O sucesso da tecnologia VTG em Le Mans

Audi se baseia em um conceito de motor altamente eficiente no R18. A interação entre a apenas 3,7-litros V6 TDI unidade com um turbocompressor excepcionalmente projetado único e tecnologia VTG é complexa e intrigante. Ele dá os carros da fábrica Audi oportunidades ótimas para definir suas vistas sobre o próximo sucesso nas 24 Horas de Le Mans (16 de junho / 17, de 2012).

"Na verdade, é uma pena que nunca o público em geral tem a oportunidade de seguir diretamente o progresso tecnológico dos nossos engenheiros", comenta chefe da Audi Motorsport Dr. Wolfgang Ullrich. Se o trabalho realizado por sua equipe é muito eficaz, os funcionários que são responsáveis ​​pelos regulamentos serão regularmente frear o ímpeto dos inventores, a fim de manter os tempos de tornar-se anos muito rápido por ano. A comparação serve para ilustrar o ponto. Quando a Audi venceu as 24 Horas de Le Mans com um motor TDI pela primeira vez em 2006, o Audi R10 TDI conseguiu definir a sua volta mais rápida da corrida em 3m 31.211s. Apesar das restrições significativas impostas pelos regulamentos do nominalmente menos potente Audi R18 TDI em conquistar o décimo marca Le Mans vitória no ano passado fez sua melhor volta em torno do circuito em 3m 25.289s. Quanto mais rápido ela poderia ter sido se as regras não foram alteradas?

"Obviamente, um grande número de fatores afetam esses avanços mensuráveis", enfatiza Dr. Ullrich. "A tecnologia do veículo como um todo, incluindo o chassi, a aerodinâmica e, desempenha um papel assim como o tempo, o condutor ou a situação de corrida. No entanto, os motores TDI de corrida são um exemplo particularmente notável o progresso que foi alcançado." Em 2006, a Audi venceu com um motor V12 que tinha 5,5 litros de deslocamento. Agora, apenas seis cilindros estão operando no Audi R18 mais recente. De acordo com o deslocamento regulamentos foi reduzido para 3,7 litros. Isto significa que, no total, o motor utilizado na geração de corrente do veículo faz fazer com metade dos cilindros, tem 32 por cento de capacidade menos cúbico e na estação 2011 tornou possível para o R18 para melhorar a sua tempo de volta de 2,8 por cento, no entanto.

"Para alcançar esses enormes aumentos da câmara de combustão do motor opera com pressões muito mais elevadas e temperaturas de hoje do que no passado", explica Ulrich Baretzky, Chefe de Desenvolvimento de Motores da Audi Sport. "Isto resultou em consideravelmente mais elevado desempenho das áreas de pistão e os cilindros." Agora, cada cilindro tem para oferecer um desempenho cerca de 60 por cento mais do que ele fez no Audi R10 TDI em 2006.

Os desenvolvedores do motor no Audi Sport teve que se aventurar em um novo terreno para esta finalidade. O conceito de carga do Audi R18 foi um segredo muito bem guardado até agora. Os engenheiros projetaram um sistema de mono central de turbo no V interior do motor ("inside lado quente"), que em combinação com os colectores de escape interior faz uso particularmente eficiente das leis da física. Uma turbina, única e grande aumenta a eficiência global, como as perdas de gap são significativamente reduzidos. Consolidar o fluxo de escape inteiro em uma única turbina leva a um desempenho superior da turbina e de carregamento mais uniforme, dos gases de escape surtos. Nos tubos extremamente curtos do sistema de escape na frente da energia turbo claramente menos térmica é perdida. Isso aumenta o desempenho mais temperatura da turbina de gás de escape, devido ao maior teor de energia do gás de escape e faz com que a capacidade necessária disponível no lado compressor onde cerca de 2000 metros cúbicos de ar por hora deve ser comprimido para a combustão eficiente. O turbocompressor mono, portanto, tem de pôr em prática uma quantidade similar de ar de carga para mais de 375 kW (510 hp), como os dois turbocompressores anteriores da V10 TDI de 404 kW (550 hp).

O design exclusivo deste carregador foi mantido em segredo até agora. Os colectores de escape localizados no interior do motor V6 compacto permitir o fluxo de gás de escape radialmente no carregador de ambos os lados. A carcaça do rotor da turbina tem duas entradas para o fluxo de gás de escape e uma saída axial. O lado compressor é de um desenho muito semelhante. O carregador aspira o ar em direção axial de um influxo central. Após a compressão, o ar sai novamente em dois lados para otimizar o fornecimento de ambos os bancos de cilindros. Arrefece-se para baixo em dois permutadores antes de ser encaminhada para as câmaras de combustão do motor V6.

A turbina de geometria variável (VTG) do turbocompressor deu outra chave para este avanço tecnológico. Isso torna possível para guiar o fluxo de gases de escape de uma maneira que a turbina pode ser continuamente ajustada para variação das condições operacionais, tais como mudanças de carga. "Sem ele, todo o conceito de um motor compacto reduzido com um turbocompressor interior único teria sido inconcebível", diz Ulrich Baretzky. "A resposta de um carregador, único grande sem VTG seria muito baixo. Graças à geometria variável que resolveram esse problema." Enquanto guia de ajuste anel palheta há muito se tornou padrão em veículos de produção da Audi a modificação necessária para lidar com as altas cargas térmicas que ocorrem no automobilismo um desafio especial.

"As temperaturas lá são extremas", diz Ulrich Baretzky. "As temperaturas de até 1.050 graus Celsius na turbina e no VTG só pode ser tratada por ligas de alta temperatura aço resistente." Além disso, corrosão química, também conhecido como o dimensionamento, deve ser evitada. Folga dos rolamentos e folgas também são importantes. "Uma tecnologia que é resistente ao calor e resiste a grande expansão deve, por outro lado, não apresentam qualquer aumento nas folgas, quando as temperaturas são baixas e tem de permanecer móvel em todos os momentos", explica o engenheiro. Estas são exatamente as tecnologias que a Audi desenvolveu juntamente com a sua longa turbo Garrett Honeywell parceiro.

Audi resolveu com sucesso esses desafios, e os drivers continuamente beneficiar destas realizações. Quando, durante um evento deslocando, que dura cerca de 30 milissegundos, sem accionar a embraiagem, a injecção é reduzido existe um risco de perda de pressão de carga. No entanto, graças a sofisticadas estratégias de mudança eletrônicos e um atuador sensível, o sistema VTG Audi oferece a resposta necessária rápido. Até mesmo o Le Mans organizador ACO foi espantado. Quando comissários técnicos da ACO ler os dados do motor que não encontrou qualquer indicação de pressão de carga depois de ter caído durante os eventos de mudança.

No Audi R18, a Audi explorar várias áreas no limite. "Eu o descreveria a solução de um V6 com um turbocompressor único como um dos maiores riscos técnicos que já tomadas no projeto do motor para o projeto esportivo", diz Ulrich Baretzky. "Foi se aproximando cuidadosamente sobre os limites absolutos do que é viável." O lado da produção da casa tentará obter uma maior produção de motores de tamanho reduzido, com menor capacidade cúbica, no futuro também. Isto significa que, como no caso do TDI V6 3,7, as pressões e temperaturas de ignição irá aumentar lá. Isto também se aplica às pressões de injeção que nos motores atuais de produção se elevam a cerca de 2.000 bar, enquanto no Le Mans TDI motores de 2.600 bar já estão sendo superadas de longe. Isto tem uma influência positiva sobre o consumo de combustível, o desempenho ea qualidade dos gases de escape, no entanto, aumenta as cargas térmicas e mecânicas particularmente na câmara de combustão. Audi Sport desenvolveu métodos de cálculo especial para as suas cabeças de cilindro que operam sob cargas máximas que serão disponibilizados para o desenvolvimento técnico AUDI AG para desenvolvimentos futuros veículos de produção. Com relação à redução do tamanho do futuro vai ver paralelos muito mais, onde esporte e benefício volume de produção do outro.

O fato de que o V6 3.7l TDI foi eleito o "Motor Corrida do Ano 2011" por um painel de alto calibre julgar no início do ano é uma bela recompensa para o trabalho com visão de futuro de toda a equipe de engenheiros.


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Fonte: Audi media Info

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