer. Hierdie oplossing laat jou toe om 'n gemaklike temperatuur in die kajuit baie vinniger te verskaf, terwyl die vermoë behou word om die enjin vinnig op te warm. Wanneer die ooreenstemmende klep oopgemaak word, begin intensiewe sirkulasie van vloeistof in die enjin - dit is hoe vinnig die werkstemperatuur van die olie bereik word, waarna die klep van sy koeler oopmaak. Die koelmiddeltemperatuur word intyds gemonitor, afhangende van vrag en spoed, wat wissel van 85 tot 107 grade (hoogste teen lae spoed en vrag) in die naam van 'n balans tussen wrywingvermindering en klopvoorkoming. En dit is nie al nie – selfs wanneer die enjin af is, gaan ’n spesiale elektriese pomp voort om die koelmiddel deur die kooksensitiewe hemp in die kop en turbo-aanjaer te sirkuleer om vinnig hitte van hulle te verwyder. Laasgenoemde beïnvloed nie die toppe van hemde nie om hul vinnige hipotermie te vermy.

Twee spuitkoppe per silinder

Spesiaal vir hierdie enjin, om die Euro 6-emissievlak te bereik, stel Audi vir die eerste keer ’n inspuitstelsel met twee spuitpunte per silinder bekend – een vir direkte inspuiting en die ander vir die inlaatspruitstuk. Die vermoë om die inspuiting te eniger tyd buigsaam te beheer, lei tot beter vermenging van brandstof en lug en verminder deeltjie-emissies. Die druk in die direkte inspuitgedeelte is van 150 tot 200 bar verhoog. Wanneer laasgenoemde nie loop nie, word brandstof ook gesirkuleer deur verbyvloeiverbindings deur inspuiters in die inlaatspruitstukke om die hoëdrukpomp af te koel.

Wanneer die enjin aangeskakel word, word die mengsel deur die direkte inspuitstelsel ingetrek, en dubbele inspuiting word gebruik om die katalisator vinnig te verhit. Hierdie strategie bied beter vermenging by lae temperature sonder om die koue metaaldele van die enjin met brandstof te oorstroom. Dieselfde geld vir swaar vragte om ontploffing te voorkom. Danksy die uitlaatspruitstukverkoelingstelsel en die kompakte ontwerp is dit moontlik om 'n enkelstraalturbo (RHF4 van IHI) te gebruik met 'n lambda-sonde voor en 'n behuising van goedkoper materiale.

Die resultaat is 'n maksimum wringkrag van 320 Nm teen 1400 rpm. Nog interessanter is die kragverspreiding met 'n maksimum waarde van 160 pk. is beskikbaar teen 3800 rpm (!) en bly op hierdie vlak tot 6200 rpm met 'n beduidende potensiaal vir verdere verhoging (en installeer dus verskillende weergawes van die 2.0 TFSI, wat die wringkrag in die hoë reekse verhoog). Die toename in krag in vergelyking met sy voorganger (met 12 persent) gaan dus gepaard met 'n afname in brandstofverbruik (met 22 persent).

(om te volg)

Teks: Georgy Kolev