טווח מבחן כונן מנוע של אאודי - חלק 2: 4.0 TFSI

המשך הסדרה ליחידות הכונן של המותג

שמונה צילינדרים 4.0 TFSI של אודי ובנטלי הוא התגלמות של צמצום במעמדות הגבוהים. הוא החליף את מנוע ה-4,2 ליטר בשאיבה טבעית ו-5,2 ליטר V10 של ה-S6, S7 ו-S8 והיה זמין ברמות הספק של 420 עד 520 כ"ס. עד 605 כ"ס בהתאם לדגם. בנתונים אלו, מנוע אאודי הוא מתחרה ישיר למנוע הביטורבו N4,4 בנפח 63 ליטר של ב.מ.וו ולגרסת ה-S63 שלו לדגמי ה-M. כמו בב.מ.וו, שני מגדשי הטורבו ממוקמים בחלק הפנימי של גדות הצילינדרים, הממוקמים ב-90 מעלות כמו ביחידת ה-4,2 ליטר הקודמת. עם סידור זה, מושגת קומפקטיות רבה יותר ודרך גזי הפליטה מתקצרת. תצורת הגלילה הכפולה (ב-BMW היא משמשת רק בגרסת S) מאפשרת להפחית את ההשפעה השלילית ההדדית של הפעימות מהצילינדרים השונים ולחלץ חלק גדול יותר מהאנרגיה הקינטית שלהם, ומתבצעת על ידי שילוב מורכב של ערוצים מגלילים של שורות שונות. עקרון פעולה זה מספק רזרבה מוצקה של מומנט בעת האצה אפילו במצבים מעט מעל מהירות סרק. אפילו ב-1000 סל"ד, ל-4.0 TFSI יש כבר 400 ננומטר. הגרסה החזקה יותר מוכנה לספק את המומנט המרבי שלה של 650 ננומטר (700 בגרסאות ה-560 וה-605 כ"ס) בכל הטווח שבין 1750 ל-5000 סל"ד, בעוד שה-550 ננומטר של הסטנדרטי זמינים עוד קודם לכן - מ-1400 עד 5250 סל"ד. בלוק המנוע עשוי מסגסוגות אלומיניום עם יציקה הומוגנית של אלומיניום בלחץ נמוך, ובגרסאות החזקות הוא מטופל בחום נוסף. לחיזוק הבלוק משולבים בחלקו התחתון חמישה תוספות ברזל רקיע. כמו ביחידת ה-EA888 הקטנה יותר, משאבת השמן היא בקיבולת משתנה, ובסל"ד ובעומס נמוכים, חרירי הקירור בתחתית הבוכנה כבויות. ההיגיון של קירור המנוע דומה, כאשר מודול הבקרה מכוון את הטמפרטורה בזמן אמת, והסירקולציה מתקיימת עד הגעה לטמפרטורת הפעולה. כאשר הוא קיים, הנוזל מתחיל לנוע מבפנים הצילינדרים לכיוון ראש הצילינדר, ואם יש צורך בחימום, משאבה חשמלית מפנה מים מהראש לתא הנוסעים. גם כאן, כדי למנוע כמעט לחלוטין הצפת בוכנה, מתבצעות מספר הזרקות דלק עדינות לכל מחזור כשהמנוע קר.

כבה חלק מהצילינדרים

מערכת הכיבוי של צילינדר העומס החלקי אינה גישה חדשה להפחתת צריכת הדלק, אך עם המנוע המוגדש טורבו של אודי, פיתרון זה השתכלל. הרעיון של טכנולוגיות כאלה הוא להגדיל את מה שמכונה. נקודת הפעלה - כאשר המנוע דורש רמת הספק שתטפל בארבעה מתוך שמונה הצילינדרים, האחרונים פועלים במצב יעיל בהרבה עם מצערת רחבה יותר. הגבול העליון של פעולת השבתת הצילינדר הוא בין 25 ל -40 אחוז מהמומנט המרבי (בין 120 ל -250 ננומטר), ובמצב זה הלחץ האפקטיבי הממוצע בצילינדרים עולה משמעותית. טמפרטורת נוזל הקירור חייבת להגיע לפחות ל 30 מעלות, תיבת ההילוכים חייבת להיות בהילוך שלישי ומעלה, והמנוע חייב לפעול בין 960 ל 3500 סל"ד. אם מתקיימים תנאים אלה, המערכת סוגרת את שסתומי הכניסה והפליטה של ​​שני צילינדרים מכל שורה של צילינדרים, לפיהם יחידת V8 ממשיכה לפעול כ- V4.

סגירת השסתומים הדרושים בארבעת פסי הזיזים מתבצעת בעזרת גרסה חדשה לשליטה על השלבים והמשיכה של שסתומי מערכת שסתומי אודי. התותבים עם המצלמות הממוקמות עליהם לפתיחת שני שסתומים ותעלות מועברים לצד בעזרת מכשירים אלקטרומגנטיים עם סיכות, ובגרסה החדשה יש להם גם מצלמות ל"אפס פעימות ". האחרונים אינם משפיעים על מרימי השסתומים והקפיצים שומרים עליהם סגורים. במקביל, מערכת בקרת המנוע עוצרת את הזרקת הדלק והצתה. עם זאת, לפני סגירת השסתומים, תאי הבעירה מתמלאים באוויר צח - החלפת גזי פליטה באוויר מפחיתה את הלחץ בגלילים ואת האנרגיה הנדרשת להנעת הבוכנות.

ברגע שהנהג לוחץ חזק יותר על דוושת ההאצה, הגלילים המנותקים מתחילים לתפקד שוב. החזרה להפעלת שמונה צילינדרים, כמו גם התהליך ההפוך, היא מדויקת ומהירה ביותר, ולמעשה לא מורגשת. המעבר כולו מתרחש תוך 300 אלפיות שניות בלבד, ושינוי המצב מוביל לירידה קצרת טווח ביעילות, כך שהירידה בפועל בצריכת הדלק מתחילה כשלוש שניות לאחר השבתת הגלילים.

לפי אאודי, אנשים מבנטלי, המשתמשים ב- 4.0 TFSI המתקדם לקונטיננטל GT החדשה (הופעת בכורה 2012), היו מעורבים גם בתהליך הפיתוח של טכנולוגיה זו. מערכת כזו אינה חדשה עבור החברה ועובדת ביחידת V6,75 בנפח 8 ליטר.

מנועי V8 ידועים לא רק בזכות משיכתם ותגובת המצערת ההרמונית, אלא גם בתפעול חלק - וזה נכון ל- 4.0 TFSI במלוא העוצמה. עם זאת, כאשר מנוע V8 מתפקד כ- V4, תלוי בעומס ובמהירות, גל הארכובה ורכיביו ההדדיות מתחילים ליצור רמות גבוהות של רטט פיתול. זה בתורו מוביל להופעת רעשים ספציפיים החודרים אל פנים המכונית. עם גודלה הרב, מערכת הפליטה מייצרת גם צלילי בס ספציפיים שקשה להדחיקם, למרות מערכת בקרת זרימת הגז החכמה עם שסתומים. בחיפוש אחר דרכים להפחתת רעידות ורעש, נקטו המעצבים של אודי גישה טכנולוגית יוצאת דופן ויצרו שתי מערכות ייחודיות - ייצור אנטי סאונד ושיכוך רעידות.

הודות לתהליך מערבולת אינטנסיבי במהלך המילוי וקצב הבעירה המוגבר, ניתן להגדיל את מידת הדחיסה ללא קשר לנוכחות טעינת טורבו ללא סיכון לגרום לפיצוצים בתהליך הבעירה. ישנם כמה הבדלים טכנולוגיים בין גרסאות ההספק השונות של 4.0 TFSI, כגון שימוש במערכת צריכת מעגל חד או כפול, הגדרות הפעלה שונות של מגדשי הטורבו ונוכחות מקרר שמן נוסף ביחידות החזקות יותר. ישנם גם הבדלים מבניים בפיר הארכובה והמסבים העיקריים שלהם, מידת הדחיסה, שלבי חלוקת הגז והמזרקים שונים.

בקרת רעש פעילה ושיכוך רעידות

בקרת רעש פעילה (ANC) נוגדת רעש לא רצוי על ידי יצירת "אנטי סאונד". עיקרון זה מכונה הפרעה הרסנית: אם שני גלי קול בעלי תדר זהה חופפים, ניתן "לסדר" את המשרעת שלהם כך שהם מוחלשים הדדית. לצורך זה, המשרעת שלהם חייבת להיות זהה, אך חייבת להיות מחוץ לשלב זה עם זה, כלומר בתא-פאזה. מומחים מכנים גם תהליך זה "חיסול רעשים הפוך". הדגמים של אודי, שיציעו את יחידת ה- 180 TFSI החדשה, מצוידים בארבעה מיקרופונים קטנים המשולבים בטנת הגג. כל אחד מהם רושם את ספקטרום הרעש המלא באזור הסמוך. בהתבסס על אותות אלה, מודול הבקרה של ANC יוצר תמונת רעש מרחבית מובחנת, כאשר במקביל חיישן מהירות גל הארכובה מספק מידע אודות פרמטר זה. בכל האזורים המכוילים מראש בהם המערכת מזהה רעשים מטרידים, היא מייצרת בכוונה צליל חיסול מווסת. בקרת רעשים פעילה מוכנה להפעלה בכל עת - בין אם מערכת השמע מופעלת או כבויה ובין אם הצליל מוגבר, מופחת וכו '. המערכת פועלת גם ללא קשר למערכת בה מצויידת המכונית.

הדרך להרטיב את הרטט דומה מאוד לרעיון. באופן עקרוני, אודי משתמשת בהגדרות ספורטיביות ונוקשות לתושבות המנוע. עבור ה- 4.0 TFSI, מהנדסים פיתחו תושבות הרכבה או רפידות אקטיביות שמטרתן לחסל את התנודות המוטריות בתנודות הפוכות מופחתות. מרכיב מרכזי במערכת הוא מכשיר אלקטרומגנטי שיוצר רעידות. יש לו מגנט קבוע וסליל מהיר שתנועתו מועברת באמצעות קרום גמיש לתא עם נוזלים. נוזל זה סופג הן את הרטט הנגרם על ידי המנוע והן את אלה שמנוגדות להם. יחד עם זאת, אלמנטים אלה מגבילים את הרטט לא רק במצב הפעולה הלא טיפוסי כמו V4, אלא גם במצב ה- V8 הרגיל, תוך תשומת לב מיוחדת להקפדה על סרק.

(לעקוב)

טקסט: ג'ורג'י קולב

2020-08-30