Essai routier de la gamme de moteurs Audi - Partie 1 : 1.8 TFSI

La gamme d'unités d'entraînement de la marque est l'incarnation de solutions incroyablement high-tech.

Une série sur les voitures les plus intéressantes de l'entreprise

Si nous cherchons un exemple de stratégie économique tournée vers l'avenir qui assure le développement durable de l'entreprise, alors Audi peut être un excellent exemple à cet égard. Dans les années 70, personne n'aurait pu imaginer que l'entreprise d'Ingolstadt serait désormais un concurrent égal à un nom aussi établi que Mercedes-Benz. La réponse aux raisons se trouve en grande partie dans le slogan de la marque "Progress through technologies", qui est à la base du chemin difficile parcouru avec succès vers le segment premium. Un domaine où personne n'a le droit de faire des compromis et n'offre que le meilleur. Ce qu'Audi et seulement une poignée d'autres entreprises peuvent faire leur garantit une demande pour leurs produits et l'atteinte de paramètres similaires, mais aussi une charge énorme, nécessitant un mouvement constant sur le fil d'un rasoir technologique.

En tant que membre du groupe VW, Audi a la possibilité de profiter pleinement des opportunités de développement d'une énorme entreprise. Quels que soient les problèmes rencontrés par VW, avec ses dépenses annuelles de R&D de près de 10 milliards d'euros, le groupe arrive en tête de la liste des 50 entreprises les plus investies dans le domaine, devant des géants tels que Samsung Electronics, Microsoft, Intel et Toyota (où cette valeur s'élève à un peu plus de 7 milliards d'euros). En soi, Audi est proche de BMW dans ces paramètres, avec leur investissement de 4,0 milliards d'euros. Cependant, une partie des fonds investis dans Audi provient indirectement de la trésorerie générale du groupe VW, puisque les développements sont également utilisés par d'autres marques. Parmi les principaux domaines de cette activité figurent les technologies pour la production de structures légères, l'électronique, les transmissions et, bien sûr, les entraînements. Et maintenant, nous arrivons à l'essence de ce matériau, qui fait partie de notre série, représentant des solutions modernes dans le domaine des moteurs à combustion interne. Cependant, en tant que division d'élite de VW, Audi développe également une gamme spécifique de groupes motopropulseurs conçus principalement ou exclusivement pour les véhicules Audi, et nous vous en parlerons ici.

1.8 TFSI: un modèle de haute technologie à tous égards

L'histoire d'Audi des moteurs TFSI à quatre cylindres en ligne remonte à la mi-2004, lorsque le premier turbocompresseur à essence à injection directe EA113 au monde a été lancé sous le nom de 2.0 TFSI. Deux ans plus tard, une version plus puissante de l'Audi S3 est apparue. Le développement du concept modulaire EA888 avec un entraînement d'arbre à cames avec une chaîne a pratiquement commencé en 2003, peu de temps avant l'introduction de l'EA113 avec une courroie de distribution.

Cependant, l'EA888 a été construit à partir de zéro en tant que moteur mondial pour le groupe VW. La première génération a été introduite en 2007 (en tant que 1.8 TFSI et 2.0 TFSI); avec l'introduction du système de calage variable des soupapes Audi Valvelift et un certain nombre de mesures pour réduire les frottements internes, la deuxième génération a été notée en 2009, et la troisième génération (2011 TFSI et 1.8 TFSI) a suivi fin 2.0. Les séries EA113 et EA888 à quatre cylindres ont remporté un succès incroyable pour Audi, remportant un total de dix prix prestigieux du moteur international de l'année et 10 meilleurs moteurs. La tâche des ingénieurs est de créer un moteur modulaire d'une cylindrée de 1,8 et 2,0 litres, adapté à une installation transversale et longitudinale, avec des frottements internes et des émissions considérablement réduits, répondant aux nouvelles exigences, notamment Euro 6, avec des performances améliorées. endurance et poids réduit. Basé sur l'EA888 Generation 3, l'EA888 Generation 3B a été créé et introduit l'année dernière, fonctionnant sur un principe similaire au principe de Miller. Nous en reparlerons plus tard.

Tout cela semble bien, mais comme nous le verrons, il faut beaucoup de travail de développement pour y parvenir. Grâce à l'augmentation du couple de 250 à 320 Nm par rapport à son prédécesseur de 1,8 litre, les concepteurs peuvent désormais passer des rapports de vitesse à des rapports plus longs, ce qui réduit également la consommation de carburant. Une énorme contribution à ce dernier est une solution technologique importante, qui a ensuite été utilisée par un certain nombre d'autres entreprises. Ce sont des tuyaux d'échappement intégrés à la tête, qui permettent d'atteindre rapidement la température de fonctionnement et de refroidir les gaz sous forte charge et d'éviter d'avoir à enrichir le mélange. Une telle solution est extrêmement rationnelle, mais aussi très difficile à mettre en oeuvre, compte tenu de l'énorme différence de température entre les liquides de part et d'autre des tubes collecteurs. Cependant, les avantages incluent également la possibilité d'une conception plus compacte, qui, en plus de réduire le poids, garantit un chemin de gaz plus court et plus optimal vers la turbine et un module plus compact pour le remplissage forcé et le refroidissement de l'air comprimé. Théoriquement, cela semble aussi original, mais la mise en œuvre pratique est un véritable défi pour les professionnels du casting. Pour couler une culasse complexe, ils créent un procédé spécial utilisant jusqu'à 12 cœurs métallurgiques.

Contrôle flexible du refroidissement

Un autre facteur important de réduction de la consommation de carburant est associé au processus permettant d'atteindre la température de fonctionnement du liquide de refroidissement. Le système de contrôle intelligent de ce dernier lui permet d'arrêter complètement sa circulation jusqu'à ce qu'il atteigne la température de fonctionnement, et lorsque cela se produit, la température est constamment surveillée en fonction de la charge du moteur. Concevoir une zone où le liquide de refroidissement inonde les tuyaux d'échappement, où il y a un gradient de température important, était un énorme défi. Pour cela, un modèle informatique analytique complexe a été développé, incluant la composition totale du gaz / aluminium / liquide de refroidissement. En raison de la spécificité d'un fort chauffage local du liquide dans cette zone et du besoin général d'un contrôle optimal de la température, un module de commande de rotor en polymère est utilisé, qui remplace le thermostat traditionnel. Ainsi, lors de l'étape de chauffage, la circulation du liquide de refroidissement est complètement bloquée.

Toutes les vannes externes sont fermées et l'eau dans la chemise gèle. Même si la cabine doit être chauffée par temps froid, la circulation n'est pas activée, mais un circuit spécial avec une pompe électrique supplémentaire est utilisé, dans lequel le flux circule autour des collecteurs d'échappement. Cette solution vous permet de fournir une température confortable dans la cabine beaucoup plus rapidement, tout en conservant la possibilité de réchauffer rapidement le moteur. Lorsque la soupape correspondante est ouverte, une circulation intensive de fluide dans le moteur commence - c'est à quelle vitesse la température de fonctionnement de l'huile est atteinte, après quoi la soupape de son refroidisseur s'ouvre. La température du liquide de refroidissement est surveillée en temps réel en fonction de la charge et de la vitesse, allant de 85 à 107 degrés (maximale à faible vitesse et charge) au nom d'un équilibre entre réduction des frottements et prévention des cliquetis. Et ce n'est pas tout - même lorsque le moteur est éteint, une pompe électrique spéciale continue de faire circuler le liquide de refroidissement à travers la chemise sensible à l'ébullition dans la tête et le turbocompresseur pour en évacuer rapidement la chaleur. Ce dernier n'affecte pas les hauts de chemises afin d'éviter leur hypothermie rapide.

Deux buses par cylindre

Spécialement pour ce moteur, afin d'atteindre le niveau d'émission Euro 6, Audi introduit pour la première fois un système d'injection à deux buses par cylindre - une pour l'injection directe et l'autre pour le collecteur d'admission. La possibilité de contrôler l'injection de manière flexible à tout moment se traduit par un meilleur mélange du carburant et de l'air et réduit les émissions de particules. La pression dans la section d'injection directe a été augmentée de 150 à 200 bar. Lorsque ce dernier ne fonctionne pas, le carburant est également mis en circulation par des connexions de dérivation à travers des injecteurs dans les collecteurs d'admission pour refroidir la pompe haute pression.

Au démarrage du moteur, le mélange est repris par le système d'injection directe, et une double injection est réalisée pour assurer un chauffage rapide du catalyseur. Cette stratégie permet un meilleur mélange à basse température sans inonder les pièces métalliques froides du moteur. Il en va de même pour les charges lourdes pour éviter la détonation. Grâce au système de refroidissement du collecteur d'échappement et à sa conception compacte, il est possible d'utiliser un turbocompresseur mono-jet (RHF4 de IHI) avec une sonde lambda devant lui et un boîtier en matériaux moins chers.

Il en résulte un couple maximal de 320 Nm à 1400 tr / min. La distribution de puissance avec un maximum de 160 ch est encore plus intéressante. est disponible à 3800 tr / min (!) et reste à ce niveau jusqu'à 6200 tr / min avec un potentiel important d'augmentation supplémentaire (installant ainsi différentes versions du 2.0 TFSI, ce qui augmente le niveau de couple dans les plages élevées). Ainsi, l'augmentation de puissance par rapport à son prédécesseur (de 12%) s'accompagne d'une diminution de la consommation de carburant (de 22%).

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Texte: Georgy Kolev