Testovací rozsah Audi Drive – část 3: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI

Pokračování série pro pohonné jednotky značky

V dnešní době hledají konstruktéři moderních benzínových motorů stále rozmanitější způsoby, jak zvýšit jejich účinnost. Je pravda, že diesely v posledních letech zažívají i downsizing se snížením zdvihového objemu, zvýšením plnicího tlaku a vstřikovacího systému a někdy i s použitím kaskádového systému přeplňování turbodmychadlem. Ty však už dlouho používají nucené plnění a na rozdíl od svých benzinových kolegů již přeskočily evoluční fázi přechodu z atmosférického na nucené plnění. Princip fungování dieselů s vysokým tlakem ve válcích a absence škrticí klapky je činí zpočátku efektivními. Downsizing benzinových motorů proto nabývá daleko extrémnějšího charakteru se snížením objemu a počtu válců a přechodem na nucené plnění. Vysoká teplota výfukových plynů oproti dieselům však stále znemožňuje použití turbodmychadel s variabilní geometrií (s výjimkou jednotek BorgWarner pro Porsche 911 Turbo), škrticí klapka nadále vytváří odpor vzduchu a konstruktéři hledají všechny možné alternativní metody ke zlepšení jejich účinnosti. Před deseti lety Audi poprvé u svého TFSI představilo kombinaci přeplňování turbodmychadlem a přímého vstřikování benzinu a nyní se inženýři společnosti s novým agregátem 2.0 TFSI vrátili ke známému Millerovu cyklu – jen ve značně pozměněné podobě. Marketing společnosti nazývá filozofii tvorby nového motoru o výkonu 190 koní. a maximální točivý moment 320 Nm „rightsizing“, ve smyslu „přesně zvolený pracovní objem“. Výraz se ale velmi liší od sdělení jejich kolegů z Mazdy, kteří v tomto případě odkazují na vyhýbání se nucenému plnění.

Naopak u Audi je přeplňování zásadním prvkem strategie pracovního toku nového motoru, stejně jako je kompresor neměnným atributem strojů s Millerovým cyklem, z nichž nejtypičtější je Mazda Millenia z 90. let. Tento princip činnosti zahrnuje udržování otevřeného sacího ventilu dlouho poté, co se píst začal pohybovat ze spodní do horní úvrati. Jakmile se vzduch začne vracet do sacího potrubí, o jeho zadržení se stará mechanický kompresor, který vytváří protitlak. Na první pohled to vypadá zbytečně, ale v praxi je dynamika toku taková, že v tomto případě má menší odpor, než když je stlačena ve válci samotném. Na druhou stranu se stupeň expanzního zdvihu zvyšuje při normálním stupni komprese bez nebezpečí detonace. To znamená, že Millerův princip umožňuje dosáhnout jiného stupně komprese a expanze než stejného jako u standardního motoru Otto. Pozitivním efektem je také schopnost pracovat s širší otevřenou škrticí klapkou.

Výklad Audi Millerova cyklu

Designéři Audi interpretují toto téma po svém. Na rozdíl od základního procesu však místo toho, aby drželi sací ventil otevřený, aby snížili kompresní poměr, jednoduše jej zavřou mnohem dříve – ještě předtím, než píst vůbec dosáhne dolní úvratě. Namísto toho, aby doba otevření byla 190-200 stupňů otáčení klikového hřídele jako obvykle, zůstává ventil otevřený pouze na 140 stupňů. V praxi se tím však dosáhne stejného efektu snížení kompresního poměru. Kompenzace zkrácené otevírací doby se provádí zvýšením plnicího tlaku pomocí turbodmychadla. Motor tak dosahuje spotřeby downsizingového motoru a při plném zatížení má dynamický výkon velkého stroje. V provozu s částečným zatížením se dodatečné vstřikování paliva provádí při zdvihu pístu směrem nahoru pomocí systému přímého vstřikování, který doplňuje další systém vstřikování v sacích potrubích. Audi Valvelift System (AVS) pro variabilní časování ventilů navíc umožňuje zvýšit fázi otevírání sacích ventilů na 170 stupňů při plném zatížení. K tomu se přidává inteligentní řízení chlazení, výfukové potrubí integrované v hlavě a další snížení tření díky použití oleje s nízkou viskozitou (0W-20). Díky četným high-tech řešením má nový 2.0 TFSI maximální točivý moment v rozsahu 1450 až 4400 ot/min a spotřebuje méně paliva.

3.0 TFSI: místo turbodmychadla mechanický

Kolegové Porsche preferovali u svého třílitrového motoru V6 s výkonem 420 k plnění biturbo. U modelu 3.0 TFSI používá Audi mechanickou náplň kompresoru (šestá generace Eaton, R1320) s mezichladičem voda / vzduch. Proces výroby motoru byl extrémně krátký, což je možná jedno z vysvětlení tohoto rozhodnutí, ačkoli Audi tvrdí, že tento koncept je preferován z důvodu dalších výhod - jako je popularita tohoto typu nuceného plnění ve Spojených státech. Mezi specifika řešení Audi patří kompresor umístěný za škrticí klapkou, který výrazně zvyšuje účinnost plnění. Při částečném zatížení speciální ventil v krytu kompresoru vrací část stlačeného vzduchu na svůj vstup, čímž snižuje ztráty a výkon potřebný k jeho otáčení. V praxi až do určitých režimů jednotka pracuje téměř jako atmosférický motor a pouze při vysokém zatížení začíná kompresor pracovat na plný výkon.

2.5 TFSI: Pětiválec pro sportovní kompaktní verze

Tato jednotka se řídí mnoha postuláty ostatních motorů společnosti s přihlédnutím ke specifikům pětiválcových motorů. 2.5 TFSI má však omezenější oblast použití a pohání pouze modely jako Audi RS 3, TT RS a RS Q3. Ve verzi Audi TT RS plus má motor o zdvihovém objemu 2,48 litru výkon 360 koní. – stejně jako nový čtyřválcový motor AMG pro třídu A a její deriváty. Pětiválcový motor však poskytuje svůj maximální točivý moment 465 Nm výrazně dříve (v rozsahu 1650 až 5400 ot./min) než stroj kolegů ze Stuttgartu.

(následovat)

Text: Georgy Kolev

Domov " články" Blanks » Řada motorů Audi - Část 3: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI

2020-08-30