Rentang pengujian mesin Audi - Bagian 2: 4.0 TFSI
Kelanjutan seri untuk unit penggerak merek
TFSI 4.0 delapan silinder dari Audi dan Bentley adalah lambang perampingan di kelas atas. Ini menggantikan mesin 4,2 liter yang disedot secara alami dan unit V5,2 10 liter dari S6, S7 dan S8 dan tersedia dalam tingkat tenaga dari 420 hingga 520bhp. hingga 605 hp tergantung pada modelnya. Pada angka tersebut, mesin Audi merupakan pesaing langsung mesin biturbo N4,4 63 liter BMW dan versi S63 untuk model M. Seperti halnya BMW, kedua turbocharger ditempatkan di bagian dalam bank silinder, yang terletak pada sudut 90 derajat seperti pada unit 4,2 liter sebelumnya. Dengan pengaturan ini, kekompakan lebih tercapai dan jalur gas buang menjadi lebih pendek. Konfigurasi gulir ganda (di BMW hanya digunakan pada versi S) memungkinkan pengurangan pengaruh negatif timbal balik dari denyut dari silinder yang berbeda dan mengekstraksi sebagian besar energi kinetiknya, dan dilakukan melalui kombinasi kompleks dari saluran dari silinder baris yang berbeda. Prinsip pengoperasian ini memberikan cadangan torsi yang solid saat berakselerasi bahkan dalam mode sedikit di atas kecepatan idle. Bahkan di 1000 rpm, TFSI 4.0 sudah punya tenaga 400 Nm. Versi yang lebih bertenaga siap menghasilkan torsi maksimum 650 Nm (700 pada versi 560 dan 605 hp) pada rentang 1750 hingga 5000 rpm, sedangkan standar 550 Nm tersedia lebih awal - dari 1400 hingga 5250 rpm. Blok mesin terbuat dari paduan aluminium dengan pengecoran aluminium homogen pada tekanan rendah, dan pada versi yang kuat juga diberi perlakuan panas. Untuk memperkuat balok, lima sisipan besi ulet diintegrasikan di bagian bawahnya. Seperti unit EA888 yang lebih kecil, pompa oli memiliki kapasitas yang bervariasi, dan pada rpm dan beban rendah, nozel pendingin bawah piston dimatikan. Logika pendinginan mesin serupa, dimana modul kontrol menyesuaikan suhu secara real time, dan sirkulasi dipertahankan hingga suhu pengoperasian tercapai. Jika ada, cairan mulai bergerak dari dalam silinder ke arah kepala silinder, dan jika diperlukan pemanasan, pompa listrik mengarahkan air dari kepala ke kabin. Sekali lagi, untuk menghilangkan banjir piston secara menyeluruh, beberapa injeksi bahan bakar halus per siklus dilakukan saat mesin dalam keadaan dingin.
Matikan sebagian silinder
Sistem penghentian silinder beban sebagian bukanlah pendekatan baru untuk mengurangi konsumsi bahan bakar, tetapi dengan mesin turbocharged Audi, solusi ini telah disempurnakan. Ide teknologi tersebut adalah untuk meningkatkan apa yang disebut. titik operasi - ketika mesin membutuhkan tingkat tenaga yang akan menangani empat dari delapan silinder, silinder yang terakhir beroperasi dalam mode yang jauh lebih efisien dengan throttle yang lebih lebar. Batas atas operasi penonaktifan silinder adalah antara 25 dan 40 persen torsi maksimum (antara 120 dan 250 Nm), dan dalam mode ini tekanan efektif rata-rata dalam silinder meningkat secara signifikan. Temperatur cairan pendingin harus mencapai setidaknya 30 derajat, transmisi harus pada gigi ketiga atau lebih tinggi, dan mesin harus bekerja antara 960 dan 3500 rpm. Jika kondisi ini terpenuhi, sistem akan menutup katup masuk dan keluar dari dua silinder dari setiap baris silinder, di mana unit V8 terus beroperasi sebagai V4.
Penutupan katup yang diperlukan pada empat poros bubungan dilakukan dengan bantuan versi baru untuk mengontrol fase dan kayuhan katup sistem valvelift Audi. Bushing dengan cam yang terletak di atasnya untuk membuka dua katup dan saluran dipindahkan ke samping dengan bantuan perangkat elektromagnetik dengan pin, dan dalam versi baru mereka juga memiliki cam untuk "zero stroke". Yang terakhir ini tidak mempengaruhi pengangkat katup dan pegas tetap menutupnya. Pada saat yang sama, sistem kontrol mesin menghentikan injeksi bahan bakar dan pengapian. Namun, sebelum katup menutup, ruang bakar diisi dengan udara segar - penggantian gas buang dengan udara mengurangi tekanan dalam silinder dan energi yang dibutuhkan untuk menggerakkan piston.
Saat pengemudi menekan pedal akselerator lebih keras, silinder yang dinonaktifkan mulai bekerja kembali. Pengoperasian kembali ke delapan silinder, serta proses sebaliknya, sangat tepat dan cepat, dan hampir tidak terlihat. Seluruh transisi berlangsung hanya dalam 300 milidetik, dan perubahan mode mengarah pada pengurangan efisiensi jangka pendek, sehingga pengurangan konsumsi bahan bakar yang sebenarnya dimulai sekitar tiga detik setelah penonaktifan silinder.
Menurut Audi, orang-orang dari Bentley juga telah terlibat dalam proses pengembangan teknologi ini, dengan menggunakan TFSI 4.0 yang canggih untuk Continental GT yang baru (debut tahun 2012). Sistem seperti itu bukanlah hal baru bagi perusahaan dan bekerja di unit 6,75 liter V8.
Mesin V8 dikenal tidak hanya karena traksi dan respons throttle yang harmonis, tetapi juga karena pengoperasian yang mulus - dan ini berlaku dengan kekuatan penuh pada 4.0 TFSI. Namun, ketika mesin V8 berfungsi sebagai V4, tergantung pada beban dan kecepatannya, poros engkol dan komponen bolak-baliknya mulai menghasilkan getaran torsional tingkat tinggi. Hal ini pada akhirnya mengarah pada munculnya suara-suara tertentu yang menembus ke dalam interior mobil. Dengan ukurannya yang besar, sistem pembuangan juga menghasilkan suara bass spesifik yang sulit untuk ditekan, meskipun sistem kontrol aliran gas cerdas dengan katup. Dalam mencari cara untuk mengurangi getaran dan kebisingan, desainer Audi telah mengambil pendekatan teknologi yang tidak biasa, menciptakan dua sistem unik - generasi anti-suara dan peredam getaran.
Karena proses vortex yang intensif selama pengisian dan laju pembakaran yang meningkat, derajat kompresi dapat ditingkatkan terlepas dari adanya turbocharging tanpa risiko menyebabkan ledakan pada proses pembakaran. Ada beberapa perbedaan teknologi antara versi daya 4.0 TFSI yang berbeda, seperti penggunaan sistem intake sirkuit tunggal atau ganda, pengaturan pengoperasian turbocharger yang berbeda, dan adanya pendingin oli tambahan di unit yang lebih bertenaga. Ada juga perbedaan struktural pada poros engkol dan bantalan utamanya, tingkat kompresi, fase distribusi gas, dan injektor berbeda.
Kontrol kebisingan aktif dan peredam getaran
Active Noise Control (ANC) melawan kebisingan yang tidak diinginkan dengan menghasilkan "anti-suara". Prinsip ini dikenal sebagai interferensi destruktif: jika dua gelombang suara dengan frekuensi yang sama tumpang tindih, amplitudonya dapat "diatur" sehingga keduanya saling memadamkan. Untuk tujuan ini, amplitudo mereka harus sama, tetapi harus berada di luar fase satu sama lain, yaitu dalam antiphase. Para ahli juga menyebut proses ini "eliminasi kebisingan terbalik". Model Audi, yang akan menawarkan unit 180 TFSI baru, dilengkapi dengan empat mikrofon kecil yang terintegrasi di lapisan atap. Masing-masing mendaftarkan spektrum kebisingan penuh di area yang berdekatan. Berdasarkan sinyal-sinyal ini, modul kontrol ANC membuat gambar noise spasial yang dibedakan, sementara pada saat yang sama sensor kecepatan poros engkol memberikan informasi tentang parameter ini. Di semua area pra-kalibrasi di mana sistem mengidentifikasi kebisingan yang mengganggu, sistem ini sengaja menghasilkan suara eliminasi yang termodulasi secara tepat. Kontrol bising aktif siap untuk dioperasikan kapan saja - baik sistem audio hidup atau mati dan apakah suara diperkuat, dikurangi, dll. Sistem ini juga berfungsi terlepas dari sistem yang dipasang pada mobil.
Cara meredam getaran sangat mirip dengan ide. Prinsipnya, Audi menggunakan pengaturan yang kaku dan sporty untuk tunggangan mesinnya. Untuk 4.0 TFSI, para insinyur telah mengembangkan braket atau bantalan pemasangan aktif yang bertujuan untuk menghilangkan getaran motor dengan osilasi balik bergeser-fase. Komponen kunci dalam sistem adalah perangkat elektromagnetik yang menciptakan getaran. Ini memiliki magnet permanen dan kumparan berkecepatan tinggi, yang gerakannya ditransmisikan melalui membran fleksibel ke ruangan dengan cairan. Cairan ini menyerap getaran yang disebabkan oleh motor dan getaran yang melawannya. Pada saat yang sama, elemen-elemen ini membatasi getaran tidak hanya dalam mode operasi atipikal seperti V4, tetapi juga dalam mode V8 normal, dengan perhatian khusus diberikan pada pemalasan.
(mengikuti)
Teks: Georgy Kolev
2020-08-30
