試駕奧迪發動機系列 - 第 3 部分：2.0 TFSI、2.5 TFSI、3.0 TFSI

該品牌驅動單元系列的延續

如今，現代汽油引擎的設計者正在尋找越來越多樣化的方法來提高其效率。確實，近年來柴油引擎也經歷了小型化，減少排氣量，增加增壓壓力和噴射系統，有時還使用級聯渦輪增壓系統。然而，它們長期以來一直使用強制填充，並且與汽油同行不同，它們已經跳過了從常壓填充轉向強制填充的進化階段。柴油引擎的工作原理是氣缸內高壓並且沒有節流閥，這使得它們最初非常有效率。因此，汽油引擎的小型化呈現出更極端的特徵，即氣缸體積和數量的減少以及強制填充的轉變。然而，與柴油引擎相比，廢氣的高溫仍然使可變幾何渦輪增壓器的使用變得難以承受（保時捷 911 Turbo 的博格華納裝置除外），節氣門繼續產生空氣阻力，設計師正在尋找所有提高效率的可能替代方法。十年前，奧迪首次在TFSI 引擎中引入了渦輪增壓和汽油直噴的結合，而現在，隨著新的2.0 TFSI 引擎的推出，該公司的工程師又回到了著名的米勒循環- 只是以相當修改的形式。該公司的營銷稱其為功率為190馬力的新型引擎的創造理念。最大扭力為 320 Nm，“尺寸調整”，即“精確選擇的工作容積”。然而，這個術語與馬自達同事的資訊有很大不同，他們在這種情況下指的是避免強制填充。

相反——在奧迪，渦輪增壓是新發動機工作過程策略中的一個重要元素，就像壓縮機是米勒循環機器的不變屬性一樣，最典型的代表就是90年代的馬自達Millenia。所討論的操作原理涉及在活塞開始從下止點移動到上止點後很長時間內保持進氣門打開。由於空氣開始返回進氣歧管，產生背壓的機械壓縮機負責保持空氣。乍一看，這似乎毫無意義，但實際上，流動的動力學使得在這種情況下，它所經歷的阻力比在氣缸本身凝結時要小。另一方面，在正常壓縮比下衝程擴展程度變得更大，而沒有爆炸的風險。也就是說，米勒原理允許實現不同程度的壓縮和膨脹，而不是像標準奧托發動機那樣均勻。一個積極的效果還在於可以使用開度更大的節流閥。

奧迪對米勒循環主題的詮釋

奧迪設計師以自己的方式詮釋了這個主題。然而，與基本過程不同的是，他們不是保持進氣門打開以降低壓縮比，而是簡單地提前關閉進氣門 - 在活塞到達下止點之前。閥門的開啟時間與通常曲軸旋轉 190-200 度不同，而是僅保持打開 140 度。然而，實際上，這達到了降低壓縮比的相同效果。透過使用渦輪增壓器增加增壓壓力來補償開啟時間的縮短。從而，此引擎實現了小型化引擎的油耗，滿載時又具有大型主機的動力性能。在部分負載運行中，使用直接噴射系統在活塞的向上沖程上執行額外的燃油噴射，這補充了進氣歧管中的另一個噴射系統。此外，用於可變氣門正時的奧迪氣門升程系統（AVS）可讓進氣門在滿載下的開啟相位增加至170度。除此之外，還有智慧冷卻管理、頭部整合排氣歧管以及透過使用低黏度油 (0W-20) 進一步減少摩擦。由於眾多高科技解決方案，新款 2.0 TFSI 的最大扭力範圍為 1450 至 4400 rpm，且油耗更少。

3.0 TFSI：機械代替渦輪增壓

保時捷的同事更喜歡雙渦輪增壓，用於其 6 馬力的 420 升 V3.0 發動機。對於1320 TFSI，奧迪使用了帶有水/空氣中冷的機械增壓器（伊頓第六代，RXNUMX）。該發動機的製造過程非常短，這也許是這一決定的一個解釋，儘管奧迪聲稱這一概念還因其他優勢而受到青睞，例如這種類型的增壓器在美國的流行。奧迪解決方案的特點包括位於節流閥後面的壓縮機，可顯著提高填充效率。在部分負載時，壓縮機殼體中的特殊閥門將部分壓縮空氣返回其入口，從而減少損失和旋轉所需的功率。實際上，在某些模式下，該裝置幾乎像大氣發動機一樣工作，並且只有在高負載時壓縮機才會滿負荷運轉。

2.5 TFSI：運動緊湊型車型的五缸發動機

該裝置遵循該公司其他發動機的許多假設，並考慮到五缸發動機的具體情況。然而，2.5 TFSI 的應用領域較為有限，僅為 Audi RS 3、TT RS 和 RS Q3 等車型提供動力。在奧迪TT RS plus版本中，排氣量為2,48公升的發動機，功率為360馬力。 – 與 AMG 用於 A-Class 及其衍生車型的新型四缸引擎相同。然而，五缸引擎提供 465 Nm 的最大扭力的時間明顯早於斯圖加特同事的機器（在 1650 至 5400 rpm 的範圍內）。

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文字：Georgy Kolev

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2020-08-30