Опсег испитивања Ауди мотора - Део 2: 4.0 ТФСИ

Наставак серије за погонске јединице марке

Ауди и Бентлијев осмоцилиндрични 4.0 ТФСИ је оличење смањења у вишим класама. Заменио је атмосферски 4,2-литарски мотор и 5,2-литарски В10 јединицу С6, С7 и С8 и био је доступан у нивоима снаге од 420 до 520 КС. до 605 КС у зависности од модела. По овим цифрама, Ауди мотор је директан конкурент БМВ-овом 4,4-литарском Н63 битурбо мотору и његовој С63 верзији за М-моделе. Као и код БМВ-а, два турбопуњача су смештена на унутрашњој страни цилиндара, који се налазе под углом од 90 степени као и код претходног 4,2-литарског агрегата. Оваквим распоредом постиже се већа компактност и скраћује се пут издувних гасова. Твин-сцролл конфигурација (у БМВ-у се користи само у С-верзији) омогућава смањење међусобног негативног утицаја пулсирања из различитих цилиндара и издвајање већег дела њихове кинетичке енергије, а спроводи се комплексном комбинацијом канали из цилиндара различитих редова. Овај принцип рада обезбеђује солидну резерву обртног момента при убрзању чак и у режимима мало изнад празног хода. Чак и при 1000 о/мин, 4.0 ТФСИ већ има 400 Нм. Снажнија верзија је спремна да испоручи свој максимални обртни момент од 650 Нм (700 на верзијама од 560 и 605 КС) у распону од 1750 до 5000 о/мин, док је стандардних 550 Нм доступно и раније – од 1400 до 5250 о/мин. Блок мотора је израђен од легура алуминијума са хомогеним ливењем алуминијума под ниским притиском, ау моћнијим верзијама је додатно термички обрађен. За јачање блока, пет уметака од нодуларног гвожђа уграђено је у његов доњи део. Као и код мање јединице ЕА888, пумпа за уље је променљивог капацитета, а при ниским обртајима и оптерећењу, млазнице за хлађење на дну клипа се искључују. Слична је и логика хлађења мотора, где управљачки модул подешава температуру у реалном времену, а циркулација се одржава док се не достигне радна температура. Када је присутна, течност почиње да се креће из унутрашњости цилиндара у правцу главе цилиндра, а ако је потребно грејање, електрична пумпа усмерава воду из главе у кабину. И овде, да би се скоро потпуно елиминисало прелијевање клипа, неколико финих убризгавања горива по циклусу се изводи када је мотор хладан.

Искључите део цилиндара

Систем искључивања цилиндара са делимичним оптерећењем није нов приступ смањењу потрошње горива, али са Аудијевим турбо мотором ово решење је усавршено. Идеја таквих технологија је да повећају тзв. радна тачка - када мотор захтева ниво снаге који би поднео четири од осам цилиндара, потоњи раде у много ефикаснијем режиму са ширим гасом. Горња граница поступка деактивирања цилиндра је између 25 и 40 процената максималног обртног момента (између 120 и 250 Нм), а у овом режиму просечни ефективни притисак у цилиндрима се значајно повећава. Температура расхладне течности мора да достигне најмање 30 степени, мењач мора бити у трећем или вишем степену преноса, а мотор мора радити између 960 и 3500 о / мин. Ако су ови услови испуњени, систем затвара усисне и издувне вентиле два цилиндра сваког реда цилиндра, при чему В8 јединица наставља да ради као В4.

Затварање потребних вентила на четири брегасте осовине врши се уз помоћ нове верзије за управљање фазама и ходом вентила Ауди валвелифт систем. На њима се налазе чауре са бреговима за отварање два вентила и канала уз помоћ електромагнетних уређаја са клиновима померају се у страну, а у новој верзији имају и гребене за „нулти ход“. Потоњи не утичу на подизаче вентила, а опруге их држе затворене. Истовремено, систем управљања мотором зауставља убризгавање горива и паљење. Међутим, пре него што се вентили затворе, коморе за сагоревање се напуне свежим ваздухом - замена издувних гасова ваздухом смањује притисак у цилиндрима и енергију потребну за погон клипова.

У тренутку када возач јаче притисне папучицу гаса, деактивирани цилиндри поново почињу да функционишу. Повратак на рад са осам цилиндара, као и обрнути поступак, изузетно је прецизан и брз и практично неприметан. Читав прелаз се одвија за само 300 милисекунди, а промена режима доводи до краткотрајног смањења ефикасности, тако да стварно смањење потрошње горива почиње око три секунде након деактивирања цилиндара.

Према Аудију, људи из Бентлеи-а, који користе напредни 4.0 ТФСИ за нови Цонтинентал ГТ (деби 2012. године), такође су били укључени у процес развоја ове технологије. Такав систем није нов за компанију и ради у В6,75 јединици од 8 литара.

В8 мотори су познати не само по вучи и хармоничном одзиву гаса, већ и по несметаном раду - а ово се у пуној снази односи на 4.0 ТФСИ. Међутим, када В8 мотор функционише као В4, у зависности од оптерећења и брзине, његове радилице и клипне компоненте почињу да стварају висок ниво торзијских вибрација. То заузврат доводи до појаве специфичних звукова који продиру у унутрашњост аутомобила. Са својом великом величином, издувни систем такође генерише специфичне басове које је тешко сузбити, упркос интелигентном систему контроле протока гаса са вентилима. У потрази за начинима за смањење вибрација и буке, Аудијеви дизајнери су користили необичан технолошки приступ, стварајући два јединствена система - против звука и пригушивање вибрација.

Захваљујући интензивном вртложном процесу током пуњења и повећаној брзини сагоревања, степен компресије може се повећати без обзира на присуство турбопуњача без ризика од изазивања детонација у процесу сагоревања. Постоје неке технолошке разлике између различитих верзија снаге 4.0 ТФСИ, попут употребе система за усисавање са једним или двокружним кругом, различитих радних подешавања турбопуњача и присуства додатног хладњака за уље у снажнијим јединицама. Такође постоје структурне разлике у радилицама и њиховим главним лежајевима, степен компресије, фазе расподеле гаса и млазнице су различити.

Активна контрола буке и пригушивање вибрација

Активна контрола буке (АНЦ) сузбија нежељену буку генеришући „анти-звук”. Овај принцип је познат као деструктивне сметње: ако се преклапају два звучна таласа исте фреквенције, њихове амплитуде могу бити „распоређене“ тако да се међусобно ослабе. У ту сврху њихове амплитуде морају бити исте, али морају бити ван фазе на 180 степени једна према другој, односно морају бити у антифази. Стручњаци овај процес називају и „обрнуто уклањање буке“. Аудијеви модели, који ће понудити нову 4.0 ТФСИ јединицу, опремљени су са четири мала микрофона интегрисана у кровну облогу. Сваки од њих региструје пуни спектар буке у суседном подручју. На основу ових сигнала, управљачки модул АНЦ ствара диференцирану слику просторног шума, док истовремено сензор брзине радилице даје информације о овом параметру. У свим унапред калибрисаним областима где систем препознаје узнемирујућу буку, наменски генерише прецизно модулисани елиминациони звук. Активна контрола буке је спремна за рад у било ком тренутку - било да је аудио систем укључен или искључен и да ли је звук појачан, смањен итд. Систем такође ради без обзира на систем којим је аутомобил опремљен.

Врло слична идеја је начин пригушивања вибрација. У принципу, Ауди користи крута, спортска подешавања за носаче мотора. За 4.0 ТФСИ, инжењери су развили активне носаче за монтажу или јастучиће који имају за циљ елиминисање вибрација мотора са одмакнутим обрнутим осцилацијама. Кључна компонента система је електромагнетни уређај који ствара вибрације. Има трајни магнет и завојницу велике брзине, чије се кретање преноси флексибилном мембраном у комору са течношћу. Ова течност апсорбује и вибрације изазване мотором и оне које им се супротстављају. У исто време, ови елементи ограничавају вибрације не само у атипичном режиму рада као што је В4, већ и у нормалном режиму В8, са посебном пажњом посвећеном празном ходу.

(пратити)

Текст: Георгије Колев

2020-08-30