Audijev testni raspon vožnje - 3. dio: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI
Nastavak serije pogonskih jedinica marke
U današnje vrijeme dizajneri modernih benzinskih motora traže sve više i više različitih metoda za povećanje njihove učinkovitosti. Istina je da su i dizelaši posljednjih godina doživjeli downsizing sa smanjenjem obujma, povećanjem tlaka prednabijanja i sustava ubrizgavanja, a ponekad i korištenjem kaskadnog sustava turbo punjenja. Međutim, oni već dugo koriste prisilno punjenje i, za razliku od svojih benzinskih kolega, već su preskočili evolucijsku fazu prelaska s atmosferskog na prisilno punjenje. Načelo rada dizelaša s visokim tlakom u cilindrima i nepostojanje prigušnog ventila čini ih u početku učinkovitima. Stoga downsizing benzinskih motora poprima daleko ekstremniji karakter smanjenjem obujma i broja cilindara te prelaskom na prisilno punjenje. Međutim, visoka temperatura ispušnih plinova u usporedbi s dizelima i dalje čini upotrebu turbopunjača varijabilne geometrije nedostupnom (s iznimkom BorgWarner jedinica za Porsche 911 Turbo), prigušni ventil i dalje stvara otpor zraka, a dizajneri traže sve moguće alternativne metode za poboljšanje njihove učinkovitosti. Audi je prije deset godina prvi uveo kombinaciju turbo punjenja i izravnog ubrizgavanja benzina sa svojim TFSI, a sada su se s novom 2.0 TFSI jedinicom inženjeri tvrtke vratili dobro poznatom Millerovom ciklusu – samo u prilično modificiranom obliku. Marketing tvrtke filozofiju stvaranja naziva novim motorom snage 190 KS. i najveći okretni moment od 320 Nm „rightsizing“, u smislu „točno odabranog radnog volumena“. No, termin se uvelike razlikuje od poruke kolega iz Mazde, koji se u ovom slučaju odnose na izbjegavanje prisilnog punjenja.
Suprotno tome, u Audiju je turbo punjenje bitan element u strategiji toka rada novog motora, baš kao što je kompresor nepromjenjiv atribut Millerovih ciklus strojeva, od kojih je najtipičnija Mazda Millenia iz 90-ih. Ovaj princip rada uključuje držanje usisnog ventila otvorenim dugo nakon što se klip počeo pomicati iz donje u gornju mrtvu točku. Kako se zrak tako počinje vraćati u usisne razdjelnike, mehanički kompresor, koji stvara protutlak, brine se za njegovo zadržavanje. Na prvi pogled to se čini besmislenim, ali u praksi je dinamika protoka takva da u ovom slučaju doživljava manji otpor nego ako je komprimiran u samom cilindru. S druge strane, stupanj udara širenja postaje veći pri normalnom stupnju kompresije bez opasnosti od detonacije. Odnosno, Millerov princip omogućuje postizanje različitog stupnja kompresije i širenja, a ne isti kao kod standardnog Ottovog motora. Pozitivan učinak je i sposobnost rada sa šire otvorenim zaklopnim ventilom.
Audijeva interpretacija Millerovog ciklusa
Audijevi dizajneri ovu temu tumače na svoj način. Međutim, za razliku od osnovnog procesa, umjesto da drže usisni ventil otvorenim kako bi smanjili omjer kompresije, oni ga jednostavno zatvore mnogo ranije - prije nego što klip uopće dosegne donju mrtvu točku. Umjesto da vrijeme otvaranja bude 190-200 stupnjeva rotacije radilice kao obično, ventil ostaje otvoren samo 140 stupnjeva. Međutim, u praksi se time postiže isti učinak smanjenja kompresijskog omjera. Kompenzacija smanjenog vremena otvaranja vrši se povećanjem tlaka prednabijanja pomoću turbopunjača. Tako motor postiže potrošnju downsizing motora, a pri punom opterećenju ima dinamičke performanse velikog stroja. U radu s djelomičnim opterećenjem, dodatno ubrizgavanje goriva vrši se na hodu klipa prema gore pomoću sustava izravnog ubrizgavanja, koji nadopunjuje drugi sustav ubrizgavanja u usisne grane. Dodatno, Audi Valvelift System (AVS) za varijabilno vrijeme otvaranja ventila omogućuje povećanje faze otvaranja usisnih ventila na 170 stupnjeva pod punim opterećenjem. Tome je pridodano inteligentno upravljanje hlađenjem, ispušni razvodnik integriran u glavu i dodatno smanjenje trenja upotrebom ulja niske viskoznosti (0W-20). Zahvaljujući brojnim visokotehnološkim rješenjima, novi 2.0 TFSI ima najveći okretni moment u rasponu od 1450 do 4400 o/min i troši manje goriva.
3.0 TFSI: Mehanički umjesto turbopunjača
Porscheovi kolege preferirali su biturbo punjenje za svoj trolitreni V6 motor sa 420 KS. Za 3.0 TFSI, Audi koristi mehaničko punjenje kompresora (Eaton šesta generacija, R1320) s hlađenjem voda / zrak. Proces stvaranja motora bio je izuzetno kratak, što je možda jedno od objašnjenja za ovu odluku, iako Audi tvrdi da je ovaj koncept poželjniji zbog drugih prednosti - poput popularnosti ove vrste prisilnog punjenja u Sjedinjenim Državama. Specifičnosti Audijevog rješenja uključuju kompresor smješten iza prigušnog ventila, što značajno povećava učinkovitost punjenja. Pri djelomičnom opterećenju, posebni ventil u kućištu kompresora vraća dio komprimiranog zraka na svoj ulaz, smanjujući tako gubitke i snagu potrebnu za njegovo okretanje. U praksi, do određenih načina rada, jedinica radi gotovo poput atmosferskog motora i samo pri velikom opterećenju kompresor počinje raditi punim kapacitetom.
2.5 TFSI: Pet cilindar za sportske kompaktne verzije
Ovaj agregat slijedi mnoge postulate ostalih motora tvrtke, uzimajući u obzir specifičnosti petocilindarskih motora. 2.5 TFSI, međutim, ima ograničenije područje primjene i pokreće samo modele kao što su Audi RS 3, TT RS i RS Q3. U izvedbi Audi TT RS plus motor obujma 2,48 litara ima snagu od 360 KS. – isto kao i AMG-ov novi četverocilindrični motor za A-klasu i njezine derivate. Ipak, svoj maksimalni okretni moment od 465 Nm petocilindrični motor ostvaruje znatno ranije (u rasponu od 1650 do 5400 o/min) od stroja kolega iz Stuttgarta.
(pratiti)
Tekst: Georgy Kolev
Dom " Članci " praznine » Serija Audi motora - 3. dio: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI
2020-08-30
