„Audi“ variklio bandymų diapazonas – 2 dalis: 4.0 TFSI

Prekės ženklo pavarų agregatų serijos tęsinys

„Audi“ ir „Bentley“ aštuonių cilindrų 4.0 TFSI yra aukščiausios klasės mažėjimo pavyzdys. Jis pakeitė S4,2, S5,2 ir S10 atmosferinį 6 l variklį ir 7 l V8 agregatą ir buvo nuo 420 iki 520 AG galios. iki 605 AG priklausomai nuo modelio. Šiais skaičiais Audi variklis yra tiesioginis BMW 4,4 litro N63 biturbo variklio ir jo S63 versijos M modeliams konkurentas. Kaip ir BMW, du turbokompresoriai yra cilindrų blokų vidinėje pusėje, kurios išdėstytos 90 laipsnių kampu, kaip ir ankstesniame 4,2 litro agregate. Tokiu būdu pasiekiamas didesnis kompaktiškumas ir sutrumpinamas išmetamųjų dujų kelias. Dvigubos slinkties konfigūracija (BMW ji naudojama tik S versijoje) leidžia sumažinti abipusę neigiamą skirtingų cilindrų pulsacijų įtaką ir išgauti didesnę jų kinetinės energijos dalį, o tai atliekama sudėtinga kanalai iš skirtingų eilių cilindrų. Šis veikimo principas suteikia solidų sukimo momento rezervą įsibėgėjant net ir režimais, šiek tiek viršijančiais tuščiosios eigos greitį. Net esant 1000 aps./min., 4.0 TFSI jau turi 400 Nm. Galingesnė versija yra pasirengusi pristatyti maksimalų 650 Nm sukimo momentą (700 560 ir 605 AG versijose) visame diapazone nuo 1750 iki 5000 aps./min., o standartinė 550 Nm pasiekiama dar anksčiau – nuo ​​1400 iki 5250 aps./min. Variklio blokas pagamintas iš aliuminio lydinių su vienalyčiu aliuminio liejimu žemu slėgiu, o galingose ​​versijose papildomai termiškai apdorotas. Blokui sustiprinti jo apatinėje dalyje integruoti penki kaliojo ketaus įdėklai. Kaip ir mažesnio EA888 agregato atveju, alyvos siurblys yra kintamo našumo, o esant mažam apsisukimų dažniui ir apkrovai, stūmoklio dugno aušinimo purkštukai išjungiami. Panaši ir variklio aušinimo logika, kai valdymo modulis realiu laiku reguliuoja temperatūrą, o cirkuliacija palaikoma tol, kol pasiekiama darbinė temperatūra. Kai jo yra, skystis iš cilindrų vidaus pradeda judėti cilindro galvutės kryptimi, o jei reikia šildyti, elektrinis siurblys nukreipia vandenį iš galvutės į kabiną. Vėlgi, siekiant beveik visiškai pašalinti stūmoklio užtvindymą, kai šaltas variklis per ciklą įpurškiami keli smulkūs degalų įpurškimai.

Išjunkite dalį cilindrų

Dalinės apkrovos cilindrų uždarymo sistema nėra naujas būdas sumažinti degalų sąnaudas, tačiau su „Audi“ turbokompresoriumi šis sprendimas buvo tobulas. Tokių technologijų idėja yra padidinti vadinamąjį. veikimo taškas - kai varikliui reikalingas galios lygis, kuris valdytų keturis iš aštuonių cilindrų, pastarieji veikia daug efektyvesniu režimu su platesniu droseliu. Viršutinė cilindro išjungimo operacijos riba yra nuo 25 iki 40 procentų didžiausio sukimo momento (tarp 120 ir 250 Nm), ir šiuo režimu vidutinis efektyvus slėgis cilindruose žymiai padidėja. Aušinimo skysčio temperatūra turi būti bent 30 laipsnių, transmisija turi būti su trečiąja ar aukštesne pavara, o variklis turi veikti nuo 960 iki 3500 aps / min. Jei tenkinamos šios sąlygos, sistema uždaro kiekvienos cilindro eilės dviejų cilindrų įsiurbimo ir išmetimo vožtuvus, o V8 blokas ir toliau veikia kaip V4.

Būtinų vožtuvų uždarymas ant keturių paskirstymo velenų atliekamas naudojant naują versiją, skirtą vožtuvų fazėms ir eigai valdyti „Audi valvelift“ sistema. Ant jų esančios įvorės su kumšteliais dviem vožtuvams ir kanalams atidaryti yra perkeliamos į šoną elektromagnetinių įtaisų su kaiščiais pagalba, o naujojoje versijoje jie taip pat turi kumštelius, skirtus "nuliniam smūgiui". Pastarieji neturi įtakos vožtuvų pakėlėjams, o spyruoklės juos uždaro. Tuo pačiu metu variklio valdymo sistema sustabdo degalų įpurškimą ir uždegimą. Tačiau prieš uždarant vožtuvus, degimo kameros užpildomos grynu oru - pakeitus išmetamąsias dujas oru, sumažėja slėgis cilindruose ir energija, reikalinga stūmokliams varyti.

Tą akimirką, kai vairuotojas stipriau paspaudžia akseleratoriaus pedalą, deaktyvuoti cilindrai vėl pradeda veikti. Grįžimas prie aštuonių cilindrų veikimo ir atvirkštinis procesas yra ypač tikslus, greitas ir praktiškai nepastebimas. Visas perėjimas vyksta vos per 300 milisekundžių, o režimo pakeitimas lemia trumpalaikį efektyvumo sumažėjimą, todėl faktinis degalų sąnaudų sumažėjimas prasideda maždaug po trijų sekundžių po deaktyvavimo cilindrais.

Pasak „Audi“, šios technologijos kūrimo procese dalyvavo ir žmonės iš „Bentley“, kurie naujam „Continental GT“ (4.0 m. Debiutui) naudoja pažangų 2012 TFSI. Tokia sistema įmonei nėra nauja ir veikia 6,75 litro V8 agregate.

V8 varikliai yra žinomi ne tik dėl savo traukos ir harmoningo droselio atsako, bet ir dėl sklandaus veikimo - visa tai galioja ir 4.0 TFSI. Tačiau kai V8 variklis veikia kaip V4, atsižvelgiant į apkrovą ir greitį, jo alkūninis velenas ir stūmokliniai komponentai pradeda generuoti aukštą sukimo vibraciją. Tai savo ruožtu sukelia specifinius garsus, kurie prasiskverbia į automobilio vidų. Didelio dydžio išmetimo sistema taip pat sukuria specifinius žemų dažnių garsus, kuriuos sunku slopinti, nepaisant intelektualios dujų srauto valdymo sistemos su vožtuvais. Ieškodami būdų, kaip sumažinti vibraciją ir triukšmą, „Audi“ dizaineriai taikė neįprastą technologinį požiūrį, sukurdami dvi unikalias sistemas - anti-garso generavimą ir vibracijos slopinimą.

Dėl intensyvaus sūkurinio proceso pildymo metu ir padidėjusio degimo greičio, suspaudimo laipsnis gali būti padidintas nepriklausomai nuo turbokompresoriaus, nerizikuojant sukelti detonacijas degimo procese. Taip pat yra keletas technologinių skirtumų tarp skirtingų „4.0 TFSI“ galios versijų, pavyzdžiui, vienos arba dvigubos grandinės įsiurbimo sistemos naudojimas, skirtingi turbokompresorių darbo nustatymai ir galingesniuose agregatuose esantis papildomas alyvos aušintuvas. Taip pat yra struktūriniai alkūninių velenų ir jų pagrindinių guolių, suspaudimo laipsnio, dujų paskirstymo fazių ir purkštukų skirtumai.

Aktyvus triukšmo valdymas ir vibracijos slopinimas

Aktyvi triukšmo kontrolė (ANC) neutralizuoja nepageidaujamą triukšmą, sukurdama „anti-garsą“. Šis principas yra žinomas kaip destruktyvus trukdis: jei dvi to paties dažnio garso bangos sutampa, jų amplitudės gali būti „išdėstytos“ taip, kad jos tarpusavyje užgesintų. Šiuo tikslu jų amplitudės turi būti vienodos, tačiau jos turi būti be fazės 180 laipsnių kampu viena kitos atžvilgiu, ty turi būti priešfazinės. Ekspertai šį procesą taip pat vadina „atvirkštiniu triukšmo šalinimu“. „Audi“ modeliuose, kurie pasiūlys naują 4.0 TFSI įrenginį, yra sumontuoti keturi maži mikrofonai, integruoti į stogo dangą. Kiekvienas iš jų registruoja visą triukšmo spektrą gretimoje zonoje. Remiantis šiais signalais, ANC valdymo modulis sukuria diferencijuotą erdvinio triukšmo vaizdą, tuo pačiu metu alkūninio veleno greičio jutiklis pateikia informaciją apie šį parametrą. Visose iš anksto sukalibruotose vietose, kuriose sistema nustato trikdantį triukšmą, ji tikslingai generuoja tiksliai moduliuotą pašalinimo garsą. Aktyvus triukšmo valdymas yra paruoštas veikti bet kuriuo metu - nesvarbu, ar garso sistema įjungta, ar išjungta, ar garsas yra sustiprintas, sumažintas ir t. T. Sistema taip pat veikia nepriklausomai nuo sistemos, su kuria automobilis sumontuotas.

Vibracijų slopinimo būdas yra labai panašus kaip idėja. Iš esmės „Audi“ variklio tvirtinimui naudoja griežtus, sportiškus nustatymus. „4.0 TFSI“ inžinieriai sukūrė aktyvius tvirtinimo laikiklius arba kaladėles, kurių tikslas - pašalinti variklio vibracijas, kai fazės poslinkis yra atvirkštinis. Pagrindinis sistemos komponentas yra elektromagnetinis įtaisas, sukuriantis vibracijas. Jis turi nuolatinį magnetą ir greitaeigę ritę, kurios judėjimas lanksčios membranos pagalba perduodamas į kamerą su skysčiu. Šis skystis sugeria ir variklio sukeliamas vibracijas, ir tas, kurios jas neutralizuoja. Tuo pačiu metu šie elementai riboja vibracijas ne tik netipiniu darbo režimu, pavyzdžiui, V4, bet ir įprastu V8 režimu, ypatingą dėmesį skiriant tuščiąjai eigai.

(Sekti)

Tekstas: Georgijus Kolevas

2020-08-30