Звернувшись до технології прямого вприскування бензину FSI, Audi почала випускати нове покоління двигунів, які з точки зору економічності означає величезний стрибок вперед. У порівнянні зі звичайними двигунами з уприскуванням бензину у впускний колектор, двигун з прямим уприскуванням має більшу динаміку і потужність, він дає більший крутний момент і зниження витрати палива до 15 відсотків.
Це стало можливим, перш за все, завдяки пошаровому заряду в режимі часткового навантаження. Це означає, що горюча суміш потрібна тільки біля свічки запалювання, а решта камери згоряння заповнена значним надлишком повітря. Завдяки цьому двигун можна дроселювати. Крім того, пряме впорскування зменшує втрати тепла. Це означає, що шари повітря навколо хмари суміші ізолюють її від циліндра та головки блоку циліндрів.
На відміну від двигуна з уприскуванням через впускний колектор, паливо впорскується безпосередньо в камеру згоряння. Інжектор, який живиться паливом одноплунжерним насосом і загальною паливною магістраллю, розташований збоку від головки блоку циліндрів. Клапанний інжектор дозує паливо з точністю до мілісекунд і під тиском до 110 бар.
Принцип прямого впорскування бензину: 1 - паливо, 2 - повітря, 3 - дросель (електронна педаль акселератора). 4 - впускний патрубок, 5 - клапан форсунок, 6 - двигун.
Принципова схема системи Bosch-MED (електронні системи керування двигунами з безпосереднім уприскуванням палива)
Паливо впорскується в режимі пошарового заряду під час такту стиснення. Після цього він приводиться в рух повітрям, що надходить в камеру згоряння. Повітря, у свою чергу, направляється в цілеспрямований рух завдяки рухливій заслінці у впускній трубі, впускному каналі та особливій формі днища поршня.
Після цього досягається необхідний ефект пошарового розподілу палива в заряді: навколо свічки в момент запалювання розташовується хмара палива, яка разом з повітрям утворює горючу суміш і поширюється в обмеженому просторі. Завдяки великому куту розширення струменя паливна хмара майже не стикається з днищем поршня, крім того, після згоряння між запаленою сумішшю і стінкою циліндра розташовується ізолюючий шар повітря. В результаті зменшується тепловіддача через блок циліндрів, а це підвищує ефективність. двигун.
Блок циліндрів і розміри першого представника нового покоління двигунів ідентичні блоку циліндрів і розмірам звичайних дволітрових агрегатів А4 і А6. Цей двигун оснащений системою вприскування палива через загальну паливопровід і одноплунжерним ТНВД. У головці блоку циліндрів розташовано не п'ять, а чотири клапана, що забезпечує вільний простір для клапанної форсунки.
Впускний газопровід змінної довжини складається з двох ступенів, тому передбачає дві довжини тракту: для високих і малих швидкостей. Постійно працюючий регулятор розподільного вала забезпечує правильний контроль часу відкриття клапана. На вихлопній стороні знаходиться один з основних компонентів, необхідних для ефективного зниження токсичності вихлопних газів - система рециркуляції вихлопних газів. Ця система працює ефективніше, ніж попередні системи, вона відводить до 30 відсотків вихлопних газів у камеру згоряння.
Система перекидання
Для реалізації пошарової зарядки необхідно, щоб упорскування, потік повітря всередині циліндра і геометрія камери згоряння були оптимально узгоджені один з одним. Для управління потоком повітря у впускному тракті використовується система Tumble (tumble в перекладі з англійської означає "перекидання, перекидання"). За допомогою спеціальної перегородки вхідний канал розділений на верхню і нижню половини. Всмоктувальні канали розташовані в головці блоку циліндрів, а спеціальні заслінки розташовані збоку від головки, у фланцевому багатофункціональному модулі. Попередньо активована заслінка направляє повітря або тільки через верхню частину, або через весь поперечний переріз.
Для досягнення інтенсивного циліндричного потоку в камері згоряння, в режимі пошарового заряду спеціальна заслінка, а разом з нею один з двох каналів, закрита. У цьому режимі паливо впорскується тільки в останній третині висхідного руху поршня, тобто під час стиснення. Завдяки поєднанню спрямованого повітряного потоку та спеціальної геометрії поршня з чітко окресленою порожниною камери згоряння дрібно розпилене паливо оптимально концентрується навколо свічки запалювання та надійно запалюється.
Система Tumble, перш за все, дозволила досягти поєднання економічного пошарового режиму зарядки та дуже високих значень потужності та крутного моменту. На високих швидкостях двигун FSI працює як звичайний двигун з уприскуванням через впускний колектор, але завдяки більшій ефективності стиснення покращується. Двигун збільшується.
Матеріал републікований з інтернет-сайту AUDIMANUAL