奥迪发动机测试范围 - 第 2 部分：4.0 TFSI

该品牌驱动单元系列的延续

奥迪和宾利的八缸4.0 TFSI是上层阶级小型化的缩影。它取代了 S4,2、S5,2 和 S10 的自然吸气 6 升发动机和 7 升 V8 发动机，功率范围为 420 至 520 马力。高达 605 马力取决于型号。从这些数字来看，奥迪发动机是宝马 4,4 升 N63 双涡轮发动机及其 M 车型 S63 版本的直接竞争对手。与 BMW 一样，两个涡轮增压器放置在气缸组的内侧，与之前的 90 升装置一样，气缸组呈 4,2 度角。通过这种布置，实现了更加紧凑并且缩短了废气的路径。双涡流配置（宝马仅在 S 版本中使用）可以减少不同气缸脉动的相互负面影响，并提取其大部分动能，并通过复杂的组合来实现来自不同行气缸的通道。即使在略高于怠速的模式下，这种工作原理也能在加速时提供可靠的扭矩储备。即使在 1000 rpm 的转速下，4.0 TFSI 的扭矩也已达到 400 Nm。更强大的版本可在 650 至 700 rpm 的转速范围内提供 560 Nm 的最大扭矩（605 和 1750 hp 版本为 5000 Nm），而标准版本的 550 Nm 甚至更早 - 从 1400 至 5250 rpm。发动机缸体由铝合金制成，在低压下均匀铸造铝，在强大的版本中还进行了热处理。为了加强块体的强度，其下部集成了五个球墨铸铁嵌件。与较小的 EA888 装置一样，油泵是可变容量的，在低转速和低负载时，活塞底部冷却喷嘴关闭。发动机冷却的逻辑类似，控制模块实时调节温度，并保持循环直至达到工作温度。当它存在时，液体开始从气缸内部向气缸盖方向移动，如果需要加热，电动泵将水从气缸盖引导到驾驶室。同样，为了几乎完全消除活塞溢流，在发动机冷时每个循环进行几次精细燃油喷射。

关闭部分气缸

部分负荷气缸关闭系统并不是减少燃油消耗的新方法，但是借助奥迪的涡轮增压发动机，该解决方案已经得到了完善。 这种技术的想法是增加所谓的。 工作点-当发动机要求能处理八个气缸中四个气缸的功率时，后者将以更有效的模式工作，并具有更大的节气门。 气缸停用操作的上限在最大扭矩的25％到40％之间（在120 Nm和250 Nm之间），在这种模式下，气缸中的平均有效压力显着增加。 冷却液温度必须至少达到30度，变速箱必须处于三档或更高的档位，并且发动机必须在960至3500 rpm的转速下运行。 如果满足这些条件，系统将关闭每个气缸排的两个气缸的进气门和排气门，从而V8单元将继续作为V4运转。

在新版本的控制下，关闭四个凸轮轴上必要的气门，以控制奥迪气门升程系统的气门相位和行程。 带有用于打开两个阀和通道的凸轮的衬套借助带销的电磁装置移动到侧面，在新版本中，它们还具有用于“零行程”的凸轮。 后者不影响气门挺杆，并且弹簧保持其关闭。 同时，发动机控制系统停止燃油喷射和点火。 但是，在气门关闭之前，燃烧室中充满了新鲜空气-用空气替代废气会降低气缸中的压力以及驱动活塞所需的能量。

一旦驾驶员用力踩下油门踏板，停用的气缸就会重新开始工作。 返回八缸模式以及反向过程非常精确，快速，几乎看不到。 整个过渡过程仅需300毫秒，模式改变会导致效率短期降低，因此实际耗油量的减少会在停用气缸后三秒钟左右开始。

据奥迪称，本特利公司的人也参与了这项技术的开发过程，他们将先进的4.0 TFSI用于新型Continental GT（2012年首次亮相）。 这样的系统对于公司来说并不陌生，可以在6,75升V8装置上使用。

V8发动机不仅以其牵引力和和谐的油门响应而著称，而且以其平稳的运转而闻名-这完全适用于4.0 TFSI。 但是，当V8发动机充当V4发动机时，根据负载和转速，其曲轴和往复运动部件开始产生高水平的扭转振动。 反过来，这会导致特定噪音的出现，并渗入汽车内部。 尽管具有带阀门的智能气流控制系统，但由于排气管尺寸较大，排气系统也会产生难以抑制的特定低音。 为了寻找减少振动和噪音的方法，奥迪的设计师采用了一种不寻常的技术方法，创建了两个独特的系统-消音和减振。

由于在填充期间强烈的涡旋过程和增加的燃烧速率，可以在不考虑涡轮增压的情况下增加压缩比而没有在燃烧过程中引起爆震的风险。 4.0 TFSI的不同功率版本之间也存在一些技术差异，例如使用单回路或双回路进气系统，涡轮增压器的不同运行设置以及为功能更强大的装置配备的附加机油冷却器。 曲轴及其主轴承也存在结构差异，压缩程度，气体分配阶段和喷射器也不同。

主动噪音控制和减震

主动噪声控制（ANC）通过产生“反响”来抵消不需要的噪声。 该原理被称为相消干扰：如果两个相同频率的声波重叠，则它们的振幅可以“排列”，从而相互衰减。 为此，它们的振幅必须相同，但必须彼此异相，即反相。 专家也称此过程为“反向噪声消除”。 奥迪的车型将提供新的180 TFSI单元，并在车顶内衬中集成了四个小型麦克风。 它们每个都记录了相邻区域的全部噪声频谱。 基于这些信号，ANC控制模块会创建一个差分的空间噪声图像，同时曲轴速度传感器会提供有关此参数的信息。 在系统识别出干扰噪声的所有预校准区域中，它有目的地产生经过精确调制的消除声音。 有源噪声控制随时可以进行操作-音频系统是打开还是关闭，以及声音是否被放大，减弱等。 无论汽车配备了什么系统，该系统都可以工作。

衰减振动的方法与想法非常相似。 原则上，奥迪在发动机支架上采用了坚固，运动的设置。 对于4.0 TFSI，工程师已经开发了有源安装支架或垫板，旨在消除带有反作用力的逐步淘汰的电动机振动。 系统中的关键组件是产生振动的电磁设备。 它具有一个永磁体和一个高速线圈，其运动通过柔性膜传递到带有液体的腔室中。 这种流体既吸收了由电动机引起的振动，又吸收了抵消它们的振动。 同时，这些元件不仅限制了非常规工作模式（例如V4）的振动，而且还限制了正常V8模式的振动，并特别注意空转。

（跟随）

文字：Georgy Kolev

2020-08-30