Reklama

Mechanika - Żródła napędu - silniki stosowane obecnie oraz w przyszłości

Nowe Audi A4 - silniki

dokument
pobierz +

Na początek, nowe Audi A4 i A4 Avant oferowane będą z jednym z trzech silników TFSI i trzech TDI, których moc sięga od 90 kW (120 KM) do 185 kW (252 KM). W porównaniu do modelu poprzedniego, ich spalanie obniżyło się nawet o 21 procent, a moc wzrosła nawet o 25 procent. Wszystkie jednostki napędowe spełniają limity normy emisji spalin Euro 6, dzięki czemu silniki wysokoprężne noszą miano clean diesel. Konieczny dla spełnienia tej normy dodatek AdBlue, przechowywany jest w standardowym baku o pojemności 12 litrów lub opcjonalnym, o pojemności 24 litrów.

Standardowy, zmodernizowany system Start-Stop, zawiera nowe rozwiązania, które jeszcze bardziej obniżają zużycie paliwa. Dla przykładu: gdy kierowca dojeżdża do czerwonych świateł, silnik wyłączyć się może już przy prędkości poniżej 7 km/h. W gamie wariantów z silnikami benzynowymi, na rynku najpierw pojawi się jednostka 1.4 TFSI. Kompaktowy, czterocylindrowy motor o pojemności skokowej 1395 cm3, generuje moc 110 kW (150 KM) i moment obrotowy 250 Nm, dostępny w przedziale od 1500 do 3500 obr./min. W połączeniu z siedmiostopniową, automatyczną skrzynią biegów S tronic, wyposażone w taką jednostkę Audi A4 Limousine, od 0 do 100 km/h przyspiesza w 8,5 sekundy, a jego prędkość maksymalna wynosi 210 km/h. Dla wersji Avant, wartości te wynoszą 8,9 sekundy oraz tak samo 210 km/h.

Według testów zużycia paliwa NEDC, 1.4 TFSI w kombinacji z automatyczną skrzynią biegów S tronic, spala zaledwie 4,9 litra benzyny na 100 km i emituje 114 g CO2 na kilometr (dane dotyczące A4 Limousine). W porównaniu do poprzednio używanej jednostki 1.8 TFSI, spalanie spadło o 21 procent.

Nowy, czterocylindrowy silnik z aluminiową skrzynią korbową, pomimo zamontowania w nim pakietu skomplikowanych rozwiązań technicznych, waży niewiele ponad 100 kg. Moduł rozrządu zaworowego w głowicy silnika zaprojektowano tak, by był lekki i jednocześnie sztywny. Poniżej umieszczono kluczowy element systemu wydajnego zarządzania temperaturą – zintegrowany z głowicą kolektor wydechowy. Podobnie jak skrzynia korbowa, głowica posiada własny obieg chłodzący. Cały układ korbowo-tłokowy ma małą masę, więc straty wywołane tarciem są niskie.

Turbosprężarkę i jej urządzenia peryferyjne zoptymalizowano tak, by szybko generowały wysokie ciśnienie doładowania. Z racji zastosowania wirnika turbiny o mieszanym przepływie, moment bezwładności jest niski. Sterowana elektrycznie przepustnica spalin pracuje wyjątkowo precyzyjnie, a dzięki umieszczeniu chłodnicy międzystopniowej w kolektorze dolotowym, gazy mają krótką drogę do pokonania. System wtrysku paliwa Common Rail wytwarza ciśnienie wtrysku o wartości do 200 barów. Pasek zębaty rozrządu i napędu pomocniczego zaprojektowano tak, by jego żywotność była równa żywotności silnika.

Pakiet siły hightech: 2.0 TFSI

Silnik 2.0 TFSI o pojemności skokowej 1984 cm3 dostępny jest w nowym Audi A4 i A4 Avant w dwóch wersjach. Wprowadzono w nim szereg technicznych ulepszeń: kolektor wydechowy zintegrowano z głowicą silnika, zastosowano zawór obrotowy dla lepszego zarządzania temperaturą, działający po stronie zaworów wydechowych system zmiennych faz rozrządu Audi valvelift system (AVS) oraz elektryczny nastawnik zaworu upustowego turbosprężarki i podwójny układ wtryskowy. Przy częściowym obciążeniu, pośredni wtrysk do kolektora dolotowego uzupełnia wtrysk bezpośredni FSI.

W wersji mocniejszej, silnik 2.0 TFSI ma moc 185 kW (252 KM) i dostępny w przedziale od 1600 do 4500 obr./min moment obrotowy 370 Nm, co pozwala na sportowe prowadzenie. Wyposażone w tę jednostkę nowe Audi A4 Limousine ze stałym napędem na cztery koła quattro i siedmiostopniową automatyczną skrzynią biegów S tronic, od 0 do 100 km/h przyspiesza w 5,8 sekundy, a jego prędkość maksymalna, ograniczona elektronicznie, wynosi 250 km/h. W wersji Avant wartości te wynoszą: 6 sekund i tak samo, 250 km/h. Limuzyna z napędem na przednią oś i z automatyczną skrzynią S tronic, w testach zużycia paliwa NEDC spala tylko 5,7 litra paliwa na 100 km (129 g CO2 na km).

Drugi wariant silnika 2.0 TFSI, benzynowy model ultra, ma moc 140 kW (190 KM) i maksymalny moment obrotowy 320 Nm, dostępny w przedziale od 1450 do 4200 obr./min. Także tutaj osiągi są imponujące: Audi A4 Limousine - 7,3 sekundy od 0 do 100 km/h i prędkość maksymalna 210 km/h, Audi A4 Avant - 7,5 sekundy i 210 km/h (oba ze skrzynią S tronic). W testach NEDC limuzyna zadowala się 4,8 litra benzyny na 100 km, a Avant - pięcioma litrami (odpowiednio 109 g lub 129 g CO2 na km).

Rewolucyjne spalanie

Dobre wyniki jeśli chodzi o zużycie paliwa są wynikiem wprowadzonej przez Audi nowej strategii przechodzenia od downsizingu do rightsizingu. Pionierska wydajność jednostki 2.0 TFSI jest rezultatem zastosowania innowacyjnej metody spalania. Stosunkowo duża pojemność skokowa nie jest tu wadą, a koniecznym wymogiem. Przy rozsądnej prędkości, użytkownicy nowego Audi A4 i A4 Avant korzystają z ekonomicznych zalet silnika o małej pojemności, a równocześnie nie są narażeni na konfrontację z jego nied skonałościami podczas jazdy sportowej.

Nowy sposób spalania ze skróconą fazą sprężania i długą fazą rozprężania oraz ze zwiększonym ciśnieniem sprężania wymyślono specjalnie po to, by sprawdził się w zakresie częściowych obciążeń silnika, czyli w przeważającym trybie jego pracy. Zawory dolotowe zamykają się o wiele wcześniej niż zwykle, co w połączeniu z podwyższonym ciśnieniem w kolektorze dolotowym, obniża straty wynikające z dławienia podczas zasysania. Dzięki skróceniu fazy sprężania , możliwe było zwiększenie stopnia sprężania z 9,6 do 11,7:1. Tym samym, silnik może sprężyć tylko tyle gazu, co 1.4 TFSI. Natomiast w fazie rozprężania, w której jednostka wykorzystuje całe dwa litry pojemności skokowej, wysoki stopień kompresji przynosi wymierne profity – wyższy poziom ciśnienia podczas spalania dodatkowo zwiększa sprawność silnika.

Aby ładunek powietrza i paliwa, mimo krótkiego czasu kompresji, wymieszał się optymalnie, komory spalania, wgłębienia tłoków, kanały dolotowe oraz turbodoładowanie nowego 2.0 TFSI, dopasowano specjalnie do nowego sposobu spalania. Przy większych obciążeniach, system zmiennych faz rozrządu Audi valvelift otwiera zawory dolotowe później, ładunek jest wtedy większy, a tym samym moc moment obrotowy są wyższe. Ciśnienie wtrysku wynosi 250 barów.


Bestseller w Audi A4: silnik 2.0 TDI

Podobnie jak w przypadku jednostek TFSI, gamę silników TDI otwiera czterocylindrowy motor o pojemności skokowej 1968 cm3 w dwóch wariantach.
W pierwszym z nich ma on moc 110 kW (150 KM) i moment obrotowy 320 Nm osiągany pomiędzy 1500 a 3250 obr./min. Drugi wariant generuje moc 140 kW (190 KM) i moment obrotowy 400 Nm w przedziale od 1750 do 3000 obrotów.

W silniku 2.0 TDI clean diesel zastosowano szereg dopracowanych do najmniejszego szczegółu rozwiązań odrębne obiegi chłodzenia cieczą, dwa wałki wyrównoważające w skrzyni korbowej, czujnik ciśnienia w cylindrach, znacznie zmniejszone tarcie wewnętrzne i system wtrysku Common-Rail, wytwarzający ciśnienie układowe 2000 barów. Wysoko- i niskociśnieniowy układ recyrkulacji spalin oraz złożony proces ich oczyszczania z systemem SCR (SCR: selective catalytic reduction), zapewniają niewielką emisję szkodliwych substancji. Osiągi robią wrażenie już w przypadku wersji o mocy 110 kW: Audi A4 Limousine z siedmiostopniową automatyczną skrzynią biegów S tronic i napędem na przednią oś, od 0 do 100 km/h rozpędza się w 8,7 sekundy, a jego prędkość maksymalna to 219 km/h. W modelu A4 Avant, wartości te wynoszą odpowiednio 9 sekund i 213 km/h. Limuzyna z sześciobiegową skrzynią manualną zużywa 3,8 litra, a Avant – 4 litry paliwa na 100 km (99/104 g CO2 na km).

Mocny napęd: silnik 2.0 TDI / 140 kW (190 KM)

W wersji o mocy 140 kW (190 KM), silnik 2.0 TDI clean diesel jest bardzo wydajną jednostką. Wyposażone w nią nowe Audi A4 Limousine z siedmiostopniową automatyczną skrzynią biegów S tronic i napędem na przednią oś, w cyklu NEDC zużywa 4,1 litra oleju napędowego na 100 km, emitując przy tym 107 g dwutlenku węgla na kilometr. Nowe Audi A4 Avant potrzebuje 4,2 litra (emisja: 109 g).

Ten mocny, czterocylindrowy silnik diesla charakteryzuje się także doskonałymi osiągami: limuzyna od 0 do 100 km/h przyspiesza w 7,7 sekundy, a Avant z przednim napędem i ze skrzynią S tronic – w 7,9 sekundy. Prędkość maksymalna wynosi tu odpowiednio 237 i 231 km/h. Już po rynkowym debiucie nowego Audi A4 i A4 Avant, w ofercie pojawi się kolejna wersja silnika 2.0 TDI, rozwijająca moc 90 kW (120 KM).

Układ przeniesienia napędu

Manualna skrzynia biegów, skrzynia automatyczna S tronic, napęd na przednią oś i stały napęd na cztery koła quattro – w nowym A4 jest wiele różnych rozwiązań przenoszących na koła moc silnika. Dla każdej z jednostek napędowych przewidziano odpowiednio dopasowane rozwiązania techniczne. Manualna sześciobiegowa skrzynia biegów – standard dla wszystkich jednostek TFSI i dla czterocylindrowego TDI, to zupełnie nowa konstrukcja. Jej obudowa w dużej mierze zrobiona jest z ultralekkiego magnezu. Wałek łączący skrzynię z mechanizmem różnicowym przedniej osi, czyli rozwiązanie znane z poprzedniego modelu, został zastąpiony przez walcową przekładnię zębatą, co dało wiele korzyści związanych ze zmniejszonym tarciem i pozyskaniem przestrzeni. Dodatkowo, ażurowe koła zębate, drążone wałki i mniejsze sprzęgło, jeszcze bardziej obniżają ciężar – nowa skrzynia jest lżejsza od poprzedniczki o 16 kg.

Nowa, siedmiostopniowa automatyczna skrzynia biegów S tronic, która zastąpiła bezstopniową skrzynię multitronic, charakteryzuje się wysoką wydajnością. Najważniejszymi udoskonaleniami są tu: jeszcze bardziej zmniejszone tarcie, niski ciężar, efektywne zaopatrywanie w olej oraz tłumik drgań na dwumasowym kole zamachowym, który ma teraz postać odśrodkowego wahadła. Zapewnia to uzyskanie niskich obrotów na jałowym biegu.

Kompaktowe, wielopłytkowe sprzęgła nowej siedmiostopniowej, automatycznej skrzyni biegów S tronic ulokowano osiowo, jedno za drugim, zamiast – jak w poprzednim silniku – promieniście nad sobą, co tłumi drgania skrętne.
Oba sprzęgła wielopłytkowe obsługują dwie niezależne od siebie przekładnie częściowe, zbudowane jak skrzynie biegów. Są one zawsze aktywne, ale tylko jedna z nich jest połączona w danej chwili z silnikiem. Dzięki naprzemiennemu otwieraniu i zamykaniu sprzęgieł, przełączanie biegów trwa zaledwie kilka setnych sekundy i przebiega prawie bez wpływu na moc. W przypadku przekładni współpracujących z napędem quattro, siły są przekazywane z wałka zdawczego do mechanizmu różnicowego przedniej osi za pomocą przekładni walcowej.

Dynamika, przyczepność, bezpieczeństwo jazdy: stały napęd na cztery kołaquattro

Stały napęd na cztery koła quattro jest symbolem Audi. Zapewnia dynamikę, przyczepność, bezpieczeństwo oraz pewne trzymanie się obranego toru jazdy. To czysto mechaniczny układ, działający bez jakichkolwiek opóźnień. Podczas normalnej, spokojnej jazdy, jego samoblokujący międzyosiowy mechanizm różnicowy o konstrukcji przekładni planetarnej, 60 procent momentu kieruje na tylną oś, a 40 procent na oś przednią. W zależności od sytuacji, rozkład może się zmienić, i nawet 70 procent momentu obrotowego może zostać skierowanych na oś przednią lub aż 85 procent na oś tylną.

Ulepszony i aktywny niezależnie od rodzaju drogi po której porusza się nowe Audi A4, selektywny rozkład napędu między kołami, ściśle współpracuje z napędem quattro. Podczas dynamicznego pokonywania zakrętów, system minimalnie przyhamowuje przednie koło toczące się po wewnętrznej stronie zakrętu (w przypadku napędu na przednią oś) lub oba koła toczące się po wewnętrznej stronie zakrętu (w przypadku napędu quattro), zapobiegając w ten sposób poślizgowi. Ingerencja następuje również wtedy, gdy kierowca nie dodaje akurat gazu. Wynikająca z tego różnica sił ciągu sprawia, że nasze Audi wchodzi w zakręt bardzo lekko. Zachowanie pojazdu w zakręcie jest bardziej neutralne, a jego reakcja jeszcze bardziej precyzyjna i stabilna.

Inf/zdjęcia/filmy AUDI

Zasoby powiązane


Reklama