نطاق اختبار القيادة لمحركات أودي - الجزء 1: 1.8 TFSI

مجموعة وحدات القيادة للعلامة التجارية هي مثال للحلول عالية التقنية بشكل لا يصدق.

مسلسل عن أكثر سيارات الشركة إثارة

إذا كنا نبحث عن مثال لاستراتيجية اقتصادية استشرافية تضمن التنمية المستدامة للشركة ، فيمكن أن تكون أودي مثالاً ممتازًا في هذا الصدد. في السبعينيات من القرن الماضي ، بالكاد يمكن لأي شخص أن يتخيل حقيقة أن الشركة من إنغولشتات الآن ستكون منافسًا متساويًا لاسم راسخ مثل مرسيدس بنز. يمكن العثور على إجابة الأسباب إلى حد كبير في شعار العلامة التجارية "التقدم من خلال التقنيات" ، والذي يعد أساس المسار الصعب الذي تم اجتيازه بنجاح للقطاع المتميز. منطقة لا يحق لأحد فيها تقديم تنازلات ويقدم الأفضل فقط. إن ما يمكن أن تفعله أودي وعدد قليل فقط من الشركات الأخرى يضمن لهم الطلب على منتجاتهم وتحقيق معايير مماثلة ، ولكن أيضًا عبئًا كبيرًا يتطلب حركة مستمرة على حافة ماكينة الحلاقة التكنولوجية.

كجزء من مجموعة فولكس فاجن ، لدى أودي الفرصة للاستفادة الكاملة من فرص التطوير لشركة ضخمة. مهما كانت المشاكل التي تواجهها فولكس فاجن ، من خلال إنفاقها السنوي على البحث والتطوير الذي يقارب 10 مليار يورو ، فإن المجموعة تتصدر قائمة أفضل 50 شركة استثمارًا في هذا المجال ، متقدمة على عمالقة مثل Samsung Electronics و Microsoft و Intel و Toyota (حيث تبلغ هذه القيمة إلى ما يزيد قليلاً عن 7 مليارات يورو). في حد ذاتها ، أودي قريبة من BMW في هذه المعايير ، باستثمارها 4,0 مليار يورو. ومع ذلك ، فإن جزءًا من الأموال المستثمرة في Audi يأتي بشكل غير مباشر من الخزانة العامة لمجموعة VW ، حيث يتم استخدام التطورات أيضًا من قبل العلامات التجارية الأخرى. من بين المجالات الرئيسية لهذا النشاط تقنيات إنتاج هياكل الإضاءة ، والإلكترونيات ، وناقلات الحركة ، وبالطبع محركات الأقراص. والآن نصل إلى جوهر هذه المادة التي هي جزء من سلسلتنا التي تمثل الحلول الحديثة في مجال محركات الاحتراق الداخلي. ومع ذلك ، بصفتها قسمًا متميزًا من فولكس فاجن ، تقوم أودي أيضًا بتطوير مجموعة محددة من المحركات المصممة بشكل أساسي أو حصري لسيارات أودي ، وسنخبرك عنها هنا.

1.8 TFSI: نموذج للتكنولوجيا العالية من جميع النواحي

يعود تاريخ أودي في محركات TFSI رباعية الأسطوانات إلى منتصف عام 2004 ، عندما تم إصدار أول شاحن توربيني يعمل بالحقن المباشر للبنزين EA113 في العالم باسم 2.0 TFSI. بعد ذلك بعامين ، ظهرت نسخة أكثر قوة من Audi S3. بدأ تطوير المفهوم المعياري EA888 مع محرك عمود الحدبات بسلسلة عمليًا في عام 2003 ، قبل وقت قصير من إدخال EA113 مع حزام توقيت.

ومع ذلك ، تم بناء EA888 من الألف إلى الياء كمحرك عالمي لمجموعة VW. تم تقديم الجيل الأول في عام 2007 (مثل 1.8 TFSI و 2.0 TFSI) ؛ مع إدخال نظام توقيت الصمام المتغير Audi Valvelift وعدد من الإجراءات لتقليل الاحتكاك الداخلي ، تمت الإشارة إلى الجيل الثاني في عام 2009 ، وتبعه الجيل الثالث (2011 TFSI و 1.8 TFSI) في نهاية عام 2.0. حققت سلسلة EA113 و EA888 ذات الأربع أسطوانات نجاحًا مذهلاً لشركة Audi ، حيث فازت بما مجموعه عشر جوائز دولية مرموقة لأفضل محرك للعام و 10 أفضل محركات. تتمثل مهمة المهندسين في إنشاء محرك معياري بسعة 1,8 و 2,0 لتر ، مُكيَّف للتركيب العرضي والطولي ، مع تقليل الاحتكاك الداخلي والانبعاثات بشكل كبير ، بما يلبي المتطلبات الجديدة ، بما في ذلك Euro 6 ، مع تحسين الأداء. القدرة على التحمل وخفض الوزن. استنادًا إلى EA888 Generation 3 ، تم إنشاء وتقديم EA888 Generation 3B العام الماضي ، ويعمل على مبدأ مشابه لمبدأ Miller. سنتحدث عن هذا لاحقا.

كل هذا يبدو جيدًا ، ولكن كما سنرى ، يتطلب الأمر الكثير من أعمال التطوير لتحقيقه. بفضل زيادة عزم الدوران من 250 إلى 320 نيوتن متر مقارنة بسابقه 1,8 لتر ، يمكن للمصممين الآن تغيير نسب التروس إلى نسب أطول ، مما يقلل أيضًا من استهلاك الوقود. المساهمة الكبيرة في هذا الأخير هي حل تقني مهم ، والذي تم استخدامه بعد ذلك من قبل عدد من الشركات الأخرى. وهي عبارة عن أنابيب عادم مدمجة في الرأس ، والتي توفر القدرة على الوصول بسرعة إلى درجة حرارة التشغيل وتبريد الغازات تحت الحمل العالي وتجنب الحاجة إلى إثراء الخليط. مثل هذا الحل منطقي للغاية ، ولكنه أيضًا صعب التنفيذ ، نظرًا للاختلاف الهائل في درجة الحرارة بين السوائل على جانبي أنابيب التجميع. ومع ذلك ، تشمل المزايا أيضًا إمكانية تصميم أكثر إحكاما ، والذي ، بالإضافة إلى تقليل الوزن ، يضمن مسار غاز أقصر وأفضل إلى التوربين ووحدة أكثر إحكاما للتعبئة والتبريد القسريين للهواء المضغوط. من الناحية النظرية ، يبدو هذا أيضًا أصليًا ، لكن التنفيذ العملي يمثل تحديًا حقيقيًا لمحترفي اختيار الممثلين. لصب رأس أسطوانة معقد ، يقومون بإنشاء عملية خاصة باستخدام ما يصل إلى 12 قلبًا معدنيًا.

تحكم مرن في التبريد

هناك عامل مهم آخر في تقليل استهلاك الوقود يرتبط بعملية الوصول إلى درجة حرارة التشغيل لسائل التبريد. يسمح نظام التحكم الذكي الخاص بهذا الأخير بإيقاف دورانه تمامًا حتى يصل إلى درجة حرارة التشغيل ، وعندما يحدث ذلك ، يتم مراقبة درجة الحرارة باستمرار اعتمادًا على حمل المحرك. كان تصميم منطقة يغمر فيها المبرد أنابيب العادم ، حيث يوجد تدرج كبير في درجة الحرارة ، تحديًا كبيرًا. لهذا الغرض ، تم تطوير نموذج كمبيوتر تحليلي معقد ، بما في ذلك التركيب الكلي للغاز / الألومنيوم / المبرد. نظرًا لخصوصية التسخين المحلي القوي للسائل في هذه المنطقة والحاجة العامة للتحكم الأمثل في درجة الحرارة ، يتم استخدام وحدة تحكم بوليمر دوارة ، والتي تحل محل منظم الحرارة التقليدي. وبالتالي ، في مرحلة التسخين ، يتم حظر دوران المبرد تمامًا.

يتم إغلاق جميع الصمامات الخارجية ويتجمد الماء في الغلاف. حتى إذا كانت المقصورة بحاجة إلى التسخين في الطقس البارد ، فلن يتم تنشيط الدوران ، ولكن يتم استخدام دائرة خاصة بمضخة كهربائية إضافية ، حيث يدور التدفق حول مشعبات العادم. يتيح لك هذا الحل توفير درجة حرارة مريحة في المقصورة بشكل أسرع ، مع الحفاظ على القدرة على تسخين المحرك بسرعة. عندما يتم فتح الصمام المقابل ، يبدأ الدوران المكثف للسوائل في المحرك - وهذا هو مدى سرعة الوصول إلى درجة حرارة تشغيل الزيت ، وبعد ذلك يفتح صمام المبرد. تتم مراقبة درجة حرارة سائل التبريد في الوقت الفعلي اعتمادًا على الحمل والسرعة ، والتي تتراوح من 85 إلى 107 درجة (الأعلى عند السرعة المنخفضة والحمل) باسم التوازن بين تقليل الاحتكاك ومنع الضرب. وهذا ليس كل شيء - حتى عند إيقاف تشغيل المحرك ، تستمر مضخة كهربائية خاصة في تدوير سائل التبريد من خلال القميص الحساس للغليان في الرأس والشاحن التوربيني لإزالة الحرارة منها بسرعة. لا يؤثر هذا الأخير على قمم القمصان من أجل تجنب انخفاض درجة حرارة الجسم السريع.

فتحتان لكل اسطوانة

خاصة بالنسبة لهذا المحرك ، من أجل الوصول إلى مستوى الانبعاثات Euro 6 ، تقدم Audi لأول مرة نظام حقن بفتحتين لكل أسطوانة - واحدة للحقن المباشر والأخرى لمشعب السحب. تؤدي القدرة على التحكم بمرونة في الحقن في أي وقت إلى خلط أفضل للوقود والهواء وتقليل انبعاثات الجسيمات. تم زيادة الضغط في قسم الحقن المباشر من 150 إلى 200 بار. عندما لا يعمل الأخير ، يتم تدوير الوقود أيضًا عن طريق الوصلات الالتفافية من خلال الحقن في مشعبات السحب لتبريد مضخة الضغط العالي.

عند بدء تشغيل المحرك ، يتم أخذ الخليط بواسطة نظام الحقن المباشر ، ويتم إجراء الحقن المزدوج لضمان التسخين السريع للمحفز. توفر هذه الإستراتيجية خلطًا أفضل في درجات الحرارة المنخفضة دون إغراق الأجزاء المعدنية الباردة للمحرك. الشيء نفسه ينطبق على الأحمال الثقيلة لتجنب التفجير. بفضل نظام تبريد مجمع العادم وتصميمه المدمج ، من الممكن استخدام شاحن توربيني أحادي النفاث (RHF4 من IHI) مع مسبار لامدا أمامه ومبيت مصنوع من مواد أرخص.

ينتج عن هذا عزم أقصى يبلغ 320 نيوتن متر عند 1400 دورة في الدقيقة. الأمر الأكثر إثارة للاهتمام هو توزيع الطاقة بحد أقصى 160 حصان. متوفر عند 3800 دورة في الدقيقة (!) ويظل عند هذا المستوى حتى 6200 دورة في الدقيقة مع إمكانية كبيرة لزيادة أخرى (وبالتالي تثبيت إصدارات مختلفة من 2.0 TFSI ، مما يزيد من مستوى عزم الدوران في نطاقات عالية في الدقيقة). وبالتالي ، فإن الزيادة في الطاقة مقارنة بسابقتها (بنسبة 12 بالمائة) يصاحبها انخفاض في استهلاك الوقود (بنسبة 22 بالمائة).

(للمتابعة)

النص: جورجي كوليف