Моторные инновации четырех колец
За свою более чем вековую историю автомобильный двигатель внутреннего сгорания претерпел серьезные изменения. Тем не менее отправлять его на пенсию никто не собирается. Своими идеями о настоящем и будущем ДВС с нами поделились инженеры компании Audi в ходе технического семинара Audi TechDays, где состоялась презентация обновленных моделей ТТ и Q7.
За свою более чем вековую историю автомобильный двигатель внутреннего сгорания претерпел серьезные изменения. Тем не менее отправлять его на пенсию никто не собирается. Своими идеями о настоящем и будущем ДВС с нами поделились инженеры компании Audi в ходе технического семинара Audi TechDays, где состоялась презентация обновленных моделей ТТ и Q7.
Audi TT
Мотор 2.0 TFSI получил двухступенчатую систему изменения фаз газораспределения AVS. На оборотах до 3000 об/мин за открытие отвечает кулачок меньшего размера, а свыше – большего (обозначены красным). |
Мощнее и экономичнее
Двухлитровая турбированная «четверка» с непосредственным впрыском топлива, которая устанавливается на Audi TT, после недавней модернизации стала мощнее на 11 л. с. и теперь развивает 211 л. с. Максимальный крутящий момент вырос с 280 до 350 Нм и доступен в диапазоне от 1600 до 4200 об/мин. Главная инновация – фирменная система управления впускными клапанами AVS. Секрет ее в том, что на каждый клапан приходится не один, а два кулачка распредвала разного профиля, благодаря чему до 3000 об/мин фазы и высота открытия клапанов одни, а свыше – другие. Эта система изменения фаз газораспределения улучшила наполняемость цилиндров на разных режимах работы. Для снижения трения стенки цилиндров и поршни имеют износостойкое алмазное напыление (DLC). Давление в топливной рейке достигает 150 бар, а впрыск бензина обеспечивается через форсунки с 6-ю отверстиями. Чугунный блок двигателя 2,0 л весит 33 кг. Жесткая конструкция блока позволяет минимизировать вибрации и шум, а два балансирных вала уравновешивают силы и моменты второго порядка. Кроме того, обновленный двигатель на 1,1 л экономичнее (6,6 л), а выбросы СО2 снизились со 183 до 154 г/км. С таким мотором и механической КП переднеприводное купе Audi TT разгоняется до «сотни» за 6,1 с (-0,5 с) и достигает максимальной скорости 245 км/ч (+5 км/ч). Двухлитровый двигатель семейства ЕА888 воплощает в себе главные идеи современного моторостроения: при снижении размеров и литража добиться характеристик, присущих более крупным моторам, но при этом минимизировать расход топлива и уровень вредных выбросов в атмосферу. В планах компании – использовать этот мотор в составе гибридных силовых установок для А8 и Q5.
Главной особенностью нового мотора стала управляемая электроникой двухступенчатая система привода выпускных клапанов AVS.
2.0 TFSI | |
Тип | бензиновый с непосредственным впрыском, турбо |
Расп. и к-во цил./кл. на цил. | R4/4 |
Объем, см куб. | 1984 |
Мощность, кВт(л. с.)/об/мин | 155(211)/4300–6000 |
Макс. кр. мом., Нм/об/мин | 350/1600–4200 |
Дизель – спортсмен
Удивительно, но факт – Audi TT и TT Roadster были первыми серийными спортивными автомобилями в мире, получившими в 2008 году дизельные моторы. А в 2010-м под капотом семейства купе и кабриолетов TT появился новый, существенно модернизированный двигатель 2.0 TDI, выдающий 170 л. с. и 350 Нм. Он обещает владельцу массу острых ощущений в дороге и совершенно не обременителен для кошелька, ведь машина расходует в смешанном цикле всего 5,3 л на 100 км. Этому способствует и небольшая масса авто (1370 кг), обусловленная широким использованием алюминия в конструкции кузова. Разгон до «сотни» занимает 7,5 с, а максимальная скорость достигает 226 км/ч. В базовую комплектацию версии 2.0 TDI входят постоянный полный привод и 6-ступенчатая «механика». По сравнению с предшественником рабочий объем мотора не изменился и составляет 1968 «кубиков», а вот вес удалось снизить до 154 кг (–4 кг) за счет применения облегченной головки блока цилиндров. Уменьшили и ширину ремней привода ГРМ, сделав их работу тише и снизив трение. Водяная помпа стала эффективнее; масляный насос обзавелся системой контроля давления; установили улучшенные сальники коленвала. Насос высокого давления в системе Common Rail обеспечивает давление до 1800 бар. Топливо впрыскивается в камеру сгорания пьезофорсунками с распылителем на восемь отверстий. Причем за один цикл форсунка способна впрыскивать до 6 порций топлива. Инженеры поработали над созданием дополнительного завихрения воздуха в цилиндрах, что позволило улучшить процесс смесеобразования и повысить однородность топливной смеси, а следовательно, увеличить эффективность работы мотора.
Новый двухлитровый турбодизель на 4 кг легче своего предшественника и разгоняет двухместную машину до 226 км/ч.
2.0 TDI | |
Тип | дизельный с турбонагнетателем и системой изменения фаз газораспределения VTG |
Расп. и к-во цил./кл. на цил. | R4/4 |
Объем, см куб. | 1968 |
Мощность, кВт(л. с.)/об/мин | 125(170)/4200 |
Макс. кр. мом., Нм/об/мин | 350/1750–2500 |
Audi Q7
Один за двоих
Из линейки моторов, которыми комплектовался внедорожник Audi Q7, убрали бензиновые атмосферные 3.6 V6 (280 л. с.) и 4.2 V8 (350 л. с.). Отдуваться «за двоих» теперь будет 3,0-литровый V6 TFSI, оснащенный непосредственным впрыском и механическим компрессором. Впрочем, справедливости ради отметим, что его предложат в двух вариантах: 272- и 333-сильном. Современный нагнетатель типа Roots настолько компактный, что свободно помещается в 90-градусном развале блока V-образного мотора. Его приводит в действие поликлиновый ремень, а максимальное давление наддува может создаваться даже при минимальных оборотах. Внутри нагнетателя роторы вращаются со скоростью до 23000 об/мин. Они способны нагнетать до тонны воздуха в час, а давление наддува достигает 0,8 бар. Два интеркулера с собственными контурами водяного охлаждения – из алюминия. В них горячий сжатый воздух охлаждается для оптимизации процесса сгорания и повышения наполнения цилиндров. Блок цилиндров изготовлен из силумина и весит всего 33 кг. В сборе 3,0-литровый V6 с компрессором весит 189 кг. Как и в версии 2,0 л TFSI, давление в топливной рейке мотора 3,0 л достигает 150 бар, а впрыск обеспечивается через форсунки с 6-ю отверстиями. Отличие – в более высокой степени сжатия, которая составляет 10,5:1 против 9,6:1 у 2.0 TFSI.
Основная задача, которая стояла перед инженерами, заключалась в максимальном снижении веса узлов и агрегатов Audi Q7.
3.0 TFSI | ||
Тип | бензиновый с непосредственным впрыском и компрессором | |
Расп. и к-во цил./кл. на цил. | V6/4 | |
Объем, см куб. | 2995 | |
Мощность, кВт(л. с.)/об/мин | 200(272)/4750–6500 | 245(333)/5500–6500 |
Макс. кр. мом., Нм/об/мин | 400/2250–4750 | 440/2900–5300 |
Дизель – фитнес
Трехлитровый мотор семейства TDI, который ранее использовался на флагманском седане Audi A8, после модернизации стал доступен и для внедорожника Q7. Нетронутыми остались только компоновка мотора с развалом блоков 90° и его рабочий объем 2967 см куб. Все основные компоненты – от блока цилиндров и коленвала до кованых шатунов, алюминиевых поршней и головок цилиндров – были созданы заново. Давление в камере сгорания достигает 185 бар. Мощность мотора Audi Q7 – 176 кВт (240 л. с.), а максимальный крутящий момент – 550 Нм в диапазоне от 1750 до 2500 об/мин. Расход топлива удалось снизить до 7,4 л/100 км (–1,7 л), что эквивалентно выбросам 195 г/км СО2. Главный акцент сделан на снижение веса. Длина нового V6 составляет 440 мм, а вес – всего 193 кг (–25 кг). Благодаря использованию чугуна с высоким содержанием пластинчатого графита, обладающего повышенной прочностью, удалось уменьшить толщину стенок цилиндров и выиграть 8 кг веса. Еще 6 кг «подарили» алюминиевые головки блоков и 2 кг – коленвал. Кроме того, большинство крепежа и патрубков системы охлаждения изготовлено из алюминия. Второй важный аспект – борьба с трением. Для этих целей использовали специальную лазерную обработку стенок цилиндров. Еще одним способом снижения массы мотора стал отказ от двух приводных цепей и зубчатого ремня в пользу всего двух цепей. ТНВД обеспечивает давление в топливной рейке до 2000 бар, а пьезофорсунки с восемью отверстиями способны подавать в цилиндры до восьми порций топлива за цикл. Во впускном тракте установили пластиковую заслонку, создающую дополнительное завихрение потока воздуха, поступающего в цилиндры. Кстати, ранее подобная заслонка стояла в каждом воздуховоде, что создавало дополнительные потери. Еще одна конструктивная особенность мотора 3.0 TDI – независимые контуры охлаждающей жидкости для блока и головки блока цилиндров, разделенные специальным электронно управляемым клапаном. При запуске холодного двигателя охлаждающая жидкость в блоке не циркулирует, что способствует ускоренному прогреву мотора. На малых нагрузках вода также прекращает циркулировать в блоке, что снижает энергопотребление помпы. Жидкость, циркулирующая в головке блока, используется для обогрева салона.
По сравнению с прежним мотором вес нового шестицилиндрового турбодизеля удалось снизить на 25 кг.
3.0 TDI | |
Тип | дизельный с турбонагнетателем |
Расп. и к-во цил./кл. на цил. | V6/4 |
Объем, см куб. | 2967 |
Мощность, кВт(л. с.)/об/мин | 176(240)/3800–4400 |
Макс. кр. мом., Нм/об/мин | 550/1750–2500 |