Audis motortestserie - Del 2: 4.0 TFSI
Fortsettelse av serien for drivenhetene til merket
Audi og Bentleys åttesylindrede 4.0 TFSI er selve symbolet på nedbemanning i de øvre klassene. Den erstattet den naturlig aspirerte 4,2-liters motoren og 5,2-liters V10-enheten til S6, S7 og S8 og var tilgjengelig i effektnivåer fra 420 til 520 hk. opptil 605 hk avhengig av modell. På disse tallene er Audi-motoren en direkte konkurrent til BMWs 4,4-liters N63 biturbomotor og dens S63-versjon for M-modellene. Som med BMW er de to turboladerne plassert på innsiden av sylinderbankene, som er plassert i 90 grader som med den forrige 4,2-liters enheten. Med dette arrangementet oppnås mer kompakthet og eksosgassens vei forkortes. Twin-scroll-konfigurasjonen (på BMW brukes den kun i S-versjonen) tillater å redusere den gjensidige negative påvirkningen av pulsasjonene fra de forskjellige sylindrene og trekke ut en større del av deres kinetiske energi, og utføres av en kompleks kombinasjon av kanaler fra sylindere i forskjellige rader. Dette operasjonsprinsippet gir en solid reserve av dreiemoment ved akselerasjon selv i moduser litt over tomgangshastighet. Selv ved 1000 o/min har 4.0 TFSI allerede 400 Nm. Den kraftigere versjonen er klar til å levere sitt maksimale dreiemoment på 650 Nm (700 på 560 og 605 hk versjonene) i hele området fra 1750 til 5000 o/min, mens standardens 550 Nm er tilgjengelig enda tidligere – fra 1400 til 5250 o/min. Motorblokken er laget av aluminiumslegeringer med homogen støping av aluminium ved lavt trykk, og i de kraftige versjonene er den i tillegg varmebehandlet. For å forsterke blokken er fem duktile jerninnsatser integrert i dens nedre del. Som med den mindre EA888-enheten har oljepumpen variabel kapasitet, og ved lavt turtall og belastning er stempelbunnens kjøledyser slått av. Logikken for motorkjøling er lik, hvor kontrollmodulen justerer temperaturen i sanntid, og sirkulasjonen holdes til driftstemperaturen er nådd. Når det er tilstede, begynner væsken å bevege seg fra innsiden av sylindrene i retning av sylinderhodet, og hvis oppvarming er nødvendig, leder en elektrisk pumpe vann fra hodet til hytta. Også her, for nesten fullstendig å eliminere stempelflom, utføres flere fine drivstoffinnsprøytninger per syklus når motoren er kald.
Slå av en del av sylindrene
Stengesystemet for delvis lastesylinder er ikke en ny tilnærming for å redusere drivstofforbruket, men med Audis turboladede motor er denne løsningen blitt perfekt. Ideen med slike teknologier er å øke den såkalte. betjeningspunkt - når motoren krever et effektnivå som kan håndtere fire av de åtte sylindrene, fungerer sistnevnte i en mye mer effektiv modus med bredere gasspjeld. Den øvre grensen for sylinderdeaktiveringsoperasjonen er mellom 25 og 40 prosent av det maksimale dreiemomentet (mellom 120 og 250 Nm), og i denne modusen øker det gjennomsnittlige effektive trykket i sylindrene betydelig. Kjølevæsketemperaturen må ha nådd minst 30 grader, girkassen må være i tredje eller høyere gir, og motoren må gå mellom 960 og 3500 o / min. Hvis disse vilkårene er oppfylt, lukker systemet inntaks- og eksosventilene til to sylindere i hver sylinderrad, hvorved V8-enheten fortsetter å fungere som en V4.
Lukkingen av de nødvendige ventilene på de fire kamakslene utføres ved hjelp av en ny versjon for styring av faser og slag på ventilene Audi valvelift system. Bøssingene med kammer plassert på dem for å åpne to ventiler og kanaler flyttes til siden ved hjelp av elektromagnetiske enheter med pinner, og i den nye versjonen har de også kammer for "nullslag". Sistnevnte påvirker ikke ventilløfterne, og fjærene holder dem lukket. Samtidig stopper motorstyringssystemet drivstoffinjeksjon og tenning. Før ventilene lukkes, er forbrenningskamrene imidlertid fylt med frisk luft - utskifting av eksosgasser med luft reduserer trykket i sylindrene og energien som kreves for å drive stemplene.
I det øyeblikket føreren trykker gasspedalen hardere, begynner de deaktiverte sylindrene å fungere igjen. Returen til åttesylindret modus, så vel som omvendt prosess, er ekstremt presis og rask og praktisk talt umerkelig. Hele overgangen skjer på bare 300 millisekunder, og modusendringen fører til en kortsiktig reduksjon i effektivitet, slik at den faktiske reduksjonen i drivstofforbruk begynner omtrent tre sekunder etter deaktivering av sylindrene.
Ifølge Audi har folk fra Bentley, som bruker den avanserte 4.0 TFSI til den nye Continental GT (debut 2012), også vært involvert i utviklingsprosessen av denne teknologien. Et slikt system er ikke nytt for selskapet og fungerer i 6,75-liters V8-enheten.
V8-motorer er ikke bare kjent for trekkraft og harmonisk gassrespons, men også for jevn drift - og dette gjelder i full kraft for 4.0 TFSI. Når en V8-motor fungerer som en V4, avhengig av belastning og hastighet, begynner imidlertid veivakselen og frem- og tilbakegående komponenter å generere høye vridningsvibrasjoner. Dette fører igjen til utseendet på spesifikke lyder som trenger inn i det indre av bilen. Med sin store størrelse genererer eksosanlegget også spesifikke basslyder som er vanskelige å undertrykke, til tross for det intelligente gassflytkontrollsystemet med ventiler. På jakt etter måter å redusere vibrasjon og støy på, har Audis designere brukt en uvanlig teknologisk tilnærming, og skapt to unike systemer - generering av lyd og vibrasjonsdemping.
På grunn av den intense vortexprosessen under fylling og den økte forbrenningshastigheten, kan kompresjonsforholdet økes uavhengig av tilstedeværelsen av turbolading uten risiko for å forårsake detonasjoner i forbrenningsprosessen. Det er også noen teknologiske forskjeller mellom de forskjellige kraftversjonene av 4.0 TFSI, som bruk av et enkelt- eller dobbeltkretsinntakssystem, forskjellige driftsinnstillinger for turboladere og tilstedeværelsen av en ekstra oljekjøler for kraftigere enheter. Det er også strukturelle forskjeller i veivakslene og deres hovedlagre, komprimeringsgraden, fasene til gassfordeling og injektorer er forskjellige.
Aktiv støykontroll og vibrasjonsdemping
Active Noise Control (ANC) motvirker uønsket støy ved å generere "anti-lyd". Dette prinsippet er kjent som destruktiv interferens: hvis to lydbølger med samme frekvens overlapper hverandre, kan amplituden deres "ordnes" slik at de blir dempet hverandre. For dette formålet må amplitudene deres være de samme, men må være ute av fase med hverandre, dvs. i antifase. Eksperter kaller også denne prosessen for "omvendt støyeliminering". Audis modeller, som vil tilby den nye 180 TFSI-enheten, er utstyrt med fire små mikrofoner integrert i takfôret. Hver av dem registrerer hele støyspekteret i det tilstøtende området. Basert på disse signalene skaper ANC-kontrollmodulen et differensiert romlig støybilde, mens veivakselhastighetssensoren samtidig gir informasjon om denne parameteren. I alle forhåndskalibrerte områder der systemet identifiserer forstyrrende støy, genererer det målrettet nøyaktig modulert eliminasjonslyd. Aktiv støykontroll er klar til bruk når som helst - om lydsystemet er på eller av og om lyden forsterkes, reduseres osv. Systemet fungerer også uavhengig av hvilket system bilen er utstyrt med.
Måten å dempe vibrasjonene på er veldig lik en idé. I prinsippet bruker Audi stive, sportslige innstillinger for motorfestene. I 4.0 TFSI har ingeniører utviklet aktive monteringsbraketter eller pads som tar sikte på å eliminere motorvibrasjoner med utfasingsoscillasjoner med omvendt kraft. En nøkkelkomponent i systemet er en elektromagnetisk enhet som skaper vibrasjoner. Den har en permanent magnet og en høyhastighetsspole, hvis bevegelse overføres ved hjelp av en fleksibel membran til et kammer med væske. Denne væsken absorberer både vibrasjonene forårsaket av motoren og de som motvirker dem. Samtidig begrenser disse elementene vibrasjonene ikke bare i den atypiske driftsmåten som V4, men også i normal V8-modus, med spesiell oppmerksomhet på tomgang.
(å følge)
Tekst: Georgy Kolev
2020-08-30
