Testovací jízda Audi Motor Lineup - Část 1: 1.8 TFSI

Řada pohonných jednotek značky je ztělesněním neuvěřitelně high-tech řešení.

Série o nejzajímavějších automobilech společnosti

Pokud hledáme příklad progresivní ekonomické strategie, která zajišťuje udržitelný rozvoj společnosti, pak může být Audi v tomto ohledu vynikajícím příkladem. V 70. letech si jen málokdo dovedl představit skutečnost, že nyní bude společnost z Ingolstadtu rovnocenným konkurentem tak zavedeného jména, jakým je Mercedes-Benz. Odpověď na důvody lze do značné míry nalézt ve sloganu značky „Progress through technologies“, který je základem úspěšně prošlé obtížné cesty do prémiového segmentu. Oblast, kde nikdo nemá právo na kompromisy a nabízí jen to nejlepší. To, co dokáže Audi a jen hrstka dalších společností, jim zaručuje poptávku po jejich produktech a dosažení podobných parametrů, ale také obrovskou zátěž, vyžadující neustálý pohyb na hraně technologického břitvy.

Jako součást koncernu VW má Audi možnost plně využít vývojové možnosti obrovské společnosti. Ať už má VW jakékoli problémy, s ročními výdaji na výzkum a vývoj ve výši téměř 10 miliard eur je skupina na prvním místě v žebříčku 50 nejvíce investovaných společností v oboru, před giganty jako Samsung Electronics, Microsoft, Intel a Toyota (kde tato hodnota činí něco málo přes 7 miliard eur). Audi se samo o sobě v těchto parametrech blíží BMW s jejich investicí 4,0 miliardy eur. Část prostředků investovaných do Audi však pochází nepřímo z hlavní pokladny skupiny VW, protože vývoj využívají i jiné značky. Mezi hlavní oblasti této činnosti patří technologie výroby lehkých konstrukcí, elektroniky, převodovek a samozřejmě pohonů. A nyní se dostáváme k podstatě tohoto materiálu, který je součástí naší řady, představující moderní řešení v oblasti spalovacích motorů. Audi však jako elitní divize VW vyvíjí i specifickou řadu pohonných jednotek určených primárně nebo výhradně pro vozidla Audi, o kterých vám zde povíme.

1.8 TFSI: model špičkových technologií v každém ohledu

Historie řadových čtyřválcových motorů TFSI od společnosti Audi sahá do poloviny roku 2004, kdy bylo jako 113 TFSI uvedeno první benzinové turbodmychadlo EA2.0 s přímým vstřikováním. O dva roky později se objevila výkonnější verze Audi S3. Vývoj modulárního konceptu EA888 s pohonem vačkového hřídele s řetězem prakticky začal v roce 2003, krátce před zavedením modelu EA113 s rozvodovým řemenem.

EA888 byl však od základu postaven jako globální motor pro koncern VW. První generace byla představena v roce 2007 (jako 1.8 TFSI a 2.0 TFSI); se zavedením systému variabilního časování ventilů Audi Valvelift a řadou opatření ke snížení vnitřního tření byla v roce 2009 zaznamenána druhá generace a na konci roku 2011 třetí generace (1.8 TFSI a 2.0 TFSI). Čtyřválcové řady EA113 a EA888 zaznamenaly pro Audi neuvěřitelný úspěch, získaly celkem deset prestižních ocenění International Engine of the Year a 10 Best Engines. Úkolem inženýrů je vytvořit modulární motor o zdvihovém objemu 1,8 a 2,0 litru, uzpůsobený pro příčnou i podélnou zástavbu, s výrazně sníženým vnitřním třením a emisemi, splňující nové požadavky, včetně Euro 6, se zlepšeným výkonem. vytrvalost a snížená hmotnost. Na základě EA888 Generation 3 vznikla a v loňském roce byla představena EA888 Generation 3B, fungující na principu podobném Millerově principu. O tom budeme hovořit později.

To vše zní dobře, ale jak uvidíme, jeho dosažení vyžaduje hodně vývojářské práce. Díky nárůstu točivého momentu z 250 na 320 Nm ve srovnání s předchůdcem o objemu 1,8 litru mohou nyní konstruktéři měnit převodové poměry na delší převodové poměry, což také snižuje spotřebu paliva. Obrovským přínosem k tomu druhému je důležité technologické řešení, které pak využila řada dalších firem. Jedná se o výfukové potrubí integrované do hlavy, které poskytuje možnost rychlého dosažení provozní teploty a chlazení plynů při vysokém zatížení a zamezení nutnosti obohacování směsi. Takové řešení je extrémně racionální, ale také velmi obtížně realizovatelné, vzhledem k obrovskému rozdílu teplot mezi kapalinami na obou stranách kolektorových trubek. Mezi výhody však patří i možnost kompaktnější konstrukce, která kromě snížení hmotnosti zaručuje kratší a optimálnější cestu plynu k turbíně a kompaktnější modul pro nucené plnění a chlazení stlačeného vzduchu. Teoreticky to také zní originálně, ale praktická realizace je pro castingové profesionály skutečnou výzvou. K odlití složité hlavy válců vytvoří speciální proces využívající až 12 hutnických srdcí.

Flexibilní ovládání chlazení

Další důležitý faktor při snižování spotřeby paliva je spojen s procesem dosažení provozní teploty chladicí kapaliny. Jeho inteligentní řídicí systém umožňuje zcela zastavit jeho cirkulaci, dokud nedosáhne provozní teploty, a když k tomu dojde, je teplota neustále sledována v závislosti na zatížení motoru. Navrhování oblasti, kde chladicí kapalina zaplaví výfukové potrubí, kde je značný teplotní gradient, bylo velkou výzvou. Za tímto účelem byl vyvinut komplexní analytický počítačový model, včetně celkového složení plyn / hliník / chladicí kapalina. Vzhledem ke specifičnosti silného lokálního ohřevu kapaliny v této oblasti a obecné potřebě optimální regulace teploty se používá řídicí modul polymerního rotoru, který nahrazuje tradiční termostat. Ve fázi ohřevu je tedy cirkulace chladicí kapaliny zcela blokována.

Všechny vnější ventily jsou uzavřeny a voda v plášti zamrzne. I když je třeba kabinu v chladném počasí vytápět, neaktivuje se cirkulace, ale je použit speciální okruh s přídavným elektrickým čerpadlem, ve kterém proud cirkuluje kolem výfukových svodů. Toto řešení umožňuje mnohem rychleji zajistit pohodlnou teplotu v kabině při zachování schopnosti rychle zahřát motor. Po otevření odpovídajícího ventilu začíná intenzivní cirkulace kapaliny v motoru - tak rychle je dosaženo provozní teploty oleje, po které se otevře ventil jeho chladiče. Teplota chladicí kapaliny je monitorována v reálném čase v závislosti na zatížení a rychlosti v rozsahu od 85 do 107 stupňů (nejvyšší při nízké rychlosti a zatížení) ve jménu rovnováhy mezi snížením tření a prevencí klepání. A to není vše – i když je motor vypnutý, speciální elektrické čerpadlo pokračuje v cirkulaci chladicí kapaliny skrz košili citlivou na var v hlavě a turbodmychadle, aby z nich rychle odvádělo teplo. Ten neovlivňuje svršky košil, aby se zabránilo jejich rychlému podchlazení.

Dvě trysky na válec

Speciálně pro tento motor, za účelem dosažení emisní úrovně Euro 6, zavádí Audi poprvé vstřikovací systém se dvěma tryskami na válec – jednou pro přímé vstřikování a druhou pro sací potrubí. Možnost kdykoli flexibilně řídit vstřikování má za následek lepší promíchání paliva a vzduchu a snížení emisí pevných částic. Tlak v sekci přímého vstřikování byl zvýšen ze 150 na 200 barů. Když druhý neběží, palivo cirkuluje také obtokovými spoji přes vstřikovače v sacích potrubích pro chlazení vysokotlakého čerpadla.

Po nastartování motoru se směs nasaje systémem přímého vstřikování a provede se dvojité vstřikování, aby se zajistilo rychlé zahřátí katalyzátoru. Tato strategie zajišťuje lepší míchání při nízkých teplotách, aniž by došlo k zaplavení studených kovových částí motoru. Totéž platí pro těžká břemena, aby nedošlo k detonaci. Díky systému chlazení sběrného výfukového potrubí a jeho kompaktní konstrukci je možné použít jednoproudové turbodmychadlo (RHF4 od IHI) s lambda sondou před ním a pouzdrem z levnějších materiálů.

Výsledkem je maximální točivý moment 320 Nm při 1400 ot./min. Ještě zajímavější je rozložení výkonu s maximální hodnotou 160 koní. je k dispozici při 3800 ot / min (!) a zůstává na této úrovni až do 6200 ot / min se značným potenciálem pro další zvýšení (čímž se instalují různé verze 2.0 TFSI, což zvyšuje úroveň točivého momentu v rozsahu vysokých otáček). Zvýšení výkonu ve srovnání s předchůdcem (o 12 procent) je tedy doprovázeno snížením spotřeby paliva (o 22 procent).

(následovat)

Text: Georgy Kolev