Концепты | Новости | Полезно знать
Этот год – юбилейный для союза Audi с технологией Turbo Direct Injection. Вот уже четверть века дизельные моторы не обходятся без TDI. А сегодняшнее время пополнилось новым витком развития дизельных двигателей, оборудованных газотурбинным турбонаддувом, увеличивающим мощность.
Вплоть же до окончания 80-х гг. силовые агрегаты, использующие тяжелое топливо, связывались с излишней шумностью и неспешностью. Однако и в те времена была заметна их тяговитость и экономичность, пусть даже и оставалась потребность в чем-то. Что удалось в результате приобрести благодаря турбодизелям Audi TDI.
25 лет… Как они сказались на развитии этих движков? Судите сами. Сначала, бесславно трудясь в подкапотном пространстве грузовых машин с такси, они не чувствовали себя уверенно, когда шла речь о престижности. Теперь же они являются завсегдатаями гонок и желанными агрегатами в автомобилях премиум-класса. И, надо отметить их эволюционирование лишь ускоряется, ввиду сокращения нефтяных запасов и возрастающей жесткости требований к токсичным выхлопным газам.
Хроника Turbo Direct Injection начинается с 1989 года, когда во время Франкфуртского автосалона был явлен перед публикой дебютный мотор Ауди 100 2.5 TDI. 5-цилиндровый турбодизель объемом в два с половиной литра делал машину 120-сильной. Сейчас это немного, но тогда! К тому же этот мотор сопровождался прямым впрыском в камеру сгорания. Остальные машины, топливо которых принимала предкамера, лишь диву давались. Еще у этого удивительного образца турбонаддув шел с интеркулером и система впрыска управлялась с помощью электроники. В итоге результат, которому завидовали остальные автокары равнялся 5,7 литров с каждых ста километров.
В 1991-ом появился 1.9 TDI. Его дополнял турбокомпрессор, а геометрия была изменяема – VTG.
Спустя шесть лет внедрили ГРМ. На каждый цилиндр припадало 4 клапана, появились насос-форсунки. На 1999-ый припало внедрение системы питания Сommon Rail, форсунки стали электромеханическими, спустя пять лет появились пьезофорсунки. А этот год ознаменовался появлением турбодизеля с электрокомпрессором.
Копенгагенский Diesel Hause
Чтобы познакомиться в полной мере с поворотным моментом в историческом прошлом Audi, стоит заглянуть в Копенгагенский Diesel Hause, основу которого составляет огромная дизельная электрическая станция, высота которой соизмерима с трехэтажным зданием. Своим возведением мотор обязан компании Burmeister и Wain (B&W), у истоков которой стояли Карл Кристиан Burmeister и Уильям Уэйн. Каждый из восьми цилиндров двигателя, созданного в 1932-ом и работающего и доныне, в диаметре равняется восьмидесяти четырем сантиметрам, поршневый ход достигает полтора метра, а мощность 22 тысячи 400 лошадей! Такому исполину для поддержания работы, надо понимать, и топлива требуется ого-го сколько!
Система топливного впрыска
Существенные изменения в характере моторов наступили именно после того, как начали использовать турбонагнетатели. Что касается последних, они также не остались топтаться на месте и творили свою эволюцию. Например, современным турбокомпрессором на движке 3.0 TDI развивается давление, доходящее до двух баров. Полная же нагрузка предусматривает прокачку тысячи двухсот кубометров воздуха за час! А применение электропривода механизма смены турбинной геометрии дало 200-миллисекундное изменение положения лопаток!
Сommon Rail
В большинстве современных моторов бренда Ауди используется аккумуляторная топливная система с пиковым давлением две тысячи бар. Но инженерная мысль направлена на то, чтобы увеличить эту цифру в скором времени еще на пятьсот бар. Реально ли это? Вполне! Это доказывает хотя бы тот же гоночный R-восемнадцатый концепт e-Тron quattro: турбодизельной V-«шестеркой» с четырехлитровым объемом используется давление впрыска, превышающее цифру в 2 тысячи 800 бар, а это – где-то 136 «лошадок» с каждого литра! Умножаем? 136 х 4 = 544! Нравится?
V-образные моторы Audi наделены самыми современными пьезофорсунками, с соплами воистину миниатюрного диаметра – 0,1 миллиметр. Такое строение помогает как нельзя лучше распылять топливо. С повышением давления, безусловно, увеличивается и точность образования смеси. В результате помимо улучшения мощности и момента силы, имеется и ряд других положительных моментов – работа становится плавней, выбросы чище.
Многоступенчатому впрыску также доверена роль этому способствовать. Если взять новенький Turbo Direct Injection 3.0, форсункой может быть совершено в рамках одного рабочего цикла 9 топливных впрыскиваний. Наделенность предварительным впрыском – это, прежде всего, гарантия плавной работы мотора и при низких оборотах. Пост-впрыскивание же нужно, чтобы очистить сажевый фильтр, провести десульфатацию и обеспечить долгую эксплуатацию катализатора.
Очистка выхлопных газов
При создании системы очищения выхлопов перед автопроизводителями возникла проблема: для выведения нейтрализатора на рабочие 150-градусные температуры, требуется хотя бы две с половиной минуты. Пытаясь решить задачу и сократить процесс прогрева, в выпущенном двигателе TDI 3.0 катализаторам и сажевым фильтрам инженеры отвели место, находящееся в максимальной близости к силовому агрегату, а некоторые агрегаты снабдили катализаторами с электроподогревом.
Селективная каталитическая нейтрализация была врезана, чтобы нейтрализовать оксид азота в «отработавших» газах. SCR стала нужна для впрыскивания раствора AdBlue (мочевина), чтобы по окончании химреакции получить не несущие вреда N2↑ и Н2О.
Новейший V6 TDI Biturbo с элекрическим компрессором
Прототипы Ультра. Сегодня, по истечении этих двадцати пяти лет, наблюдаются новые революционные изменения в турбодизелях марки Ауди – версия Ultra. Ею оснащены многие модели бренда. Она идет в виде целого комплекса технологий, способных довести до невиданного ранее минимума топливный расход и уровень выбрасываемого углекислого газа. Это борьба с лишними килограммами автомобилей, внедрение систем рекуперации энергии при торможении и Stop/Start. Так, лифтбеком А7 Sportback, имеющим сердцем 218-сильный 3-литровый турбодизиль цифры расходования горючего – 4,7 литра со ста километров.
Прототипы A6 и RS5
TDI-двигатели имеют турбонагнетатели. Скорость выхлопов говорит об их эффективности. Задействование электрокомпрессора позволило разорвать данную связь. Дизели стали и эмоциональнее, и спортивнее. Прототипы A6 и RS5 позволяют на себе опробовать инновации бренда, оценить электрический привод компрессора.
326-сильная Audi A-шестерка наделена трехлитровым дизелем Turbo Direct Injection. Кроме него, здесь установлен электромеханический нагнетатель. В итоге 8,3 секунды разгона до 120 километров, 650 Ньютон-метров момента силы да полторы тысячи оборотов в минуту. Первая фаза ускорения наиболее демонстрирует прирост тяги.
385-сильный Audi RS5 идет с парой компрессоров, отвечающий за низкое и высокое давление. Крутящий момент больший на сотню, чем у предыдущего концепта. При помощи электромеханического компрессора оказывается помощь турбокомпрессору во время низких оборотов, когда он не может в полную силу эффективно нагнетать воздух. Всего-то двести пятьдесят миллисекунд нужно, чтобы, нажав на газовую педаль, достичь максимальную скорость вращения. После раскрутки мотора, конечно, дело за обычным турбокомпрессором.
Все кажется настолько понятным, что удивительно, почему только сейчас появились данные образцы Turbo Direct Injection. Неужели нельзя было сэкономить время и чуть раньше явить миру данную технологию?..
