ทดลองขับเครื่องยนต์ Audi - ตอนที่ 1: 1.8 TFSI

กลุ่มผลิตภัณฑ์ไดรฟ์ของแบรนด์นี้เป็นตัวอย่างที่ดีของโซลูชันเทคโนโลยีขั้นสูงอย่างไม่น่าเชื่อ

ซีรีส์เกี่ยวกับรถยนต์ที่น่าสนใจที่สุดของ บริษัท

หากเรากำลังมองหาตัวอย่างของกลยุทธ์ทางเศรษฐกิจที่มองไปข้างหน้าซึ่งรับประกันความยั่งยืนของบริษัท ออดี้สามารถเป็นตัวอย่างที่ดีเยี่ยมในเรื่องนี้ ในยุค 70 แทบไม่มีใครสามารถจินตนาการถึงความจริงที่ว่าตอนนี้บริษัทจาก Ingolstadt จะเป็นคู่แข่งที่เท่าเทียมกันกับชื่อที่เป็นที่ยอมรับเช่น Mercedes-Benz คำตอบของเหตุผลส่วนใหญ่สามารถพบได้ในสโลแกนของแบรนด์ "ความก้าวหน้าผ่านเทคโนโลยี" ซึ่งเป็นพื้นฐานของเส้นทางที่ยากลำบากที่ประสบความสำเร็จในการสำรวจกลุ่มพรีเมียม พื้นที่ที่ไม่มีใครมีสิทธิประนีประนอมและเสนอแต่สิ่งที่ดีที่สุด สิ่งที่ Audi และบริษัทอื่นเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้นที่สามารถทำได้รับประกันว่าพวกเขาต้องการผลิตภัณฑ์ของตนและความสำเร็จของพารามิเตอร์ที่คล้ายคลึงกัน แต่ยังเป็นภาระมหาศาลที่ต้องเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่องบนขอบของมีดโกนเทคโนโลยี

ในฐานะส่วนหนึ่งของ VW Group ออดี้มีโอกาสใช้ประโยชน์จากโอกาสในการพัฒนาของบริษัทขนาดใหญ่อย่างเต็มที่ ไม่ว่า VW จะมีปัญหาอะไร ด้วยการใช้จ่ายด้าน R&D ต่อปีเกือบ 10 ล้านยูโร กลุ่มจึงติดอันดับ 50 บริษัทที่มีการลงทุนสูงสุดในภาคสนาม นำหน้ายักษ์ใหญ่อย่าง Samsung Electronics, Microsoft, Intel และ Toyota (ซึ่งมูลค่านี้สูงถึง เพียง 7 พันล้านยูโร) Audi นั้นใกล้เคียงกับ BMW ในพารามิเตอร์เหล่านี้ด้วยการลงทุน 4,0 พันล้านยูโร อย่างไรก็ตาม ส่วนหนึ่งของเงินทุนที่ลงทุนใน Audi มาจากคลังทั่วไปของกลุ่ม VW เนื่องจากการพัฒนานั้นถูกใช้โดยแบรนด์อื่นด้วย ในส่วนหลักของกิจกรรมนี้คือเทคโนโลยีสำหรับการผลิตโครงสร้างเบา อิเล็กทรอนิกส์ ระบบส่งกำลัง และแน่นอน ไดรฟ์ และตอนนี้เรามาถึงสาระสำคัญของวัสดุนี้ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของซีรี่ส์ของเราซึ่งเป็นตัวแทนของโซลูชั่นที่ทันสมัยในด้านเครื่องยนต์สันดาปภายใน อย่างไรก็ตาม ในฐานะแผนกชั้นยอดของ VW ออดี้ยังพัฒนาระบบส่งกำลังเฉพาะที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับรถยนต์ออดี้โดยเฉพาะ และเราจะบอกคุณเกี่ยวกับสิ่งเหล่านี้ที่นี่

1.8 TFSI: รูปแบบของเทคโนโลยีชั้นสูงในทุกๆด้าน

ประวัติความเป็นมาของเครื่องยนต์ TFSI สี่สูบในสายการผลิตของ Audi ย้อนกลับไปในช่วงกลางปี 2004 เมื่อเทอร์โบชาร์จเจอร์เบนซินแบบฉีดตรง EA113 เครื่องแรกของโลกเปิดตัวในชื่อ 2.0 TFSI สองปีต่อมา Audi S3 เวอร์ชันที่ทรงพลังกว่าปรากฏขึ้น การพัฒนาแนวคิดแบบโมดูลาร์ EA888 ด้วยเพลาลูกเบี้ยวพร้อมโซ่เริ่มต้นในปี 2003 ไม่นานก่อนที่จะเปิดตัว EA113 พร้อมสายพานราวลิ้น

อย่างไรก็ตาม EA888 ถูกสร้างขึ้นใหม่ทั้งหมดในฐานะเครื่องยนต์ระดับโลกสำหรับ VW Group รุ่นแรกเปิดตัวในปี 2007 (เป็น 1.8 TFSI และ 2.0 TFSI); ด้วยการแนะนำระบบกำหนดเวลาวาล์วแปรผันของ Audi Valvelift และมาตรการหลายอย่างเพื่อลดแรงเสียดทานภายใน รุ่นที่สองได้รับการบันทึกในปี 2009 และรุ่นที่สาม (2011 TFSI และ 1.8 TFSI) ตามมาเมื่อสิ้นปี 2.0 ซีรีย์ EA113 และ EA888 สี่สูบประสบความสำเร็จอย่างไม่น่าเชื่อสำหรับ Audi โดยชนะรางวัล International Engine of the Year อันทรงเกียรติรวม 10 รางวัลและ 1,8 Best Engines งานของวิศวกรคือการสร้างเครื่องยนต์โมดูลาร์ที่มีปริมาตรกระบอกสูบ 2,0 และ 6 ลิตร ซึ่งปรับให้เหมาะกับการติดตั้งทั้งแนวขวางและแนวยาว โดยลดแรงเสียดทานภายในและการปล่อยไอเสียลงอย่างมาก เป็นไปตามข้อกำหนดใหม่ รวมถึง Euro 888 พร้อมประสิทธิภาพที่ดีขึ้น ความอดทนและน้ำหนักที่ลดลง จาก EA3 Generation 888, EA3 Generation XNUMXB ถูกสร้างขึ้นและเปิดตัวเมื่อปีที่แล้ว โดยทำงานบนหลักการที่คล้ายกับหลักการของ Miller เราจะพูดถึงเรื่องนี้ในภายหลัง

ทั้งหมดนี้ฟังดูดี แต่อย่างที่เราจะเห็นว่าต้องใช้การพัฒนาอย่างมากเพื่อให้บรรลุผลสำเร็จ ด้วยแรงบิดที่เพิ่มขึ้นจาก 250 เป็น 320 นิวตันเมตร เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ 1,8 ลิตรรุ่นก่อน นักออกแบบจึงสามารถเปลี่ยนอัตราทดเกียร์เป็นอัตราทดที่ยาวขึ้น ซึ่งยังช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงอีกด้วย การสนับสนุนอย่างมากในแนวทางหลังคือโซลูชันทางเทคโนโลยีที่สำคัญ ซึ่งต่อมาบริษัทอื่นๆ จำนวนมากก็นำไปใช้ เหล่านี้คือท่อไอเสียที่รวมเข้ากับส่วนหัว ซึ่งให้ความสามารถในการเข้าถึงอุณหภูมิการทำงานอย่างรวดเร็วและทำให้ก๊าซเย็นลงภายใต้ภาระหนัก และหลีกเลี่ยงความจำเป็นในการทำให้ส่วนผสมสมบูรณ์ วิธีแก้ปัญหาดังกล่าวมีเหตุผลอย่างยิ่ง แต่ก็ยากที่จะนำไปใช้ เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิอย่างมากระหว่างของเหลวทั้งสองด้านของท่อสะสม อย่างไรก็ตาม ข้อดียังรวมถึงความเป็นไปได้ของการออกแบบที่กะทัดรัดมากขึ้น ซึ่งนอกจากจะช่วยลดน้ำหนักแล้ว ยังรับประกันเส้นทางก๊าซที่สั้นกว่าและเหมาะสมกว่าไปยังกังหัน และโมดูลที่กะทัดรัดกว่าสำหรับการบังคับการบรรจุและการระบายความร้อนของอากาศอัด ในทางทฤษฎีแล้ว สิ่งนี้ฟังดูแปลกใหม่ แต่การนำไปใช้จริงถือเป็นความท้าทายอย่างแท้จริงสำหรับมืออาชีพด้านการคัดเลือกนักแสดง ในการหล่อฝาสูบที่ซับซ้อน พวกเขาสร้างกระบวนการพิเศษโดยใช้หัวใจโลหะวิทยาถึง 12 ดวง

การควบคุมความเย็นที่ยืดหยุ่น

ปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งในการลดการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงเกี่ยวข้องกับกระบวนการถึงอุณหภูมิการทำงานของสารหล่อเย็น ระบบควบคุมอัจฉริยะรุ่นหลังช่วยให้สามารถหยุดการไหลเวียนได้อย่างสมบูรณ์จนกว่าจะถึงอุณหภูมิในการทำงานและเมื่อเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้นอุณหภูมิจะถูกตรวจสอบตลอดเวลาขึ้นอยู่กับภาระของเครื่องยนต์ การออกแบบพื้นที่ที่น้ำหล่อเย็นท่วมท่อไอเสียซึ่งมีการไล่ระดับอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญถือเป็นความท้าทายอย่างมาก ด้วยเหตุนี้จึงได้มีการพัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์เชิงวิเคราะห์ที่ซับซ้อนซึ่งรวมถึงองค์ประกอบทั้งหมดของก๊าซ / อลูมิเนียม / สารหล่อเย็น เนื่องจากความจำเพาะของการให้ความร้อนเฉพาะที่อย่างแรงของของเหลวในบริเวณนี้และความต้องการทั่วไปในการควบคุมอุณหภูมิที่เหมาะสมจึงใช้โมดูลควบคุมโรเตอร์โพลิเมอร์ซึ่งแทนที่เทอร์โมสตัทแบบเดิม ดังนั้นในขั้นตอนการทำความร้อนการไหลเวียนของสารหล่อเย็นจะถูกปิดกั้นอย่างสมบูรณ์

วาล์วภายนอกทั้งหมดปิดอยู่และน้ำในแจ็คเก็ตกลายเป็นน้ำแข็ง แม้ว่าห้องโดยสารจะต้องได้รับความร้อนในสภาพอากาศหนาวเย็น แต่การไหลเวียนจะไม่ถูกเปิดใช้งาน แต่จะใช้วงจรพิเศษที่มีปั๊มไฟฟ้าเพิ่มเติมซึ่งการไหลจะหมุนเวียนไปรอบ ๆ ท่อร่วมไอเสีย โซลูชันนี้ช่วยให้คุณมีอุณหภูมิที่สะดวกสบายในห้องโดยสารได้เร็วขึ้นมาก ในขณะที่ยังคงรักษาความสามารถในการอุ่นเครื่องเครื่องยนต์ได้อย่างรวดเร็ว เมื่อวาล์วที่เกี่ยวข้องเปิดขึ้น การไหลเวียนของของเหลวในเครื่องยนต์อย่างเข้มข้นจะเริ่มขึ้น - นี่คืออุณหภูมิในการทำงานของน้ำมันที่ถึงอย่างรวดเร็ว หลังจากนั้นวาล์วของตัวทำความเย็นจะเปิดขึ้น อุณหภูมิน้ำหล่อเย็นจะถูกตรวจสอบตามเวลาจริงโดยขึ้นอยู่กับโหลดและความเร็ว ตั้งแต่ 85 ถึง 107 องศา (สูงสุดที่ความเร็วต่ำและโหลด) ในนามของความสมดุลระหว่างการลดแรงเสียดทานและการป้องกันการน็อค และนั่นไม่ใช่ทั้งหมด - แม้ในขณะที่ดับเครื่องยนต์ ปั๊มไฟฟ้าแบบพิเศษยังคงหมุนเวียนสารหล่อเย็นผ่านเสื้อที่ไวต่อการเดือดในส่วนหัวและเทอร์โบชาร์จเจอร์เพื่อระบายความร้อนออกจากพวกมันอย่างรวดเร็ว หลังไม่ส่งผลกระทบต่อเสื้อเพื่อหลีกเลี่ยงอุณหภูมิที่ลดลงอย่างรวดเร็ว

สองหัวฉีดต่อสูบ

โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเครื่องยนต์นี้ เพื่อให้ถึงระดับการปล่อยไอเสีย Euro 6 Audi ได้เปิดตัวระบบหัวฉีดที่มีสองหัวฉีดต่อสูบเป็นครั้งแรก หัวฉีดหนึ่งสำหรับการฉีดโดยตรงและอีกอันหนึ่งสำหรับท่อร่วมไอดี ความสามารถในการควบคุมการฉีดอย่างยืดหยุ่นได้ตลอดเวลาส่งผลให้เชื้อเพลิงและอากาศผสมกันได้ดีขึ้น และลดการปล่อยอนุภาค แรงดันในส่วนฉีดตรงเพิ่มขึ้นจาก 150 เป็น 200 บาร์ เมื่อเครื่องยนต์ไม่ทำงาน เชื้อเพลิงจะถูกหมุนเวียนโดยการเชื่อมต่อทางบายพาสผ่านหัวฉีดในท่อร่วมไอดีเพื่อทำให้ปั๊มแรงดันสูงเย็นลง

เมื่อสตาร์ตเครื่องยนต์ส่วนผสมจะถูกดูดซึมโดยระบบไดเร็คอินเจคชั่นและทำการฉีดสองครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าตัวเร่งปฏิกิริยาร้อนอย่างรวดเร็ว กลยุทธ์นี้ให้การผสมที่ดีขึ้นในอุณหภูมิต่ำโดยไม่ให้ท่วมชิ้นส่วนโลหะเย็นของเครื่องยนต์ เช่นเดียวกับการบรรทุกหนักเพื่อหลีกเลี่ยงการระเบิด ด้วยระบบระบายความร้อนของท่อร่วมไอเสียและการออกแบบที่กะทัดรัดทำให้สามารถใช้เทอร์โบชาร์จเจอร์แบบเจ็ทเดียว (RHF4 จาก IHI) ที่มีหัววัดแลมบ์ดาอยู่ด้านหน้าและตัวเรือนที่ทำจากวัสดุราคาถูกกว่า

ส่งผลให้ได้แรงบิดสูงสุด 320 นิวตันเมตรที่ 1400 รอบต่อนาที สิ่งที่น่าสนใจยิ่งกว่าคือการกระจายกำลังที่มีค่าสูงสุด 160 แรงม้า มีให้ที่ 3800 รอบต่อนาที (!) และยังคงอยู่ที่ระดับนี้ถึง 6200 รอบต่อนาทีพร้อมศักยภาพที่สำคัญสำหรับการเพิ่มขึ้นอีก (ดังนั้นการติดตั้ง 2.0 TFSI เวอร์ชันต่างๆซึ่งจะเพิ่มระดับแรงบิดในช่วงรอบต่อนาทีสูง) ดังนั้นการเพิ่มขึ้นของพลังงานเมื่อเทียบกับรุ่นก่อน (12 เปอร์เซ็นต์) มาพร้อมกับการใช้เชื้อเพลิงที่ลดลง (22 เปอร์เซ็นต์)

(ติดตาม)

ข้อความ: Georgy Kolev