Diesel drugiej generacji

Poniedziałek, 12 stycznia 2015 (16:00)
Ten artykuł możesz przeczytać również w wersji mobilnej »

W "Motorze" nr 50 z 1989 roku - prezentacja Audi 100 TDI.

Zdjęcie

Audi 100 TDI (1989) /Motor

Parę miesięcy po cichej premierze zmodyfikowanych silników Diesla produkcji firmy Daimler-Benz, silników z wtryskiem do komory wstępnej, inny zachodnioniemiecki producent - spółka akcyjna Audi - przedstawia swój koncept silnika wysokoprężnego do samochodu osobowego lat dziewięćdziesiątych. Mercedes wierzy wciąż we wtrysk pośredni gdy tymczasem Audi, dotychczas stosujące tak zwaną komorę wirową przechodzi jako jeden z nielicznych do tej pory producentów, na wtrysk bezpośredni. Na taki krok zdecydowały się dotychczas tylko Fiat i brytyjska firma Rover.

Skąd ta wielość poglądów? Wypada przypomnieć pokrótce, jakie są różnice między poszczególnymi systemami wtrysku paliwa do silnika wysokoprężnego. Otóż zarówno w przypadku komory wstępnej jak i komory wirowej, w czasie suwu sprężania część powietrza wtłaczana jest do nich przez tłok. I właśnie do tej ograniczonej przecież pojemności następuje wtrysk pełnej dawki paliwa. Ponieważ ilość powietrza, jako się rzekło, jest ograniczona, tylko część paliwa może ulec spaleniu a powstały płomień wyrzuca zarówno produkty spalania, jak też i ogromną większość nie spalonej dawki paliwa do zasadniczej komory, znajdującej się pomiędzy głowicą a denkiem tłoka. Ten wypływ powietrza, spalin i rozdrobnionych kropelek oleju napędowego jest tak gwałtowny, że wytwarza się silne zawirowanie, bardzo korzystne dla procesu spalania.

Reklama

Zdjęcie

Porównanie zasady wtrysku bezpośredniego stosowanego w Audi 100 (po lewej) i typowego układu wtrysku do komory wirowej. /Motor
Porównanie zasady wtrysku bezpośredniego stosowanego w Audi 100 (po lewej) i typowego układu wtrysku do komory wirowej.
/Motor

Zdjęcie

Pięciocylindrowy silnik Audi ma średnicę cylindra 81 mm i stosunkowo duży skok 95,5 mm. Dzięki turbodoładowaniu i przechładzaniu powietrza uzyskuje on moc 88 kW przy 4250 obr./min. /Audi
Pięciocylindrowy silnik Audi ma średnicę cylindra 81 mm i stosunkowo duży skok 95,5 mm. Dzięki turbodoładowaniu i przechładzaniu powietrza uzyskuje on moc 88 kW przy 4250 obr./min.
/Audi
Używane Audi 100 C2 (1976-1982)

Klasyki Audi w porównaniu do BMW czy Mercedesów są mniej powszechne i tańsze. A wcale nie mają mniej do zaoferowania – przykładem jest model 100 C2. czytaj więcej

Częściowe spalanie paliwa już w komorze wstępnej czy też wirowej powoduje, że wzrost ciśnienia w silniku jest dość łagodny i tym samym silnik ma "miękki" bieg. Niestety, wtrysk pośredni ma również dość istotną wadę - przetłaczanie najpierw powietrza do komory wstępnej, później gazów z tej komory do komory głównej, powoduje straty energii, a w konsekwencji zmniejszenie sprawności cieplnej. W efekcie zużycie paliwa w takim silniku jest większe niż w silniku z wtryskiem bezpośrednim. W tym ostatnim zawirowanie powietrza trzeba zapewnić w inny sposób. Wykonuje się w tym celu odpowiednie elementy kierujące w kanale ssącym i powietrze napływające do cylindra wprawione zostaje w ruch wirowy, kontynuowany w komorze spalania, umieszczonej w denku tłoka. Tu również (do niedawna) cała dawka paliwa wtryskiwana była od razu. Aby więc zapewnić jak najlepsze jej rozdrobnienie, stosowano rozpylacze o kilku otworkach. Audi idzie tą samą drogą - z tym jednak, że wtryskiwacz ma aż dwie sprężyny. Pierwsza z nich, słabsza, otwiera się już przy niższym ciśnieniu i do wnętrza komory wtryskiwana jest dawka, którą określić można jako wstępną. Gdy ciśnienie rośnie dalej, aż do prawie 9000 kPA, otwiera się sprężyna o większej sile i przez pięć maleńkich otworków rozpylacza (każdy o średnicy zaledwie 0,21 mm), wtryskiwana jest pozostała ilość paliwa. W ten sposób Audi łagodzi twardy bieg silnika. Ponieważ nie ma w nim komór wstępnych, powierzchnia ścianek stykających się z gorącymi spalinami jest znacznie mniejsza, niższe też są straty energetyczne. Rezultat? Zużycie paliwa mniejsze o około 20%.

Silnik wysokoprężny o bezpośrednim wtrysku ma i tę wadę, że pracuje bardziej hałaśliwie. Zapobiec temu można tylko w jeden sposób - osłaniając silnik odpowiednimi elementami pochłaniającymi fale głosowe. Kapsuła w Audi 100, w którym po raz pierwszy zastosowano nowy 5-cylindrówy silnik o pojemności 2,5 dm3, jest uszczelniona nawet w tych miejscach, gdzie półosie napędowe wychodzą z przekładni głównej. Jedynie część miski olejowej może stykać się bezpośrednio z opływającym spód samochodu powietrzem, inaczej silnik przegrzewałby się. Wlot powietrza do chłodnicy turbosprężarki ma żaluzję, która otwiera się dopiero przy wyższych prędkościach jazdy.

Silnik wysokoprężny o bezpośrednim pracuje, jak już powiedzieliśmy, dość stanowiono znaleźć sposób i na to; podparto jednostkę napędową na poduszkach hydraulicznych, w których wielkość otworków służących do przepływu oleju jest stopniowo regulowana. Przy prędkości obrotowej silnika poniżej 1600 obr./ /min przekrój otworków jest zwiększony, olej wypełniający poduszkę może, pod wpływem ruchów silnika, przepływać z jednej komory do drugiej z mniejszymi oporami, zawieszenie silnika jest miękkie. Gdy czujnik elektroniczny w układzie sterowania pompy wtryskowej rozpozna zwiększenie obrotów powyżej 1600 obr./min (a więc przejście z biegu jałowego i początków ruszania na właściwą jazdę) poda odpowiedni sygnał do elektromagnetycznych zaworków poduszek i spowoduje zwiększenie w nich sił tłumiących. Poduszki staną się twarde.

Mówiliśmy już, że pompa wtryskowa w nowym silniku sterowana jest elektronicznie. Warto jeszcze podkreślić, iż układ sterujący opiera swe decyzje nie tylko na stopniu naciśnięcia pedału przyspieszenia, prędkości obrotowej silnika, prędkości auta czy ciśnieniu doładowania. Wykorzystuje się również informacje o temperaturze powietrza otaczającego, cieczy chłodzącej a nawet paliwa napływającego do pompy. Do przetwarzania tak bogatego zestawu sygnałów służą dwa mikroprocesory sterujące wielkością dawki wtryskiwanej, początkiem punktu wtrysku, ciśnieniem ładowania a nawet czasem pracy świec żarowych przed uruchomieniem silnika i przez parę chwil (kiedy jest to jeszcze potrzebne) już po jego uruchomieniu. W Audi nie ma więc mechanicznego połączenia pedału gazu z pompą wtryskową, tę rolę przejęła na siebie elektronika.

Zdjęcie

Pokrywa komory silnikowej przylega szczelnie do wykroju komory po to, aby uniemożliwić przedostawanie się odgłosów pracy na zewnątrz. /Motor
Pokrywa komory silnikowej przylega szczelnie do wykroju komory po to, aby uniemożliwić przedostawanie się odgłosów pracy na zewnątrz.
/Motor

Wyniki są, co by nie mówić, imponujące. Diesel Audi spełnia już dziś normy czystości spalin, które obowiązywać będą w Europie dopiero od 1992 roku. Szczególnie istotne jest to, iż udało się ograniczyć zawartość cząstek stałych (sadza) w spalinach, przysparzających ostatnio wielu wrogów wysokoprężnym jednostkom napędowym.

Samochody Audi 100, limuzyna i kombi, ważą około 1350 kg w stanie gotowym do drogi, z pełnym obciążeniem masa ta wzrasta do 1900 kg. Tym niemniej przy stałej prędkości jazdy 90 km/ /h zużycie oleju napędowego wynosi 4,2 (w kombi 4,5) dm3/100 km; odpowiednie wartości dla prędkości 120 km/h to 5,8 oraz 6,3 a w cyklu miejskim zużycie wzrasta do 7,2 dm3/100 km. Przyszłość należy więc bezsprzecznie do silnika z bezpośrednim wtryskiem.

Tomasz Sobiecki

Używane Audi A6 C5 (1997-2004) - OPINIE O SAMOCHODACH

Audi 100 - dwie trzecie oporu - "Motor" z 1982 roku

Artykuł pochodzi z kategorii: "Motor" z przeszłości

Więcej na temat:Audi | Audi 100 | samochody niemieckie

Zobacz również

  • Alfa Romeo 147 kontra Audi A3 (2003) - odmienność w cenie

    W "Motorze" nr 32 z 5 sierpnia 2003 roku - porównanie kompaktów premium o zupełnie odmiennych charakterach. Obdarzona niewątpliwym urokiem, choć nieco chaotyczna Alfa Romeo 147 staje... więcej