8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999 17
Novi Audi TT-165 kW motora - tekući
Vrhunac Audi turbo benzinskih motora
Novi 165 kW motor za Audi TT-
Trenutna Vrhunac Audi-turbo punjenjem, SI
Motori
Dipl.-Ing. J. Königstedt, Dr.-Ing. H. Endres,
Dr.-Ing. H.-D. Erdmann, Dr.-Ing. N. Južna Kuća
Audi AG, Ingolstadt
Sažetak
Novi 1,8-litarski turbo motor sa 5V "280 Nm plato" u području od 2200
RPM do 5500 o / min i maksimalnom snagom od 165 kW
Top motor novog Audija TT sportskog automobila dar. Fair performanse
Sa 125 KS / litri, ovaj motor postiže određene snage, mnogi "visokog profila"
Sport motori njih prelazi. Osnova za taj razvoj je bio posljednji stadij evolucije
1,8 L-5V-turbo motor s okretnim momentom od 210 Nm i snagu
110 kW, koji se od kraja 1998 u Audi A3 u seriji.
Opisi motora promjene uzrokovane kombinacijom vrlo
visoku toplinsku i mehanička opterećenja s jedne strane i visokim
Audi ljestvice kvalitete na drugoj strani su bile potrebne. Također
motor mjere smatra potrebnim za provedbu
sofisticirane termodinamička razvojni ciljevi su bili potrebni.
Sažetak
Novi 1,8 L - 5V turbo motor, sa svojim "visokim platou između 280 Nm okretnog momenta razini '
2200 i 5500 okr / min i maksimalnu izlaznu snagu od 165 kW oblika highestperformance
motor je nedavno predstavio Audi TT, omogućavajući sportsko-car
performanse. Sa 125 KS po litri, ovaj agregat postiže određene snage
omogućujući mu da nadigrati mnoge "high-end sport-motora. Osnova za ovaj motor
oblici najnovije evolucijski stadij 1,8 L - 5V turbo motor sa 210 Nm okretnog momenta
i izlazna snaga od 110 kW. Od kraja 1998 ovaj motor je bio na raspolaganju
A3 u.
Opisane su unutar baze preinake motora koji su bili potrebni da izdrže
Vrlo visok termičkih i mehaničkih opterećenja i zadovoljiti visoke kvalitete Audi
standarde. Nadalje, mjere koje su potrebne za postizanje zahtjevne
termodinamički razvojni ciljevi su objašnjene.
18 8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999
1. Uvod
Motori s turbinom ne samo u Audi Motorsport tradiciju, ali su
za posljednja dva desetljeća, ne duže od raspon benzinskih motora
neophodna. Ona je započela s pet-cilindrični motor s 2,2 litara i 2 -
Ventil tehnologije bez naknade zraka za hlađenje. Deset godina kasnije, nova
Pet-cilindarski motor sa 4 ventila i punjenje zračnog hlađenja. Sljedeći
Evolucijski fazi Audi turbo motora u 1995 uz uvođenje 1,8-l
Inline četiri-cilindarski sa 5 ventila po cilindru označeni: Audi A3 i A4, ovaj
športske udobnost motor je ocijenjeno na 110 kW i okretni moment
min 210 Nm između 1750 okr / min i 4600 o / min na raspolaganju.
Osim toga, razvoj svezaka novih 1,8 do 5 VT-165 kW bliže
osvijetljeni i ilustrirano.
2 motor koncept
Baza 165 kW varijanta je 110 kW motor u modelu Audi A3 u svojoj
posljednjoj fazi razvoja koja dolazi od sredine-1998 primijeniti. Pregled
tehničke podatke o 165 kW pokazuje slika 1
Istisnina 1781 cm3
Provrt / MU 81/86 mm, 4
Hub-/Bohrung-Verhältnis 1,07
Valve promjer (E / A) 27 / 30 mm
Ventil (E / A) mm 7,67 / 9,30
Timing (na 1mm lift)
EO ° CA n. OT 8
ES ° CA n. 18 UT
AO ° CA BTDC 18
Kao ˝ CA v. UT. 38
8,9 kompresije
98/95 RON goriva
Nazivna snaga kW 165
Na brzinu 1/min 5900
Zakretni moment Nm 280
brzinom 1/min 2200-5500
Posebne izvedbe kW/dm3 92,64
Maksimalna srednja tlak 19,8 bar
Shutdown (soft) 6800 1/min
Motor težinu Kg 142
Slika 1: Tablica tehničkih podataka (PE / MD vrijede za IOB 98)
8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999 19
2,1 Osnovni motor
Neprekidnog rada ima za cilj za 'S' motora na Audi odgovaraju onima bilo koje druge
Motori. Osim toga, high-speed staze su na vrlo visokim
Temperature provedena na većem mjerilu, kako bi čak i na višim
toplinska naprezanja za ove agregata na trajnost
. Osigurati
Zbog visokih termičkih i mehaničkih naprezanja nekoliko
Izmjene osnovnih motora i glave cilindra uveo. In-dubina
Doplate isporučena u okviru 8. Aachen kolokvij o doprinosu gospodina
Dr. Heiduk "CAE za podršku razvoju termičkih i mehaničkih
vrlo je naglasio komponente na 225 KS Audi TT motorom. "
Za tokova snaga u cilindru povećan tlak, izgaranje pritisci od preko
100 presresti bar bolje, rebra su u karteru
ojačani kraftflußoptimiert. Slika 2 ilustrira modifikacije. Radilice i
Šipke su pokazali povećan teret narasla, samo
Veliki kraj ležajevi su promjene na štap strani puckanje. Revidirani
Vibracije ponašanje radilice rezultira u prilagodbi
Spoj od vibracija.
Slika 2: Kraftflußoptimierte rebra strukture u cilindru kućištu
Značajne izmjene, međutim, obavljena su na klip grupe (vidi
Slika 3). Osim mijenjanja klipa zdjelu za spuštanje kompresije
8,9:1 9.5:1 na glavi klipa i osovine su ojačane. Osim toga,
1. Groove iza hrane i teško eloksirani prsten zemljišta raste za 0,5 mm. Kao
Materijal je dokazano visoke temperature stapa se koristi.
20 8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999
Slika 3: Klip-modifikacija
U 5-ventila u glavi cilindra, rezno ulje protok u području
Svijeće vratila povećane topline promjene.
Otvaranje ispušnih ventila na povišen tlak ispušnih plinova natrag kako bi izbjegli određene
Auslaßventilfedern dolaze s povećanim proljeće sile koriste.
Karter ventilacijski sustav je funkcionalna kao kombinirani glavu blok ventilacije
optimizirati i prilagoditi novom pakiranju.
Porez i pribor diskove i mnogim dijelovima baze motora
110 kW osnovni motor će se poduzeti.
2,2 unos
Unos određuje u znatnoj mjeri punim opterećenjem,
performanse potencijal i odgovor naplaćuje
Engine. Pa to je bio visok intercoolerom učinkovitost, dok
minimiziranje sadašnje linije volumene i niske gasa gubitke. U
Tijekom faze dizajna je brzo postalo jasno da je mono-punjenje-hlađenja
Baza motor s maksimalnom protoku zraka brzine od gotovo 700 kg / h pri
maksimalno pojačati pritisak od 2,0 bara i maksimalna
Kompresor izlazne temperature od 140 ° C će biti osvaja. Agent
opsežna istraživanja u zraku i vjetar tunel studije, paket
visoko učinkovit dual-intercoolerom razvijati. Slika 4 prikazuje cijeli
Charge zračni kanali iz zraka na usisnu granu.
8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999 21
Slika 4: pogled 5VT-1.8L 165 kW dvostruko punjenje zraka za hlađenje
Zbog visokih mehaničkih i termičkih naprezanja na
Naknada zračne linije do prve naknade zračni hladnjak, pritisak crijeva
Silikonski u navijanje tehnologiji trčanje.
Usisnu granu se razlikuje od koncepta ne osnovnu verziju.
Zbog koncept dvostrukog punjenja zračnog hlađenja je bio samo
Premještaj prigušnog ventila je potrebno. Luka prevrtati unos i unos i
Auslaßsteuerzeiten mogao biti prebačen iz baze motora.
Za dizajn prednjeg branika za TT studij praktički nepromijenjena
uzeti serija biti u mogućnosti naplatiti prednji branik kanalima zraka su
Projektiran je da ne samo za hlađenje zraka preko dva vanjska otvora branik
ali i na području Wasserkühleranströmung u sredini odbojnika
dva je isporučen prije kućištima kotača montiran hladnjak.
Uklanjanje zraka za hlađenje se vrši kroz proreze u kolo luku. Je podržan
ispuštanje zraka za hlađenje kroz usisni da okretanjem prednjih kotača
je generiran. Slika 5 prikazuje instalaciju situaciju dvije serije
Intercooler i protok zraka.
22 8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999
Slika 5: TT-prednji automobil s Ladeluftkühleranströmung
Slika 6 pokazuje impresivno kvalitetu hlađenja naknade zraka. To pokazuje
Promjena temperature usisanog zraka od Rohluftansaugung do
Throttle. Na liniji cesti u 6. Tranzicija je do 220 km / h
Usisanog zraka u usisnoj cijevi max. 10 ° C iznad temperature okoline! U
maksimalna brzina od 243 km / h, grijanje samo 21 ° C, što
još uvijek intercooler efikasnosti od preko 80%!
η
Slika 6: naplatiti temperature zraka i hladnjakom učinkovitosti u 6. Banda
8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999 23
Osim navedenih pristupa, hladnjak unos dalje
Značajka na apsorpciju šal, koji je odmah nakon
CDP je integriran u cijevima. Snažan pritisak pulsacije, koje
vrlo neugodno izraziti motora akustika su atenuirani ovime na snazi.
Djelotvornost lik u 7 prikazano u sekciji širokopojasni prigušivača je
u frekvencijskom opsegu 1600 - 4000 Hz
Slika 7: presjek apsorpcija prigušivača
2,3 ispušni strane
Ispušni strani je kao baza motor u smjeru suprotnom od požara zid van
uređen. Raspoloživi prostor je od strane
Voda okvir desno i lijevo kroz booster kočnice na lijevoj strani i
Desna ruka pogon varijanta ograničen.
Razvoj je prikazano na slici 8 ispušni sustav / turbopunjača
Paket posebno je kompliciran, jer osim termodinamički
Aspekti tu je sudar performanse i automatski ugradnja
Ispušni sustav, turbopunjača i zajamčena u šupljinama seriji
morao biti.
24 8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999
Slika 8: Opći pogled na strani ispušnih plinova
Mjesto ispušnih strane u "vjetar sjeni" motora u kombinaciji s
ogroman unos energije ispušnih plinova, maseni protok je usmjeren
Hlađenje je potrebno: Za nekoliko NACA mlaznice u kapsuli motora
su uspješno integrirana hladnog zraka odozdo u motoru kupe. Osim toga,
aktivni otvaranja Kühlerlüfterhutze protok zraka između poklopca i
Motor dizajniranim pokrovom povećan i usmjereno prema ispušni sustav. Od
Također je odustala od uobičajenog toplinski štit u ispušni sustav,
Umjesto toga, termički visoko naglasio dijelovima periferije
Sekundarni štita zaštićen.
2.3.1 ispušni sustav
Od prvog lakat u propisanoj formi omiljen
zadovoljiti termodinamičke i mehaničke očekivanja nije mogao, postao
Stahlgußkrümmer razvijena. Kao cast materijal nalazi GGG NiSiCr 3552
Koristite, poznat kao "D5", koji je
posebno visoka čvrstoća prevladati. Uz pomoć
Izmjena plinova izračune i klupa testovi, cijev geometrija
i utvrđenim cijevi čvorišta. Slika 9 prikazuje cijevi u kanalima
plan pogled. Kako koristiti ispušnih puls, cijevi presjeka
kao mali kao mogući trčanje - unutarnji promjer je oko 28 mm. Ideal
4 u 1 kombinaciji neposredno prije turbine ulaz, ispušni sustav može
8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999 25
Paket od 3 cilindra razloga nisu u potpunosti implementiran, to bi moglo
ali također eksperimentalno nema značajan nedostatak ovog kompromis
biti određena.
Da bi se izbjegla prirubnice su, između Abgaskrümmerflansch
Cilindri odvojen i osigurati mjesta za klizna na glavi cilindra
. Dopusti "Besplatno" Krümmerarme su isprepleteni s
Ukrućivanje rebra na izlazu.
Slika 9: lijevanog čelika ispušni sustav
2.3.2 turbopunjača
Ispušni turbopunjača (ATL) očekuje se da će jedan od
Razvojnim prioritetima. To je bio dobar odgovor i vrlo
rano strmim povećanje okretnog momenta s dobrim efikasnosti u
kombinirati nominalni raspon snage.
Svi su turbo benzinski motori za Audi u vrijeme ispušnih plinova turbopunjača
Od 3K-Warner koristi. Osnovni motor koristi vodom hlađeni
ATL serija K03 s kompresorom i GAA 2072 5.8.8 turbine
radijalni odljev. Rano u razvoju, bilo je jasno da su kompresor i
Turbine dimenzije su potrebni samo na temelju K04 serije
će biti zastupljena. Nadalje, to je bio cilj, turbine s aksijalnim
odljeva za korištenje, budući da na znatno višim stopama protoka plina
Održavanje radijalna odljev pojaviti nedostaci. mogao biti ostvaren
aksijalni odljev kroz razvoj Vorrohrknies koji
Ispušni protok plina na oko 120 °, a zatim dvostruko protok deflects u tunel.
Rezultat razvoja je prikazano na slici 10 ATL vrlo kompaktan tip
K04 2275 ECD 5.8.2, turbine stambenih opet kraći za oko 20 mm
mogla biti donesena više nego što je K03 V6 biturbo. Uz pomoć
trodimenzionalni toka proračuna, unutarnje konture
Turbine stambenih jedinica u području dotoka otpada vrata optimiziran tako da
26 8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999
Smanjenje emisije ispušnih nazad tlak prije turbine i do 300 mbar
može biti. Materijal kućišta turbine je sličan
Ispušna grana.
10: ispušni sustav / turbopunjača Udruga
Iz opsežne proračune i klupa testova, interpretaciji
ATL je samo uzoran uvid u proces u kojem kompresor dizajn
biti. U odnosu na kasnije serije kompresora i jedne od ispitivanih
brojne alternative s manjim kompresora. Glavni
Kriterijima za ocjenjivanje su:
• Stacionarni = moment build-up
• = Dinamički moment build-up
• = mjesto linije rada motora na karti kompresor u smislu učinkovitosti
i brzina rotora
Mali stacionarni kompresor pokazao malo jači porast okretnog momenta,
koja je uzrokovala 280 Nm 100 o / min prije nego su bili dostupni u
veća varijanta.
U dinamički moment graditi-gore od malog kompresora, međutim, može, usprkos
manji masa moment inercije nije prednost usjek gore. Zbog
To je zbog veće brzine razini, što manjih kompresora za
Solladedruck potrebno. min na 2500 okretaja u minuti, brzina uvjet je bio 10%, a na 5000
RPM 20% veći nego da od većih kompresora.
Usporedba kompresora karte (slika 11) pokazuje sasvim jasno da
manji kompresor za visoke stope masenog protoka zraka iz 5000 o / min za male
8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999 27
je dimenzioniran. Učinkovitosti u rasponu nazivne snage ispod 60%,
što je vrlo visok tlak ispušnih natrag prije turbine, i vrlo visoke
kompresor izlazne temperature je rezultat. Brzina je razina već
Razina mora toliko visoka da iznos naknade bez opasnosti od
Graničnik brzine neće biti zastupljena. Serije kompresora je u suprotnosti s
ovom području s efikasnosti od preko 75% vodi i
Broj okretaja motora je još mnogo prostora za visinu naknade.
Slika 11: Usporedba kompresora karte
2,4 naknadna obrada
Motor je motor-pumpa sekundarnog zraka (vidi sliku 4), koji
galerija u glavi cilindra, zrak puše u ispušni otvor.
Quattro pogon zahtijeva dvostruko-flow katalizatorom (Sl. 12). Dvije
Metal monolit (300 cpsi) su dugi 150 mm i imaju promjer od
93 mm, kao premaz, platina, paladij, rodij je u mix
01:14:01 omjer; koristi.
28 8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999
12: ispušni sustav s dvostrukim-flow katalizatorom
Vozilo udovoljava ograničenjima za emitiranje, prema EU III-D. Vorrohrkonzept
omogućuje integraciju pre-katalizator za obavljanje znatno oštriji
Emisijskim standardima.
2,5 za upravljanje motorom
Kada je upravljanje ME motor je 7,5 tvrtke Robert Bosch za uporabu.
Ovaj sustav s elektroničkim gasom ima "moment orijentirani
Funkcionalni "strukturu, tj. sve funkcije utjecaj momenta
kombinaciji i koordiniran. To rezultira momenta zahtjev,
dostupan na varijable kontrola gasa, ubrizgavanje vrijeme, paljenje i
Potaknuti (otpad-vrata pozicija) i suzbijanje obrasci mogu se provoditi, slika 13
[Q u e l l o e R b r e t o je sati B]
Slika 13: ME 7 Blok dijagram
8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999 29
Od brojnih funkcija samo su najviše za turbo motor
relevantne kratko spominje:
• = moment je po želji vozača
wirkungsgradoptimalste kombinacija gasa položaja i pojačati pritisak
ostvareni.
• = S dinamičkog opterećenja rada, gas na prvom
stacionarni potrebno otvaranje presjek su također otvorene
ubrzati dizanje u ATL.
• = Od potrebnih kontrola udara intervencija o kvaliteti goriva
zatvoreni. Koristeći nisko-oktanski gorivo je stoga pojačati pritisak
set, najbolji kompromis između okretnog momenta i
Potrošnja goriva je.
3 vozila rezultata
1,3 Vollastverhalten
Vollastdrehmomentverlauf (Sl. 14) i TT pokazuje vrlo rano povećanje
Motor momenta. Od 2200 o / min do 5500 okretaja u minuti je maksimum
Zakretni moment od 280 Nm. Nazivne snage 165 kW već
na 5900 okr / min. Ostvareni specifične snage od 125 KS / litri
predstavlja vrhunac u seriji dar agregata.
Slika 14: snage i okretnog momenta
Što je rezultiralo učinkovit medij pritisak bar je za gotovo 20. U području oko 2200
U / min postigne apsolutni pojačati pritisak od 1,9 bara, slika 15
30 8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999
Slika 15: Prosječni tlak i pojačati pritisak karakteristike
02/03 performanse
Opisani 1.8L-5VT-165 kW jedinica je stvorio da visoke
Okretni moment pri niskim brzinama u kombinaciji s izvanrednim ocijenjeno
i na taj način ima vrlo širok raspon brzina upotrebljiv. Na slici 16,
Vožnja performansi i potrošnje goriva u bazi motor sa 110 kW u Audi A3 quattro
Audi S3 u usporedbi. S3 je isti motor hardver, kao što su
165 kW verziji, preko motora kontrolu, međutim, okretni moment do 270
Nm i snagu do 154 kW ograničen.
Audi TT 165 kW
6 brzina quattro
Audi S3 154 kW
6 brzina quattro
Audi A3 110 kW
5 brzina Quattro
0 - 80 km / h 4,6 sec 4,8 5,4
0 - 100 km / h 6,4 sec 6,8 8,2
60 - 100 km / h
pretposljednji tranzicije
sec 7,7 7,8 8,4
80 - 120 km / h
treća brzina
sec 9,6 9,8 12,3
Max brzina. km / h 243 238 215
NEDC potrošnja l/100km
Grad 12,3 12,2 12,6
Overland 7,3 7,2 6,7
Ukupno 9,2 9,1 8,9
Slika 16: Usporedba performanse 1.8L Turbo varijante
8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999 31
4. Završna riječ
S vrha motor TT je visoke performanse motora je razvijen,
koji usprkos visoke specifične snage mnogo
Praktičnost ima. Zbog jak okretni moment karakterističan je
komutacijski lijeni vožnje dozvola. Potrošnja goriva je unutar normalnih
Kupci koji djeluju na razini koja obično mnogo slabije
motornih vozila zauzeti.
U razvoju AVL List GmbH Agregati sudjelovao.
5 Reference
[1] Brennan, D., Erdmann, H.-D., Griese, W.
Četiri-cilindarski turbo motor s Audi pet ventila tehnologija
MTZ 56, broj 2, 1995
[2] Rudolf, D., Königstedt, J., Brunken, R., Teufel, H. Binder, T.
Četiri-cilindarski turbo motor za Audi A3
MTZ 58, broj 7 / 8, 1997
[3] Eiser, A., Erdmann, H.-D., Grabow, J., L. Mikulić;
Novi Audi V6 biturbo benzinski motor
VDI Izvješća o napretku Reihe12, broj 348, 1998
[4] Heiduk, T., Binder, T. Pelzer,, Schnattinger, H.
CAE za podršku razvoju termičkih i mehaničkih
vrlo je naglasio komponente na 225 KS Audi TT motorom
8. Aachen kolokvij automobila i motora tehnologije 1999
