Phạm vi kiểm tra động cơ Audi - Phần 2: 4.0 TFSI

Tiếp tục loạt bài cho các đơn vị ổ đĩa của thương hiệu

Осемцилиндровият 4.0 TFSI на Audi и Bentley е олицетворение на даунсайзинга във високите класове. Той замени атмосферния 4,2-литров мотор и 5,2-литровия V10 агрегат на S6, S7 и S8 и се предлага с нива на мощност от 420 през 520 к.с. до 605 к.с. в зависимост от модела. При тези показатели двигателят на Audi е директен конкурент на 4,4-литровия битурбомотор N63 на BMW и версията му S63 за M-моделите. Също като при BMW двата турбокомпресора са поставени от вътрешната страна на цилиндровите редове, които са разположени на 90 градуса както при предишния 4,2-литров агрегат. При това разположение се постига повече компактност и се скъсява пътят на отработилите газове. Двуструйната (twin-scroll) конфигурация (при BMW тя се използва само при S-версията) позволява намаляване на взаимното негативно влияние на пулсациите от различните цилиндри и извличане на по-голяма част от кинетичната им енергия, и се осъществява чрез сложно съчетаване на канали от цилиндри от различни редове. Този принцип на работа осигурява солиден запас от въртящ момент при ускоряване още в режимите малко над оборотите за празен ход. Дори при 1000 об./мин 4.0 TFSI вече разполага с 400 Нм. По-мощната версия е готова да предостави максималния си въртящ момент от 650 Нм (700 при версиите с 560 и 605 к.с.) в целия диапазон от 1750 до 5000 об./мин, а 550-те нютонметра на стандартната са на разположение дори по-рано – от 1400 до 5250 об./мин. Двигателният блок е изработен от алуминиеви сплави с хомогенно леене на алуминий при ниско налягане, като при мощните версии той е допълнително топлинно обработен. За да се усили блокът, в долната му част са интегрирани пет вложки от сферографитен чугун. Както при по-малкия агрегат EA888, маслената помпа е с променлив капацитет, а при ниски обороти и натоварване дюзите за охлаждане на дъната на буталата се изключват. Подобна е логиката и на охлаждането на двигателя, при което контролният модул регулира температурата в реално време, а циркулацията се задържа до достигане на работна температура. Когато тя е налице, течността започва да се движи откъм вътрешната страна на цилиндрите по посока на цилиндровата глава, а при необходимост от отопление електрическа помпа насочва към салона вода от главата. И тук, за да се елиминира почти напълно обливането на буталото, при студен двигател се извършват няколко фини впръсквания на гориво на цикъл.

Tắt một phần của xi lanh

Hệ thống ngắt một phần xi-lanh tải không phải là một cách tiếp cận mới để giảm tiêu thụ nhiên liệu, nhưng với động cơ tăng áp của Audi, giải pháp này đã được hoàn thiện. Ý tưởng của những công nghệ như vậy là để tăng cái gọi là. điểm vận hành - khi động cơ yêu cầu mức công suất có thể xử lý bốn trong tám xi-lanh, thì xi-lanh thứ hai hoạt động ở chế độ hiệu quả hơn nhiều với van tiết lưu rộng hơn. Giới hạn trên của hoạt động ngừng hoạt động xi lanh là từ 25 đến 40 phần trăm mô-men xoắn cực đại (từ 120 đến 250 Nm), và ở chế độ này, áp suất hiệu dụng trung bình trong xi lanh tăng lên đáng kể. Nhiệt độ nước làm mát phải đạt ít nhất 30 độ, hộp số phải ở bánh răng thứ ba trở lên, và động cơ phải chạy trong khoảng từ 960 đến 3500 vòng / phút. Nếu các điều kiện này được đáp ứng, hệ thống đóng van nạp và van xả của hai xi-lanh của mỗi hàng xi-lanh, nhờ đó động cơ V8 tiếp tục hoạt động như một động cơ V4.

Việc đóng các van cần thiết trên bốn trục cam được thực hiện với sự trợ giúp của một phiên bản mới để điều khiển các pha và hành trình của các van Audi valvelift system. Các ống lót có cam nằm trên chúng để mở hai van và kênh được chuyển sang một bên với sự trợ giúp của các thiết bị điện từ có chân và trong phiên bản mới chúng cũng có cam cho "hành trình không". Sau này không ảnh hưởng đến bộ nâng van và lò xo giữ chúng đóng. Đồng thời, hệ thống kiểm soát động cơ ngừng phun nhiên liệu và đánh lửa. Tuy nhiên, trước khi các van đóng lại, các buồng đốt được làm đầy bằng không khí trong lành - việc thay thế khí thải bằng không khí làm giảm áp suất trong các xi lanh và năng lượng cần thiết để dẫn động các piston.

Thời điểm người lái nhấn bàn đạp ga mạnh hơn, các xi lanh đã ngừng hoạt động bắt đầu hoạt động trở lại. Việc quay trở lại hoạt động tám xi-lanh, cũng như quá trình ngược lại, là cực kỳ chính xác và nhanh chóng, và hầu như không thể nhận thấy. Toàn bộ quá trình chuyển đổi diễn ra chỉ trong 300 mili giây và việc thay đổi chế độ dẫn đến giảm hiệu suất trong thời gian ngắn, do đó mức giảm tiêu thụ nhiên liệu thực tế bắt đầu khoảng ba giây sau khi ngừng hoạt động các xi-lanh.

Theo Audi, những người từ Bentley, những người sử dụng hệ thống 4.0 TFSI tiên tiến cho chiếc Continental GT mới (ra mắt năm 2012), cũng đã tham gia vào quá trình phát triển để tạo ra công nghệ này. Hệ thống như vậy không phải là mới đối với công ty và hoạt động trong động cơ V6,75 8 lít.

Động cơ V8 không chỉ được biết đến với khả năng bám đường và phản ứng ga hài hòa, mà còn ở khả năng vận hành êm ái - và điều này áp dụng toàn bộ cho 4.0 TFSI. Tuy nhiên, khi động cơ V8 hoạt động như một động cơ V4, tùy thuộc vào tải trọng và tốc độ, trục khuỷu và các bộ phận chuyển động của nó bắt đầu tạo ra mức độ rung động xoắn cao. Điều này lại dẫn đến sự xuất hiện của những tiếng ồn đặc biệt xâm nhập vào bên trong xe. Với kích thước lớn, hệ thống xả cũng tạo ra những âm trầm đặc trưng khó có thể triệt tiêu được, mặc dù hệ thống điều khiển lưu lượng khí thông minh bằng van. Để tìm cách giảm độ rung và tiếng ồn, các nhà thiết kế của Audi đã sử dụng một cách tiếp cận công nghệ khác thường, tạo ra hai hệ thống độc đáo - chống tạo âm thanh và giảm rung.

Nhờ quá trình xoáy mạnh trong quá trình nạp và tốc độ đốt cháy tăng lên, mức độ nén có thể được tăng lên bất kể sự hiện diện của tăng áp mà không có nguy cơ gây nổ trong quá trình đốt cháy. Có một số khác biệt về công nghệ giữa các phiên bản công suất khác nhau của 4.0 TFSI, chẳng hạn như việc sử dụng hệ thống nạp mạch đơn hoặc mạch kép, cài đặt vận hành khác nhau của bộ tăng áp và sự hiện diện của bộ làm mát dầu bổ sung trên các đơn vị mạnh hơn. Cũng có sự khác biệt về cấu trúc trong trục khuỷu và các ổ trục chính của chúng, mức độ nén, các giai đoạn phân phối khí và kim phun là khác nhau.

Kiểm soát tiếng ồn chủ động và giảm rung

Kiểm soát tiếng ồn chủ động (ANC) chống lại tiếng ồn không mong muốn bằng cách tạo ra "chống âm thanh". Nguyên tắc này được gọi là giao thoa triệt tiêu: nếu hai sóng âm có cùng tần số trùng nhau, biên độ của chúng có thể được "sắp xếp" để chúng dập tắt lẫn nhau. Với mục đích này, biên độ của chúng phải giống nhau, nhưng phải lệch pha với nhau, tức là ngược pha. Các chuyên gia còn gọi quá trình này là “khử nhiễu ngược”. Các mẫu xe của Audi, sẽ cung cấp đơn vị 180 TFSI mới, được trang bị bốn micrô nhỏ tích hợp trong tấm lót mui. Mỗi người trong số họ đăng ký phổ nhiễu đầy đủ trong khu vực lân cận. Dựa trên các tín hiệu này, mô-đun điều khiển ANC tạo ra một bức tranh nhiễu không gian phân biệt, đồng thời cảm biến tốc độ trục khuỷu cung cấp thông tin về thông số này. Trong tất cả các khu vực được hiệu chỉnh trước, nơi hệ thống xác định được tiếng ồn đáng lo ngại, hệ thống này có chủ đích tạo ra âm thanh loại bỏ được điều chế chính xác. Kiểm soát tiếng ồn chủ động sẵn sàng hoạt động bất cứ lúc nào - cho dù hệ thống âm thanh đang bật hay tắt và âm thanh có được khuếch đại, giảm thiểu hay không, v.v. Hệ thống này cũng hoạt động bất kể hệ thống mà xe được trang bị.

Cách làm giảm độ rung rất giống một ý tưởng. Về nguyên tắc, Audi sử dụng các thiết lập thể thao, cứng cáp cho giá đỡ động cơ. Đối với 4.0 TFSI, các kỹ sư đã phát triển các giá đỡ hoặc miếng đệm chủ động nhằm loại bỏ các dao động động cơ với các dao động ngược pha dịch. Một thành phần quan trọng trong hệ thống là một thiết bị điện từ tạo ra rung động. Nó có một nam châm vĩnh cửu và một cuộn dây tốc độ cao, chuyển động của nó được truyền qua màng linh hoạt đến một khoang chứa chất lỏng. Chất lỏng này hấp thụ cả những rung động gây ra bởi động cơ và những rung động chống lại chúng. Đồng thời, các yếu tố này hạn chế rung động không chỉ ở các chế độ vận hành không điển hình như V4, mà còn ở chế độ V8 bình thường, đặc biệt chú ý đến chế độ chạy không tải.

(theo dõi)

Văn bản: Georgy Kolev

2020-08-30