Audi Drive Test Range - Partie 3 : 2.0 TFSI, 2.5 TFSI, 3.0 TFSI

Poursuite de la série pour les unités d'entraînement de la marque

De nos jours, les concepteurs de moteurs à essence modernes recherchent des méthodes de plus en plus diverses pour augmenter leur efficacité. Il est vrai que les moteurs diesel ont également connu ces dernières années un downsizing avec une réduction de la cylindrée, une augmentation de la pression de suralimentation et du système d'injection, et parfois avec l'utilisation d'un système de suralimentation en cascade. Cependant, ils utilisent depuis longtemps le remplissage forcé et, contrairement à leurs homologues à essence, ont déjà sauté l'étape évolutive du passage du remplissage atmosphérique au remplissage forcé. Le principe de fonctionnement des diesels à haute pression dans les cylindres et l'absence de papillon les rendent initialement efficaces. Le downsizing des moteurs à essence prend donc un caractère bien plus extrême avec une réduction du volume et du nombre de cylindres et le passage au remplissage forcé. Cependant, la température élevée des gaz d'échappement par rapport aux moteurs diesel rend toujours inabordable l'utilisation de turbocompresseurs à géométrie variable (à l'exception des groupes BorgWarner pour la Porsche 911 Turbo), le papillon des gaz continue de créer une résistance à l'air et les concepteurs recherchent tous méthodes alternatives possibles pour améliorer leur efficacité. Il y a dix ans, Audi a introduit pour la première fois la combinaison du turbocompresseur et de l'injection directe d'essence avec son TFSI, et maintenant, avec sa nouvelle unité 2.0 TFSI, les ingénieurs de l'entreprise sont revenus au cycle Miller bien connu - uniquement sous une forme plutôt modifiée. Le marketing de l'entreprise appelle la philosophie de création d'un nouveau moteur d'une puissance de 190 ch. et un couple maximal de 320 Nm « rightsizing », au sens de « volume de travail exactement sélectionné ». Cependant, le terme est très différent du message de leurs confrères de Mazda, qui font référence dans ce cas à l'évitement du remplissage forcé.

Au contraire, chez Audi, la turbocompression est un élément essentiel de la stratégie de workflow du nouveau moteur, tout comme le compresseur est un attribut invariable des machines à cycle Miller, dont la plus typique est la Mazda Millenia des années 90. Ce principe de fonctionnement consiste à maintenir la soupape d'admission ouverte longtemps après que le piston a commencé à se déplacer d'un point mort bas vers un point mort haut. Alors que l'air commence ainsi à retourner vers les collecteurs d'admission, le compresseur mécanique, qui crée une contre-pression, veille à sa rétention. À première vue, cela semble inutile, mais en pratique la dynamique de l'écoulement est telle que dans ce cas, il subit moins de résistance que s'il était comprimé dans le cylindre lui-même. D'autre part, le degré de course d'expansion devient plus élevé à un degré normal de compression sans risque de détonation. Autrement dit, le principe de Miller permet d'obtenir un degré de compression et d'expansion différent, plutôt que le même qu'avec le moteur Otto standard. Un effet positif est également la possibilité de travailler avec un papillon des gaz plus ouvert.

L'interprétation par Audi du cycle de Miller

Les designers Audi interprètent ce thème à leur manière. Cependant, contrairement au processus de base, au lieu de maintenir la soupape d'admission ouverte pour réduire le taux de compression, ils la ferment simplement beaucoup plus tôt, avant même que le piston n'atteigne le point mort bas. Au lieu que le temps d'ouverture soit de 190 à 200 degrés de rotation du vilebrequin comme d'habitude, la soupape ne reste ouverte que pendant 140 degrés. Cependant, en pratique, cela produit le même effet de réduction du taux de compression. La compensation du temps d'ouverture réduit se fait en augmentant la pression de suralimentation à l'aide du turbocompresseur. Ainsi, le moteur atteint la consommation d'un moteur downsizing et, à pleine charge, il a les performances dynamiques d'une grosse machine. En fonctionnement à charge partielle, une injection de carburant supplémentaire est effectuée lors de la course ascendante du piston à l'aide du système d'injection directe, qui complète un autre système d'injection dans les collecteurs d'admission. De plus, l'Audi Valvelift System (AVS) pour le calage variable des soupapes permet d'augmenter la phase d'ouverture des soupapes d'admission à 170 degrés à pleine charge. À cela s'ajoutent une gestion intelligente du refroidissement, un collecteur d'échappement intégré à la culasse et une réduction supplémentaire des frottements grâce à l'utilisation d'une huile à faible viscosité (0W-20). Grâce à de nombreuses solutions de haute technologie, le nouveau 2.0 TFSI offre un couple maximal compris entre 1450 4400 et XNUMX XNUMX tr/min et consomme moins de carburant.

3.0 TFSI: mécanique au lieu du turbocompresseur

Les collègues de Porsche ont préféré le remplissage biturbo pour leur moteur V6 de trois litres développant 420 ch. Pour le 3.0 TFSI, Audi utilise une charge de compresseur mécanique (Eaton sixième génération, R1320) avec refroidissement intermédiaire eau / air. Le processus de création du moteur a été extrêmement court, ce qui est peut-être l'une des explications de cette décision, bien qu'Audi affirme que ce concept est préféré en raison d'autres avantages - comme la popularité de ce type de remplissage forcé aux États-Unis. Les spécificités de la solution Audi incluent un compresseur situé derrière le papillon des gaz, ce qui augmente considérablement l'efficacité du remplissage. À charge partielle, une soupape spéciale dans le carter du compresseur renvoie une partie de l'air comprimé à son entrée, réduisant ainsi les pertes et la puissance nécessaire pour le faire tourner. En pratique, jusqu'à certains modes, l'unité fonctionne presque comme un moteur atmosphérique et ce n'est qu'à haute charge que le compresseur commence à fonctionner à sa pleine capacité.

2.5 TFSI: cinq cylindres pour les versions compactes sportives

Cette unité suit de nombreux postulats des autres moteurs de l'entreprise, en tenant compte des spécificités des moteurs cinq cylindres. Le 2.5 TFSI a cependant un champ d'application plus limité et équipe uniquement des modèles tels que les Audi RS 3, TT RS et RS Q3. Dans la version Audi TT RS plus, le moteur d'une cylindrée de 2,48 litres a une puissance de 360 ​​ch. – le même que le nouveau moteur quatre cylindres d'AMG pour la Classe A et ses dérivés. Cependant, le moteur cinq cylindres fournit son couple maximal de 465 Nm beaucoup plus tôt (dans la plage de 1650 5400 à XNUMX XNUMX tr/min) que la machine de ses collègues de Stuttgart.

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Texte: Georgy Kolev

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2020-08-30