Aina ya majaribio ya injini ya Audi - Sehemu ya 2: 4.0 TFSI

Kuendelea kwa safu kwa vitengo vya gari vya chapa

TFSI ya Audi na Bentley yenye silinda nane 4.0 ni kielelezo cha kupunguza watu wa tabaka la juu. Ilichukua nafasi ya injini ya kawaida ya lita 4,2 na 5,2-lita V10 kitengo cha S6, S7 na S8 na ilipatikana katika viwango vya nguvu kutoka 420 hadi 520bhp. hadi 605 hp kulingana na mfano. Katika takwimu hizi, injini ya Audi ni mshindani wa moja kwa moja kwa injini ya BMW ya 4,4-lita N63 biturbo na toleo lake la S63 kwa mifano ya M. Kama ilivyo kwa BMW, turbocharger mbili zimewekwa ndani ya benki za silinda, ambazo ziko kwa digrii 90 kama vile kitengo cha lita 4,2 cha hapo awali. Kwa mpangilio huu, kuunganishwa zaidi kunapatikana na njia ya gesi za kutolea nje imefupishwa. Usanidi wa kusongesha pacha (katika BMW inatumika tu katika toleo la S) inaruhusu kupunguza ushawishi mbaya wa pande zote wa mipigo kutoka kwa mitungi tofauti na kutoa sehemu kubwa ya nishati yao ya kinetic, na hufanywa na mchanganyiko tata wa chaneli kutoka kwa mitungi ya safu tofauti. Kanuni hii ya operesheni hutoa hifadhi thabiti ya torque wakati wa kuharakisha hata kwa njia juu ya kasi ya uvivu. Hata kwa 1000 rpm, TFSI 4.0 tayari ina 400 Nm. Toleo lenye nguvu zaidi liko tayari kutoa torque yake ya juu ya 650 Nm (700 kwenye matoleo ya 560 na 605 hp) katika safu kutoka 1750 hadi 5000 rpm, wakati kiwango cha 550 Nm kinapatikana hata mapema - kutoka 1400 hadi 5250 rpm. Kizuizi cha injini kinatengenezwa na aloi za alumini na utupaji wa aluminium kwa shinikizo la chini, na katika matoleo yenye nguvu inatibiwa kwa joto zaidi. Ili kuimarisha kizuizi, uingizaji wa chuma wa ductile tano huunganishwa katika sehemu yake ya chini. Kama ilivyo kwa kitengo kidogo cha EA888, pampu ya mafuta ina uwezo unaobadilika, na kwa kasi ya chini na upakiaji, nozzles za chini za pistoni za kupoeza huzimwa. Mantiki ya baridi ya injini ni sawa, ambapo moduli ya udhibiti hurekebisha hali ya joto kwa wakati halisi, na mzunguko unasimamiwa mpaka joto la uendeshaji lifikiwe. Wakati iko, kioevu huanza kuhamia kutoka ndani ya mitungi kwa mwelekeo wa kichwa cha silinda, na ikiwa inapokanzwa inahitajika, pampu ya umeme inaongoza maji kutoka kichwa hadi kwenye cabin. Hapa tena, karibu kuondoa kabisa mafuriko ya pistoni, sindano kadhaa za mafuta kwa kila mzunguko hufanywa wakati injini ni baridi.

Zima sehemu ya mitungi

Mfumo wa kufunga mzigo wa silinda sio njia mpya ya kupunguza matumizi ya mafuta, lakini kwa injini ya turbocharged ya Audi, suluhisho hili limekamilika. Wazo la teknolojia kama hizo ni kuongeza kinachojulikana. hatua ya kufanya kazi - wakati injini inahitaji kiwango cha nguvu ambacho kingeshughulikia mitungi minne kati ya minane, mwisho hufanya kazi kwa hali nzuri zaidi na kaba pana. Kikomo cha juu cha operesheni ya kuzima silinda ni kati ya asilimia 25 na 40 ya muda wa juu (kati ya 120 na 250 Nm), na kwa hali hii shinikizo la wastani la ufanisi kwenye mitungi huongezeka sana. Joto la kupoza lazima lifikie angalau digrii 30, usafirishaji lazima uwe katika gia ya tatu au zaidi, na injini lazima iwe inaendesha kati ya 960 na 3500 rpm. Ikiwa hali hizi zinatimizwa, mfumo hufunga valves za ulaji na za kutolea nje ya mitungi miwili ya kila safu ya silinda, ambayo kitengo cha V8 kinaendelea kufanya kazi kama V4.

Kufungwa kwa valves muhimu kwenye camshafts nne hufanywa kwa msaada wa toleo jipya la kudhibiti awamu na kupigwa kwa mfumo wa valves Audi valvelift. Msitu ulio na cams zilizo juu yao kwa kufungua valves mbili na njia zinahamishwa kando kwa msaada wa vifaa vya umeme na pini, na katika toleo jipya pia wana cams za "zero kiharusi". Mwisho hauathiri viboreshaji vya vali na chemchemi huwafunga. Wakati huo huo, mfumo wa usimamizi wa injini unasimamisha sindano ya mafuta na moto. Walakini, kabla ya valves kufungwa, vyumba vya mwako vimejazwa na hewa safi - uingizwaji wa gesi za kutolea nje na hewa hupunguza shinikizo kwenye mitungi na nguvu inayohitajika kuendesha bastola.

Wakati dereva tu anapobonyeza kanyagio ya kuongeza kasi, mitungi iliyolemazwa inaanza kufanya kazi tena. Kurudi kwa operesheni ya silinda nane, pamoja na mchakato wa kurudi nyuma, ni sahihi sana na kwa haraka, na karibu haigundiki. Mpito mzima unafanyika kwa millisecond 300 tu, na mabadiliko ya hali husababisha kupunguzwa kwa muda mfupi kwa ufanisi, ili upunguzaji halisi wa matumizi ya mafuta uanze sekunde tatu baada ya kuzima kwa mitungi.

Kulingana na Audi, watu kutoka Bentley, ambao hutumia 4.0 TFSI ya hali ya juu kwa Bara mpya la GT (2012 kwanza), pia wamehusika katika mchakato wa maendeleo ya teknolojia hii. Mfumo kama huo sio mpya kwa kampuni na inafanya kazi katika kitengo cha V6,75 cha lita 8.

Injini za V8 hazijulikani tu kwa ushawishi wao na majibu ya usawa, lakini pia kwa utendaji wao mzuri - na hii inatumika kwa nguvu kamili kwa 4.0 TFSI. Walakini, wakati injini ya V8 inafanya kazi kama V4, kulingana na mzigo na kasi, crankshaft yake na vifaa vya kurudisha huanza kutoa viwango vya juu vya mtetemo wa mwendo. Hii inasababisha kuonekana kwa kelele maalum ambazo hupenya ndani ya mambo ya ndani ya gari. Kwa ukubwa wake mkubwa, mfumo wa kutolea nje pia hutengeneza sauti maalum ambazo ni ngumu kukandamiza, licha ya mfumo wa akili wa kudhibiti mtiririko wa gesi na valves. Kutafuta njia za kupunguza mtetemo na kelele, wabuni wa Audi wametumia njia isiyo ya kawaida ya kiteknolojia, na kuunda mifumo miwili ya kipekee - kizazi cha kupambana na sauti na upunguzaji wa mtetemo.

Shukrani kwa mchakato mkubwa wa vortex wakati wa kujaza na kuongezeka kwa kiwango cha kuchoma, kiwango cha ukandamizaji kinaweza kuongezeka bila kujali uwepo wa turbocharging bila hatari ya kusababisha mkusanyiko katika mchakato wa mwako. Kuna tofauti kadhaa za kiteknolojia kati ya toleo tofauti za nguvu za 4.0 TFSI, kama matumizi ya mfumo wa ulaji wa mzunguko mmoja au mbili, mipangilio tofauti ya utendakazi na uwepo wa baridi zaidi ya mafuta katika vitengo vyenye nguvu zaidi. Pia kuna tofauti za kimuundo katika crankshafts na fani zao kuu, kiwango cha ukandamizaji, awamu za usambazaji wa gesi na sindano ni tofauti.

Kudhibiti kelele inayotumika na kupunguza unyevu

Udhibiti wa Kelele Duniani (ANC) hupinga kelele zisizohitajika kwa kutengeneza "anti-sauti". Kanuni hii inajulikana kama kuingiliwa kwa uharibifu: ikiwa mawimbi mawili ya sauti ya mzunguko huo huo yanaingiliana, amplitudes yao inaweza "kupangwa" ili waweze kupunguzwa. Kwa kusudi hili, amplitudes yao lazima iwe sawa, lakini lazima iwe nje ya awamu kwa digrii 180 kwa kila mmoja, yaani lazima wawe katika antiphase. Wataalam pia huita mchakato huu "kuondoa kelele ya nyuma". Mifano za Audi, ambazo zitatoa kitengo kipya cha 4.0 TFSI, zina vifaa vipaza sauti vidogo vinne vilivyounganishwa kwenye kitambaa cha paa. Kila mmoja wao husajili wigo kamili wa kelele katika eneo la karibu. Kulingana na ishara hizi, moduli ya kudhibiti ANC inaunda picha ya kelele ya anga, wakati wakati huo huo sensa ya kasi ya crankshaft inatoa habari juu ya parameta hii. Katika maeneo yote yaliyosanifiwa hapo awali ambapo mfumo hutambua kelele za kusumbua, inazalisha kwa sauti sauti sauti ya kuondoa. Udhibiti wa kelele uko tayari kutumika wakati wowote - ikiwa mfumo wa sauti umewashwa au umezimwa na ikiwa sauti imeongezewa, imepunguzwa, n.k. Mfumo pia hufanya kazi bila kujali mfumo ambao gari imewekwa.

Njia ya kupunguza mitetemo ni sawa na wazo. Kimsingi, Audi hutumia mipangilio ngumu, ya michezo kwa injini. Kwa TFSI ya 4.0, wahandisi wameunda mabano au pedi zinazotumika ambazo zinalenga kuondoa mitetemeko ya gari na visasisho vya nyuma vilivyochoka. Sehemu muhimu katika mfumo ni kifaa cha umeme ambacho hutengeneza mitetemo. Inayo sumaku ya kudumu na coil ya kasi, ambayo harakati yake hupitishwa kwa njia ya utando rahisi kwenye chumba kilicho na kioevu. Giligili hii inachukua mitetemo yote inayosababishwa na motor na zile zinazopinga. Wakati huo huo, vitu hivi hupunguza mitetemo sio tu katika njia za kazi za kawaida kama vile V4, lakini pia katika hali ya kawaida ya V8, na uangalifu maalum umelipwa kwa uvivu.

(kufuata)

Nakala: Georgy Kolev

2020-08-30