Testovacia jazda Audi Engine Range – Časť 3: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI
Pokračovanie série pre pohonné jednotky značky
V súčasnosti hľadajú konštruktéri moderných benzínových motorov čoraz rozmanitejšie spôsoby zvýšenia ich účinnosti. Je pravda, že diesely v posledných rokoch zažívajú aj downsizing so znížením zdvihového objemu, zvýšením plniaceho tlaku a vstrekovacieho systému a niekedy aj s použitím kaskádového systému prepĺňania turbodúchadlom. Tie však už dávno používajú nútené plnenie a na rozdiel od svojich benzínových kolegov už preskočili evolučnú fázu prechodu z atmosférického na nútené plnenie. Princíp fungovania dieselov s vysokým tlakom vo valcoch a absencia škrtiacej klapky ich robí spočiatku efektívnymi. Preto downsizing benzínových motorov naberá ďaleko extrémnejší charakter s redukciou objemu a počtu valcov a prechodom na nútené plnenie. Vysoká teplota výfukových plynov v porovnaní s dieselmi však stále znemožňuje použitie turbodúchadiel s variabilnou geometriou (s výnimkou agregátov BorgWarner pre Porsche 911 Turbo), škrtiaca klapka naďalej vytvára odpor vzduchu a dizajnéri hľadajú všetky možné alternatívne metódy na zlepšenie ich účinnosti. Pred desiatimi rokmi Audi prvýkrát predstavilo kombináciu prepĺňania turbodúchadlom a priamym vstrekovaním benzínu so svojím TFSI a teraz s novým agregátom 2.0 TFSI sa inžinieri spoločnosti vrátili k známemu Millerovmu cyklu – len v značne upravenej podobe. Marketing spoločnosti nazýva filozofiu tvorby nového motora s výkonom 190 koní. a maximálny krútiaci moment 320 Nm „rightsizing“, v zmysle „presne zvoleného pracovného objemu“. Výraz je však veľmi odlišný od posolstva ich kolegov z Mazdy, ktorí sa v tomto prípade odvolávajú na vyhýbanie sa nútenému plneniu.
Naopak, v spoločnosti Audi je preplňovanie turbodúchadlom nevyhnutným prvkom stratégie pracovných tokov nového motora, rovnako ako je kompresor nemenným atribútom motorov s Millerovým cyklom, z ktorých najtypickejšou je Mazda Millenia z 90. rokov. Tento princíp činnosti spočíva v udržiavaní otvoreného sacieho ventilu dlho potom, čo sa piest začal pohybovať z dolnej do hornej úvrati. Keď sa tak vzduch začne vracať do sacieho potrubia, o jeho zadržanie sa stará mechanický kompresor, ktorý vytvára protitlak. Na prvý pohľad sa to zdá byť zbytočné, ale v praxi je dynamika prietoku taká, že v tomto prípade pociťuje menší odpor, ako keby bol stlačený vo valci samotnom. Na druhej strane sa stupeň expanzného zdvihu zvyšuje pri normálnom stupni stlačenia bez nebezpečenstva detonácie. To znamená, že Millerov princíp umožňuje dosiahnuť iný stupeň kompresie a expanzie, než rovnaký ako u štandardného motora Otto. Pozitívnym efektom je tiež schopnosť pracovať so širšie otvoreným škrtiacim ventilom.
Interpretácia Millerovho cyklu od spoločnosti Audi
Dizajnéri Audi interpretujú túto tému po svojom. Na rozdiel od základného procesu však namiesto toho, aby držali sací ventil otvorený, aby znížili kompresný pomer, jednoducho ho zatvoria oveľa skôr – ešte predtým, ako piest dosiahne spodnú úvrať. Namiesto toho, aby bol čas otvárania 190-200 stupňov rotácie kľukového hriadeľa ako zvyčajne, ventil zostáva otvorený iba na 140 stupňov. V praxi sa tým však dosiahne rovnaký efekt zníženia kompresného pomeru. Kompenzácia skráteného času otvárania sa vykonáva zvýšením plniaceho tlaku pomocou turbodúchadla. Motor teda dosahuje spotrebu downsizingového motora a pri plnom zaťažení má dynamický výkon veľkého stroja. V prevádzke pri čiastočnom zaťažení sa dodatočné vstrekovanie paliva vykonáva pri zdvihu piesta smerom nahor pomocou systému priameho vstrekovania, ktorý dopĺňa ďalší vstrekovací systém v sacích potrubiach. Okrem toho Audi Valvelift System (AVS) pre variabilné časovanie ventilov umožňuje zvýšiť fázu otvárania sacích ventilov na 170 stupňov pri plnom zaťažení. K tomu sa pridáva inteligentné riadenie chladenia, výfukové potrubie integrované v hlave a ďalšie zníženie trenia vďaka použitiu oleja s nízkou viskozitou (0W-20). Vďaka mnohým high-tech riešeniam má nový 2.0 TFSI maximálny krútiaci moment v rozsahu 1450 až 4400 ot./min a spotrebuje menej paliva.
3.0 TFSI: namiesto turbodúchadla mechanický
Kolegovia z Porsche uprednostnili pre svoj trojlitrový motor V6 s výkonom 420 koní náplň biturbo. Pre model 3.0 TFSI používa Audi mechanickú náplň kompresora (šiesta generácia Eaton, R1320) s medzichladením voda / vzduch. Proces výroby motora bol extrémne krátky, čo je možno jedným z vysvetlení tohto rozhodnutia, hoci Audi tvrdí, že tento koncept je uprednostňovaný z dôvodu ďalších výhod - napríklad popularity tohto typu núteného plnenia v Spojených štátoch. Medzi špecifiká riešenia Audi patrí kompresor umiestnený za škrtiacou klapkou, ktorý výrazne zvyšuje účinnosť plnenia. Pri čiastočnom zaťažení vracia špeciálny ventil v skrini kompresora časť stlačeného vzduchu na jeho vstup, čím sa znižujú straty a výkon potrebný na jeho otáčanie. V praxi jednotka až do určitých režimov funguje takmer ako atmosférický motor a iba pri vysokom zaťažení začne kompresor pracovať na plný výkon.
2.5 TFSI: Päťvalec pre športové kompaktné verzie
Táto jednotka sa riadi mnohými postulátmi ostatných motorov spoločnosti, pričom zohľadňuje špecifiká päťvalcových motorov. 2.5 TFSI má však obmedzenejšiu oblasť použitia a poháňa iba modely ako Audi RS 3, TT RS a RS Q3. Vo verzii Audi TT RS plus má motor so zdvihovým objemom 2,48 litra výkon 360 koní. – rovnako ako nový štvorvalcový motor AMG pre triedu A a jej deriváty. Päťvalcový motor však poskytuje svoj maximálny krútiaci moment 465 Nm podstatne skôr (v rozsahu 1650 až 5400 ot./min.) ako stroj kolegov zo Stuttgartu.
(nasledovať)
Text: Georgy Kolev
Domov " články " Prázdne miesta » Sortiment motorov Audi - časť 3: 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI
2020-08-30
