Audi vélprófunarsvið - Part 2: 4.0 TFSI

Framhald seríunnar fyrir drifeiningar vörumerkisins

Átta strokka 4.0 TFSI Audi og Bentley er fyrirmyndin um niðurskurð í yfirstéttum. Hann leysti af hólmi 4,2 lítra vélina og 5,2 lítra V10 vélina í S6, S7 og S8 og var fáanlegur í aflstigum frá 420 til 520 hestöfl. allt að 605 hö eftir fyrirmynd. Á þessum tölum er Audi vélin bein keppinautur við 4,4 lítra N63 biturbo vél BMW og S63 útgáfu hennar fyrir M-gerðir. Eins og með BMW eru túrbóhleðslurnar tvær settar innan á strokkabakkana sem eru staðsettir í 90 gráðum eins og í fyrri 4,2 lítra einingunni. Með þessu fyrirkomulagi næst meiri þjöppun og leið útblástursloftanna styttist. Tvískrúna stillingin (í BMW er hún aðeins notuð í S-útgáfunni) gerir kleift að draga úr gagnkvæmum neikvæðum áhrifum púls frá mismunandi strokkum og draga út meiri hluta hreyfiorku þeirra og er framkvæmt með flókinni samsetningu af rásir úr strokkum í mismunandi röðum. Þessi aðgerðaregla veitir traustan varasjóð togs þegar hraða er, jafnvel í stillingum sem er aðeins yfir lausagangshraða. Jafnvel við 1000 snúninga á mínútu hefur 4.0 TFSI nú þegar 400 Nm. Aflmeiri útgáfan er tilbúin til að skila hámarkstogi sínu upp á 650 Nm (700 á 560 og 605 hestafla útgáfunum) á bilinu frá 1750 til 5000 snúninga á mínútu, en 550 Nm staðalsins eru fáanlegir enn fyrr - frá 1400 til 5250 snúninga á mínútu. Vélarblokkin er úr álblöndu með einsleitri álsteypu við lágan þrýsting og í kraftmiklu útgáfunni er hún að auki hitameðhöndluð. Til að styrkja blokkina eru fimm sveigjanleg járninnlegg samþætt í neðri hluta hennar. Eins og með minni EA888 eininguna er olíudælan breytileg afköst og við lágan snúning á mínútu og álagi er slökkt á kælistútum stimpilbotnsins. Rökfræði hreyfilkælingar er svipuð, þar sem stjórneiningin stillir hitastigið í rauntíma og hringrásinni er haldið þar til rekstrarhitastigi er náð. Þegar hann er til staðar byrjar vökvinn að hreyfast innan úr strokkunum í áttina að strokkhausnum og ef upphitunar er þörf beinir rafdæla vatni frá hausnum í klefann. Hér aftur, til að koma í veg fyrir stimplaflóð, eru nokkrar fínar eldsneytissprautur framkvæmdar á hverri lotu þegar vélin er köld.

Slökktu á hluta hólkanna

Slökkt er á slökkvakerfi að hluta hleðslunnar til að draga úr eldsneytisnotkun, en með túrbókhreyfli Audi hefur þessi lausn verið fullkomnuð. Hugmyndin með slíkri tækni er að auka svokallaða. rekstrarpunktur - þegar vélin þarfnast aflstigs sem myndi takast á við fjóra af átta strokkum, starfa þeir síðarnefndu í mun skilvirkari stillingu með breiðari inngjöf. Efri mörk strokka er slökkt á milli 25 og 40 prósent af hámarks togi (milli 120 og 250 Nm) og í þessum ham eykst meðaltal virkur þrýstingur í hólkunum verulega. Kælivökvahitinn verður að vera kominn í að minnsta kosti 30 gráður, gírkassinn verður að vera í þriðja eða hærri gír og vélin verður að vera á milli 960 og 3500 snúninga á mínútu. Ef þessum skilyrðum er fullnægt lokar kerfið inntaks- og útblástursventlum tveggja strokka í hverri strokka röð, þar sem V8 einingin heldur áfram að starfa sem V4.

Lokun nauðsynlegra lokana á fjórum kamböxlum er framkvæmd með hjálp nýrrar útgáfu til að stjórna stigum og höggum á Audi lokastykki kerfisins. Borðarnir með kambana staðsettir á þeim til að opna tvo loka og rásir eru færðar til hliðar með hjálp rafsegulbúnaðar með pinna og í nýju útgáfunni eru þeir einnig með kambur fyrir „núllslag“. Hið síðarnefnda hefur ekki áhrif á ventillyftara og gormarnir halda þeim lokuðum. Á sama tíma stöðvar vélarstýringarkerfið eldsneytissprautu og kveikju. Hins vegar, áður en lokarnir lokast, eru brennsluhólfin fyllt með fersku lofti - að skipta um útblástursloft með lofti dregur úr þrýstingi í strokkunum og orku sem þarf til að knýja stimplana.

Um leið og ökumaðurinn þrýstir meira á eldsneytisgjafann, byrja óvirku strokkarnir að virka aftur. Aftur í átta strokka stillingu, svo og öfugt ferli, er ákaflega nákvæm og hröð og nánast ómerkileg. Öll umskiptin eiga sér stað á aðeins 300 millisekúndum og hambreytingin leiðir til skammtímaminnkunar í skilvirkni, þannig að raunveruleg minnkun eldsneytisnotkunar byrjar um það bil þremur sekúndum eftir að strokkarnir hafa verið gerðir óvirkir.

Samkvæmt Audi hefur fólk frá Bentley, sem notar háþróaða 4.0 TFSI fyrir nýja Continental GT (frumraun 2012), einnig tekið þátt í þróunarferlinu við að búa til þessa tækni. Slíkt kerfi er ekki nýtt fyrir fyrirtækið og virkar í 6,75 lítra V8 einingunni.

V8 vélar eru ekki aðeins þekktar fyrir grip og samfellda viðbrögð við inngjöf heldur einnig fyrir sléttan gang - og þetta gildir af fullum krafti um 4.0 TFSI. Hins vegar, þegar V8 vélin virkar sem V4, fer það eftir álagi og hraða, sveifarás hennar og íhlutir í fram og til baka mynda mikla titringstog. Þetta leiðir síðan til þess að sérstakur hávaði kemur fram sem berst inn í innri bílinn. Með stóru stærðinni býr útblásturskerfið einnig til sértæka bassahljóð sem erfitt er að bæla niður þrátt fyrir gáfulegt loftstreymisstýrikerfi með lokum. Í leit að leiðum til að draga úr titringi og hávaða hafa hönnuðir Audi tekið óvenjulega tæknilega nálgun og búið til tvö einstök kerfi - and-hljóð kynslóð og titringsdempun.

Vegna mikils hvirfilferils við áfyllingu og aukinn brennsluhraða er hægt að auka samþjöppunargráðu óháð því hvort til staðar er túrbóhleðsla án þess að hætta sé á að það sprengi í brennsluferlinu. Það er einnig nokkur tæknilegur munur á mismunandi aflútgáfum 4.0 TFSI, svo sem notkun eins- eða tvöfaldsrásar inntakskerfis, mismunandi stillingar turbóhleðslutækja og tilvist viðbótar olíukælis fyrir öflugri einingar. Það er einnig skipulagslegur munur á sveifarásum og helstu legur þeirra, þjöppunarstig, stig gasdreifingarinnar og sprauturnar eru mismunandi.

Virk hljóðstýring og titringsdempun

Virkt hávaðastjórnun (ANC) vinnur gegn óæskilegum hávaða með því að búa til „hljóðhljóð“. Þessi meginregla er þekkt sem eyðileggjandi truflanir: ef tvær hljóðbylgjur af sömu tíðni skarast er hægt að „raða“ amplitudum þeirra þannig að þær séu dregnar saman. Í þessu skyni verða amplitude þeirra að vera eins, en verða að vera úr fasa hvort við annað, þ.e. í andfasa. Sérfræðingar kalla þetta ferli einnig „brotthvarf andstæða hávaða“. Líkön Audi, sem bjóða upp á nýja 180 TFSI eininguna, eru búin fjórum litlum hljóðnemum sem eru innbyggðir í þakfóðringuna. Hver þeirra skráir allt hávaða litróf á aðliggjandi svæði. Byggt á þessum merkjum býr ANC stjórnbúnaðurinn til aðgreinda staðbundna hávaðamynd, en á sama tíma veitir sveifarásarhraðaskynjarinn upplýsingar um þessa breytu. Á öllum fyrirfram kvörðuðum svæðum þar sem kerfið greinir truflandi hávaða, býr það markvisst til mótað útrýmingarhljóð. Virk hljóðstýring er tilbúin til notkunar hvenær sem er - hvort sem hljóðkerfið er á eða slökkt og hvort hljóðið magnast, minnkar osfrv. Kerfið virkar líka óháð því kerfi sem bíllinn er búinn með.

Leiðin til að draga úr titringnum er mjög svipuð og hugmynd. Í grundvallaratriðum notar Audi stífar, sportlegar stillingar fyrir mótorfestingarnar. Í 4.0 TFSI hafa verkfræðingar þróað virka festingarfestingar eða púða sem miða að því að útrýma titringi vélarinnar með fasaskiptum öfugum sveiflum. Lykilþáttur í kerfinu er rafsegulbúnaður sem skapar titring. Það er með varanlegan segull og háhraða spólu, hreyfingin er send með sveigjanlegri himnu í hólf með vökva. Þessi vökvi gleypir bæði titringinn sem mótorinn veldur og þá sem vinna gegn honum. Á sama tíma takmarka þessir þættir titring, ekki aðeins í afbrigðilegum rekstrarháttum eins og V4, heldur einnig í venjulegu V8 stillingu, með sérstaka athygli á lausagangi.

(að fylgja)

Texti: Georgy Kolev

2020-08-30