Audi Valvelift Sistemli 1.8 TFSI ve 2.8 FSI Motorları17 November 2007

Audi, yıllardır oldukça verimli iç yakımlı motorlar üretmektedir. Bu motorlar sadece Audi’nin öncü olduğu ve ilkini 1989 yılında piyasaya sürdüğü TDI’ya değil, ayrıca ve özellikle spark-ignition motorlara da uygulanıyor. FSI olarak kullanılan kısaltma, direkt yakıt enjeksiyonu anlamına gelmektedir. Bu kısaltmaya eklenen T harfi ise ayrıca bir turbokompresörün de varolduğu anlamına geliyor. Audi’nin TFSI motorları; kompakt, hafif ve oldukça verimli olan 4 silindirli motorlar alanında öncü bir rol oynamakta ve de şimdiki V6 FSI, teknolojik yenilikleri bünyesinde barındıran tam bir paket sayesinde rakipleri arasında en üst sırayı almakta. Turbokompresörlü bir 4 silindir direkt enjeksiyon petrol motoru, doğal bir biçimde aspirated motorlu geleneksel V6 ile kıyaslandığında yüzde 10-15 civarında bir yakıt tasarrufu sağlıyor.

Yakıtın, yanma haznelerine direkt olarak enjekte edildiği FSI teknolojisi, geleneksel emme manifoldu enjeksiyon sistemlerinden üstündür. Sonuç, yüklemeyi arttıran daha yüksek bir karışım yoğunluğu ve aynı zamanda detonasyon eğiliminin azalmasıdır. Bu da verimlilik açısından bakıldığında, öncelikli olan ateşleme ayarına olanak sağlar. Netice, daha iyi bir kompresyondur, bu durum, etkinliği ve de dolayısıyla da verimliliği geliştirir. Bu da FSI motorlarının daha az yakıt sarfiyatı ile daha fazla güç ve dinamizm oluşturmasına olanak sağlar.

Bir turbokompresörle kombine edildiğinde, FSI teknolojisi daha da büyük bir potansiyel sergiler. Bu durum, ilk kez, Le Mans 24 saat yarışlarında zafer kazanan Audi R8 otomobil prototipinde, Haziran 2001’de gösterilmiştir. Bu yılı takip eden diğer yıllarda dünyanın dört bir yanında 80 yarıştan 64 tanesini kazanmıştır. Bu, yarış boyunca direkt enjeksiyon motoruna bir sınır veren daha az yakıt sarfiyatından kaynaklanan ekstra menzil sonucu oluşan bir durumdu.

En üstün ve verimli: yeni V6 FSI – A6 2.8 FSI ve A5 3.2 FSI

Altı ya da sekiz silindirli spark-ignition motorlara ulaşıldığında, Audi hala natural aspirated konseptleri tercih etmekteydi. Yeni Audi A5’te 3.2 FSI, daha uzun stroke ve daha büyükçe bir çap ile en güçlü spark-ignition motor rolünü üstlenmekteydi. Bu motor, A6 ve Audi A8’de bulunan 2.8 litre birimin kardeşi sayılabilir. Sonbahardan itibaren, sınıfının en ekonomik, en gösterişli ve en lüks otomobili olacak. Bir önceki modelle kıyaslandığında, görkemli ve oldukça gelişmiş olan V6, oldukça iyi bir biçimde modifiye edilmiştir. Şu anda yüksek-teknoloji çözümlerinin hepsini kapsayan bir paketi ihtiva etmektedir: FSI yakıt direkt enjeksiyon, yenilikçi valf kontrol sistemi, “Audi valvelift sistemi” ve dahili sürtünmeyi azaltan ve dolayısıyla tekniği arttıran çeşitli ayarlamalar.

Audi ailesinin V motorlarının bir üyesi olarak, 2.8 FSI ve 3.2 FSI 90 derecelik bir silindir açısı, kompakt dimensiyonlar ve 165-171 kilo ağırlığıyla karakterize edilmiştir. Karter, bir alüminyum/silikon alaşımından yapılmıştır. Toplam araç ağırlığı ve dingil ağırlığı yayınımı da bundan faydalanmaktadır.

2006 yılının sonunda Audi A6’da sahneye çıkan yeni 2.8 litrelik motor, 154 kW (210 bhp) güç çıkışı ve motor hız menzilinde, 280 Nm maksimum tork sağlamaktadır. Yeni Audi A5 3.2 FSI 3197 cm3 kapasiteden 195 kW (265 bhp) geliştirmektedir. Toplam 330 Nm olan maksimum tork, 3,000 – 5,000 menzilinde tutarlı olarak elde edilebilir durumdadır. Bu durum Audi A5 3.2 FSI’nin 6.2 saniyede 0’dan 100 km/h hıza çıkmasını sağlar. Bu etkileyici gücün en güzel özelliği oldukça az olan yakıt sarfiyatıdır – 3.2 FSI için 100 km’de sadece 8.7 litre. Manuel vites kutusuna sahip Audi A6 2.8 FSI ise sadece 8.7 litre yakıta ihtiyaç duyar.

Yakıt sarfiyatındaki bu ilerlemenin yaklaşık yarısı Audi valvelift sisteminden kaynaklanır. Yeni valve kontrol teknolojisi yakıtın en az yüzde beşini tasarruf eder. Audi valvelift sistemi ile, valve lift özellikleri, tam yük ile kısmi yük arasında değişir. Bu da kısmi yük menzilinde emme prosesinin bir dethrottling’ini (yeniden sıkıştırılmasını) etkiler. Aynı zamanda, yanma haznesindeki yükleme hareketi, iki giriş subabının farklı valve lift modeli yoluyla özel olarak ayarlanabilir. Yükleme, sadece ortalama bir dereceye kadar değişken valve lift ve kam mili sistemi tarafından kontrol edilir. Yükleme değişimi sırasında motor en düşük enerji miktarını harcar ve böylece de daha ekonomik bir hale gelir.

Bu alandaki geleneksel teknolojiler, kam mili ve valfler arasındaki kompleks ve büyük elementlerle çalışırken, Audi kontrol mekanizmasını direkt olarak camshafts’a yönlendirmiştir – hem oldukça verimli hem de oldukça basit bir çözüm. V6’daki emme kam milleri, şeritlerle birlikte temel bir şafttan yapılmıştır, bunların her biri silindirik mil yatağı kollarıdır. Bu şekilde adlandırılan kam parçaları, küçük ve büyük valve lift için iki farklı cam contours taşır. Şimşek hızına sahip olan elektromekanik işleticilerle hareket ettirilerek, metal pimler dönen kam parçalarının kenarlarındaki spiral oluklar ile çarpışır ve bunları esas şafttan yedi milimetre boyunca hareket ettirir.

Kısmi yükleme menzilinde, küçük kam şekilleri, valf kontrol sisteminin dönen kam takipçilerini harekete geçirir. Burada, valfler sırasıyla 2.0 ve 5.7 milimetre açıktır. Farklı açılış, tanımlanan bir durumla, karışımın helezon şeklinde dönmesine olanak sağlar ve özellikle temiz bir yanma ortaya çıkarır. Tam yükleme menzilinde ise, daha büyük olan şekilleri her iki valfi de 11.0 mm açar. 700 – 4000 rpm hız menzilinde, motorun çalışma durumuna bağlı olarak, konum değiştirme / geçiş prosesi krank milinin iki dönüşüyle tamamlanır. Motor yönetim sistemi, geçişin yumuşak ve fark edilmez olmasını sağlamak için çeşitli tamamlayıcı ayarlar kullanır. Tüm sürücüler, pürüzsüz / düzgün, turbo gibi oluşan bir gücün ve kendiliğinden gelişen tepkinin keyfini çıkarır.

Audi’nin düzenli ve doğru yerleşimi Audi valvelift sistemini 7,200 rpm motor hızına kadar sabit durmasını sağlar. Bu da yüksek güç çıkışına sebep olur. Tasarruf için en büyük potansiyeli yarı yüklemeli mesafelerde daimi orta hızlarda yakalayabilirsiniz. Bunun yanında temiz bir otoyolda 150 km/saat hızda ve 4,000 devirde motor halen kısa valve lift ’te çalışıyordur.

FSI yakıt direkt enjeksiyonunun soğutma etkisi, 3.2 FSI’nın 12.5:1 oranında bir yüksek sıkıştırma oranına ulaşmasını sağlar. Bu da oldukça verimli olan yanma oldukça tatmin edici bir katkı sağlar. Emiş yolları değişkendir – emme manifoldundaki elektronik olarak kontrol edilen bir kapak iki yol arasındaki uzaklığı yüke ve motor hızına göre değiştirir.

Yeni motorlar kam millerini süren sürüş zamanlama zincirleri sayesinde daha iyi bir ilerlemeye ulaşır. Audi’nin V motorları için tipik bir şekilde, bunlar kompakt olarak motorun arka kısmına monte edilmişlerdir. Shaftlardaki ara vitesler ve çark dişlileri şimdi daha da fazla dişe sahiptir – bu da onları daha sessiz yapar ve zincirlerdeki gücün de azalmasını sağlar. Çark dişlilerinin tri-oval, hemen hemen üçgen şeklinde olan tasarımı da benzer bir etkinin oluşmasına olanak sağlar. Yeni geliştirilmiş olan üç Simplex silindir zincirleri pürüzsüz bir sürüş ve maksimum kullanım dayanıklılığı için optimize edilmiştir. Kullanım süresinin tümünde herhangi bir bakım gerekli olmaz.

Yağ pompası da oldukça değiştirilmiştir. Yüzde 30 daha az iletim oranı ile, pompa şu anda hacimsel akış tarafından kontrol edilmektedir ve böylece de talebe cevap veren bir duruma gelmiştir. 4,600 rpm motor hızında, yağ ve yağ basıncı için gerekli olan artan ihtiyacı karşılamak amacıyla düşükten yükseğe doğru olan basınç aşamalarında değişiklik gösterir. Piston başlığının soğutulması için sprey püskürtmeler kesilir. Daha küçük su pompası ve azaltılmış piston halka basıncını da içeren tüm bu ayarlamaların özeti olarak, motordaki sürtünme dolayısıyla kayıplarda gözle görülür bir azalma yaşanır. Bu şekilde adlandırılan sürtünme, 2000 rpm’de etkili bir basınça anlamına gelir. Bu da yüzde beş yakıt tasarrufu sağlar.

Verimli ve kompakt: yeni TFSI motorları

FSI teknolojisi bir turbokompresör tarafından öyle iyi tamamlanmıştır ki, yakıt, yanma haznesinde direkt olarak buharlaşır ve ısıyı emer. Bu da tüm turbokompresörlü motorlardaki eski bir sorunun ortadan kalkmasını sağlar -yani oldukça büyük ısı genişlemesi ve çarpma eğilimi. Bu fenomen, temel compression oranının azaltılmasını gerekli kılar bu da tüm verimlilikte bir düşüş anlamına gelir.

2.0 TFSI 10.3:1 oranında bir sıkıştırmaya sahiptir bu da bazı doğal olarak aspire edilmiş motorlardan daha yüksektir. 2007’nin ilk aylarında Audi A3 ve A3 Sportback’te piyasaya sürülen Yeni 1.8 TFSI için, Audi 9.6:1 oranında bir sıkıştırma oranı seçmiştir. 1.8 TFSI’da Audi mühendisleri, üç yıl önce sundukları konsepti yoğun olarak geliştirdiler. 2005’ten beri, iki litre motor, uluslar arası gazetecilerin jüriliğinde üç kez “Yılın Motoru” olarak takdire değer görüldü. Bu motorun küçük kardeşi diye tanımlayabileceğimiz yeni bir motor, serisinin EA 888 proje tasarımı ile piyasaya sunuldu. Daha yüksek güç yoğunluğunu sistematik olarak izleyen bir proje tasarımı. Yeni motor ailesi, Audi tarafından tüm VW Grubu markalarda, dünyanın dört bir yanında kullanılması amacıyla geliştirildi. Kompakt yerleştirmesi ve turbokompresörü ile, 1.8 litrelik motor, V6 doğal olarak aspire edilmiş bir motorun birkaç yıl önce yaptığı gibi daha fazla verim ve tork geliştirir. Ve ortalama 7. 2 l/100 km yakıt tasarrufu ile daha az yakıta ihtiyaç duyar.

1798 cm3 uzaklıktaki dört silindirli motor 118 kW (160 bhp) bir verim ve 250 Nm yüksek maximum tork geliştirir, bu da 1,500 – 4,200 rpmlik bir geniş menzilde uygundur. Bu, Audi A3’ü güçlü bir şekilde ileri doğru götürür: altı hızlı manuel şanzumana sahip versiyonu ile 220 km/saat hıza ulaşır ve otomobili sabit duruştan 100 km hıza 8.0 saniyede çıkarır.

Karter: Dökme demirden yapılan hafif konstrüksiyon

EA 888 seri motorlar, köklerinden başlayarak tekrardan geliştirildiler. Hemen hemen hepsi 827 serisinde bir önceki motor karter ’inden kalanlardır. Gri dökme demirden yapılmıştır. Bu dökme demir iyi bir ses izolasyonu sağklamakla birlikte 33 kilogramdır – motorun tamamı sadece 135 kg gelmektedir. Karter ’in içinde, iki ters dönen dengeleyici şaft ile ikinci derece bağımsız ve eylemsiz güçle dengelenir. Yeni motorun katı temel yapısı ayrıca uğuldama sesini ve titremelri de izole eder.

Dengeleme shaftlarını süren dişli zincir de bu sessiz sürüş için tasarlanmıştır. Bir diğeri de yağ pompasını hareket ettirir. Hacimsel akış kontrolü ve iki basınç aşamasıyla, 100 km’de 0.2 litre yakıt tasarruf eder. Üçüncü dişli zincir iki kam milini hareket ettirir. Karter üzerindeki emiş, kam millerini 60 dereceye kadar yavaşça ayarlayan yeniden geliştirilmiş olan değişken kam mili sistemi, özellikle kendiliğinden olan bir tepkiye sahiptir. Kompakt ve kapsamlı boyutlar için yardımcı ekipman desteği yağ soğutucusunu, yağ filtresini ve iki yağ basınç makasını tutar – dikey yağ filtresi servis için, zaman ve para tasarrufu için kolayca ulaşılabilir durumdadır. Su pompası, termostat ve ısı sensörü tek bir kısıma yerleştirilmiştir.

1.8 TFSI’da Audi mühendisleri enjeksiyon basıncını genel rail sistemden 150 bara çıkardı. Egzos camshaft, dört bölümlü bir cam yoluyla yeni geliştirilmiş olan yüksek basınçlı pompayı hareket ettirir. Altı delikli enjektörler –bunlar da yenidir- daha verimli bir yanmaya ulaşmak için yakıtı yanma çemberinde düzgün bir şekilde dağıtır. İki aşamalı enjeksiyon soğuk bir başlangıçtan sonra düzenlenmiştir, ilki, emme vuruşu boyunca, ikincisi de sıkıştırma vuruşunda çalışma ısısını hızlı bir şekilde seramik katalitik dönüştürücülere getirir.

Su soğutmalı tip K03 turbokompresör Borg Warner’ın silindirleri yüklemesi ile imal edilmiştir. Türbin kasası bir dirsek ile yüksek alaşımlı gri dökme demirden yapılan tek bir modüle entegre edilmiştir. Optimize edilmiş turbine tekeri daha düşük motor hızında tepki özelliklerini geliştirir. 2000 rpm motor hızında, 1.8 TFSI,250 Nm peak torkunu oluşturmak için sadece 1.2 saniyeye ihtiytaç duyar – bir önceki motor, manifolt enjeksiyonu ile 1.8 litre birim 225 Nm’yi geliştirmek için 1.7 saniyeye ihtiyaç duymaktaydı.

1.8 TFSI emme sistemi içinde, yeni tasarlanmış bir yüklme hareket flapı yüksek bir kalite ve homojen karışım için gerekli olan türbülansı sağlar. Charge hava soğutucusu da yeni bir gelişmedir, oldukça yüksek verimlilik, hafiflik ve kompakt boyutlar gibi özelliklere sahiptir.

1.8 TFSI’nın daha güçlü bir kardeşi -2.0 TFSI- için Audi çoktan daha yeni gelişmeler üzerinde çalışmaya başladı. İki litre motorun Audi valvelift sistemi ile donatılmış olması bekleniyor. Audi’nin daha birkaç ay önce altı silindirli motorda tanıttığı değişken valvelift kontrolü için bu yeni teknoloji performansı ve verimliliği daha da ileriye taşıyacaktır.