2.5 TFSI GEN II les évolutions en détail

[laurent_d]

Salut,

 

Ci-dessoius la traduction via Google Traduction, d'un article très interessant sur les évolutions du 2.5 TFSi GEN 2 (TTRS 8S) par rapport au Gen 1 (TTRS 8J)

 

(Désolé j'ai pas eu le courage de relire et corriger, donc c'est parfois mal traduit)

 

 

 

 

introduction 

L'histoire des moteurs à essence à cinq cylindres d'Audi commence en 1976. L'Audi 100 (Type C2) lancée cette année a été la première à utiliser un moteur de 2,3 litres à aspiration naturelle dans les versions à puissance de 85 kW et 100 kW. Ce moteur incarne également le pas entre Audi et la classe de luxe. Pendant le reste de son cycle de vie, des dérivés supplémentaires ont été développés, qui ont été combinés pour la première fois avec la turbocompression. À partir de la puissance de 147 kW du moteur turbo I5 du légendaire quattro d'origine, 1980 était à la fin du cycle de vie du moteur puissant de 232 kW de la RS2 Avant, le couronnement. Ces développements ont été accompagnés de nombreuses victoires lors des rallyes de la Coupe du monde. Le point culminant a été la victoire de l'Audi Sport quattro S1 de 440 kW / 590 Newton au Pikes Peak International Hill Climb en 1987. La puissance maximale absolue atteignant 530 kW / 720 Nm a été atteinte en 1989 par les moteurs des séries Après une pause de près de 20 ans, un nouveau turbo à cinq cylindres a été présenté dans un véhicule de production Audi qui a lancé la TT RS au printemps 2009. La nouvelle génération d’I5 combinait le groupe motopropulseur de base du Processus de combustion Audi TFSI et la dernière technologie de turbocompression de son époque. Cette première génération a repris le succès des moteurs I5 immédiatement. Avec son son incomparable, l’appareil a été nommé moteur de l’année international sept fois de suite. Il est actuellement en vedette dans la RS 3 Sportback et RS Q3. Maintenant, le moteur est utilisé comme base pour une révision fondamentale du groupe motopropulseur. 


1. Objectifs de développement 

Le développement a les objectifs suivants:

• Amélioration significative de la performance: 
  Malgré ses caractéristiques déjà remarquables pour une voiture de la catégorie compacte, une nouvelle performance de pointe en termes de performances maximales et d'élasticité est recherchée.
• Réduction de poids significative: 
  Dans le groupe moteur-réducteur situé devant l'essieu avant, le poids moteur absolu joue un rôle crucial dans la réalisation d'une dynamique latérale élevée. La construction légère et cohérente dans cette zone garantit de nouvelles améliorations des temps au tour sur le circuit.
• Moins de consommation d'espace 
  L'objectif principal est d'intégrer l'unité dans la plate-forme croisée modulaire (connue sous le nom interne "MQB") sans avoir à apporter de modifications significatives à la structure frontale. À la fin du processus de développement, l'espace réduit du prédécesseur est encore réduit.
• Réduction des émissions de CO2: 
  La consommation de carburant et la puissance élevée du moteur ne sont pas nécessairement incompatibles. Une série de mesures de réduction du frottement, une technologie de pointe en matière d'injection et de charge et l'utilisation du système Audi valvelift (AVS) à deux étages du côté échappement assurent une réduction significative de la consommation de carburant par rapport au modèle précédent.

• Conformité à toutes les futures normes d'émission: 
  Le moteur est conçu pour une utilisation dans le monde entier et est donc conforme aux futures normes d’émission EU6, C6 et ULEV.

 

 

 

Fig. 1: Aperçu du nouveau moteur I5 TFSI (positionnement de la plate-forme croisée modulaire) 



2. Propriétés du moteur / Faits saillants techniques 

Pour la deuxième génération du moteur I5 TFSI, la configuration du groupe motopropulseur éprouvée du modèle précédent a été adoptée, ce qui offre également des améliorations supplémentaires en termes de frottement interne. Malgré l'augmentation significative de la puissance maximale à 294 kW, les diamètres des paliers principaux ont été réduits, les paliers d'arbre à cames et la transmission par chaîne ont été améliorés et le circuit d'huile sous pression, y compris la pompe à huile de contrôle, optimisé. 

Le poids du nouveau moteur I5 TFSI est réduit par l'utilisation généralisée de matériaux légers. Les principaux types sont le bloc moteur en aluminium, un plateau supérieur en magnésium, un amortisseur visco-vibration en aluminium, un vilebrequin optimisé en poids et l'utilisation généralisée de boulons en aluminium. 

Pour améliorer les caractéristiques de couple, un nouveau turbocompresseur et le système éprouvé Audi valvelift (AVS) ont été repensés. Grâce au couple élevé de 480 Nm à 1700 tr / min, les performances sont excellentes et la consommation de carburant particulièrement faible. 

Pour le contrôle intelligent des flux de chaleur du moteur (gestion thermique), une pompe à liquide de refroidissement commutable est développée. Cela permet un arrêt complet de l'entrée du liquide de refroidissement dans la phase de réchauffement. 

Le système d'injection familier FSI / MPI d'Audi sera adapté à la future norme sur les émissions de l'UE 6. La possibilité de choisir librement le mode d'injection permet de réduire considérablement les émissions de particules sur de larges plages de cartes et de réduire la consommation. De plus, il est possible de fournir des flux de carburant plus élevés dans toute la plage de charge par un processus d'injection combiné, sans avoir à augmenter la largeur d'ouverture des injecteurs à haute pression. 

Le tableau 1 contient les principales dimensions et autres caractéristiques du moteur. L'unité précédente basée sur le TT RS est présentée à titre de comparaison. 



 

Tab. 1: Principales dimensions et caractéristiques du moteur I5 TFSI par rapport à son prédécesseur 

Un critère essentiel pour un moteur à cinq cylindres monté transversalement est sa longueur de passage absolue. 
 

Fig. 2: Longueur totale du moteur I5 TFSI 


La longueur de passage peut être réduite de 2,5 mm par rapport à l'unité précédente. Ceci est réalisé en convertissant l'entraînement par courroie Poly-V d'une conception à deux voies en une conception à une voie et en réduisant davantage l'encombrement de la transmission par chaîne arrière. Avec une longueur absolue de seulement 493 mm, le moteur I5 TFSI actuel est équivalent aux moteurs I4 classiques. 


3. Groupe motopropulseur de base 

Outre le concept de puissance de pointe maximale, le développement du moteur de base se concentre sur une réduction significative de la masse du moteur tout en réduisant les pertes par frottement. Globalement, le poids du moteur selon DIN GZ par rapport à son prédécesseur de 29 kg peut être réduit à 157 kg. 


3.1 bloc moteur 

La principale zone de réduction de poids se situe dans le bloc moteur. Le changement de matériau de la fonte à graphite vermiculaire à l’aluminium se traduit par un gain de poids total de 
18,8 kg. Comme dans le prédécesseur, le composant est conçu comme une solution de pointe. Le bloc moteur est fabriqué par moulage par gravité en utilisant la technique Rotacast. Après le remplissage en aluminium liquide, la totalité de la pièce est tournée de 180 °. Il en résulte une structure uniformément répartie, ce qui garantit une résistance optimale dans la zone du palier et du pont supérieur. L'alliage utilisé est l'aluminium AlSi7Mg0,3. Le bloc moteur de l'I5 TFSI est le premier moteur au monde à être fabriqué avec cette technologie. Pour améliorer encore la résistance, les chapeaux de palier principal à double boulons GJS700 sont texturés au laser et munis d'un boulon transversal supplémentaire. Comme mesure supplémentaire de réduction de poids, une intégration fonctionnelle élevée est réalisée avec l'intégration de la spirale de pompe à eau et du module de pompe à carburant haute pression. Un autre point fort technique est le revêtement de l'alésage du cylindre avec le procédé APS (Atmospheric Plasma Spray).L'utilisation d'un revêtement gris en fonte a été exclue en raison du diamètre d'alésage de 82,5 mm associé à un espacement des cylindres de 88 mm, laissant une largeur de bande de seulement 5,5 mm. Le revêtement APS est produit en interne en appliquant une poudre de pulvérisation à grain fin. Avant utilisation, l'alésage du cylindre est rendu rugueux mécaniquement avec un profil de dent pour améliorer l'adhérence du revêtement. En combinaison avec un procédé de rodage spécialement optimisé, de petites poches de lubrification sont créées dans l'alésage, ce qui garantit un glissement à faible frottement et une faible usure des segments de piston. D'autres avantages de cette solution sont l'amélioration de la dissipation de chaleur par rapport à la fonte grise, l'amélioration de la résistance à la combustion et l'amélioration de la résistance à la corrosion lors de l'utilisation de combustibles de qualité inférieure sur divers marchés mondiaux. Grâce à la largeur de bande restante, un trou de refroidissement de rail supplémentaire peut être installé. Les détails de cette conception de bloc moteur innovante sont illustrés à la figure 3. 

 

Fig. 3: Bloc moteur du moteur I5 TFSI 

3.2 Bac à huile 

Le couvercle du bac à huile est un autre composant soumis à la réduction du poids. Le changement de matériau de l’aluminium au magnésium se traduit par un gain de poids total de 
1,9 kg. Le composant est fabriqué dans l'alliage MGALRE-2 par la fonderie interne d'Audi. L'accent est mis ici sur la rigidité maximale de la connexion au bloc moteur grâce à des raccords à vis supplémentaires sur les chapeaux de palier. Dans le même temps, la gestion du débit d'huile est optimisée pour les performances de course sans utilisation de lubrification à carter sec. Les lignes d'alimentation en air comprimé sont délibérément omises pour éviter les fuites éventuelles dues à la porosité. Le matériau du fond du carter est en acier et en aluminium. Cela se traduit par un gain de poids supplémentaire de 1,0 kg. L'ensemble de carter d'huile plus léger est représenté sur la Fig. 

 

 

       






Fig. 4: Bac à huile en haut et en bas du moteur I5 TFSI 


3.3 Entraînement de la manivelle et assemblage du piston 

L'entraînement à manivelle est soumis à des exigences de résistance extrêmes afin d'atteindre le niveau de performance élevé. Néanmoins, le diamètre du palier principal du vilebrequin a été réduit de 58 mm à 52 mm afin de réduire le frottement. En outre, des trous et un alésage longitudinal sont introduits dans les flancs. Le vilebrequin forgé et trempé en matériau 42CrMoS4 était plus léger de 1,5 kg. 

Le piston utilise une technologie de pointe pour résister à la charge. Pour un moteur à essence Audi, les pistons des canaux de refroidissement sont utilisés pour la première fois.Cela permet de réduire la température maximale de la couronne du piston jusqu'à 30K.

 

 

 

 

 

 

                                                                              





Fig. 5: Comparaison de la température de l'ampoule 


Pour utiliser de manière optimale la fonction du piston du canal de refroidissement, des buses de refroidissement à piston dirigé sont utilisées. L'utilisation d'une solution de revêtement dans le petit œillet de bielle a été exclue en raison de sa sensibilité à l'usure et à la déformation. Au lieu de cela, un nouveau revêtement en MoN de l'axe de piston est mis en œuvre en tant que première mondiale à cet endroit. Cela garantit une résistance maximale combinée à des caractéristiques d'usure optimales dans l'oeil de bielle Linerless. 

L'amortisseur de vibrations est fabriqué en aluminium comme mesure de réduction de poids supplémentaire. Le composant est fabriqué par moulage; L'amortissement est assuré par un anneau en acier huilé visqueux. Dans l'ensemble, un gain de poids de 0,7 kg est obtenu, le faible poids sur l'avant du vilebrequin offrant un effet positif supplémentaire sur la résistance du vilebrequin. La figure 6 montre l'assemblage du vilebrequin et du piston du I5 TFSI. 
 

Figure 6: Assemblage du vilebrequin et du piston du moteur I5 TFSI 


3.4 Entraînement par chaîne 

Le variateur de vitesse côté transmission est conçu en deux étapes et fonctionne avec deux types de chaînes différents. La pompe à huile réduite est intégrée à l'entraînement primaire. Pour réduire la friction, la pompe à volume contrôlé est conçue comme une pompe à palettes. Les deux arbres à cames avec dispositifs de réglage hydrauliques sont entraînés par un engrenage intermédiaire. Les deux entraînements sont équipés de tendeurs de chaîne à amortissement hydraulique. L'engrenage intermédiaire entraîne la pompe à vide mécanique et, pour la première fois, la pompe à carburant haute pression. 

 

 

 

Fig. 7: Disposition de la chaîne de transmission du moteur I5 TFSI 

Le mouvement de la pompe à carburant dans l'entraînement de la chaîne présente des avantages significatifs dans l'emballage avec des conduites de carburant plus courtes que si elles se trouvent sur la culasse. La connexion directe de la pompe au bloc-moteur assure une grande rigidité tout en préparant les futures augmentations de pression de carburant. La chaîne dans le moteur d'entraînement est une chaîne dentée de 8 mm. Avec cette chaîne, la longueur de montage peut être raccourcie avec la même résistance que l'unité précédente. L'entraînement secondaire utilise une chaîne à rouleaux de 8 mm. Conformément à la nouvelle disposition, toutes les traductions et tous les rayons de courbure des rails de serrage ont été repensés pour optimiser la friction. 
 

Fig. 8: Comparaison de la dynamique de la transmission par chaîne 

3.5 Culasse avec système Audi valvelift (AVS) 

Pour la I5 TFSI, la deuxième génération de la culasse est fondamentalement révisée. Pour sceller la chambre de combustion, qui résiste à la charge de pression maximale, un boulon de culasse haute résistance de classe de résistance 14.9 est utilisé avec un joint de culasse à cinq couches. Les débits élevés de gaz d'échappement ont rendu nécessaire l'intégration du joint de tige de soupape dans le porte-ressort de soupape. 

La principale modification de conception concerne le concept du palier d'arbre à cames. Ils sont entièrement intégrés dans le couvre-culasse pour la première fois. Cela aide non seulement à l'installation, mais permet également une assise absolument sans tension et donc une réduction de la friction. 


Pour la première fois, la nouvelle I5 TFSI est équipée du système Audi valvelift (AVS) à deux étages du côté échappement. Contrairement aux applications AVS précédentes sur les moteurs essence en ligne Audi, l'arbre principal est monté dans les paliers d'arbre à cames. Le roulement des arbres à cames entre les cylindres assure une structure de système compacte. Les segments de came sont centrés sur les épaulements diamétraux du sol de l'arbre de transmission. Le système AVS à deux étages permet de basculer entre les temps d'ouverture des vannes de 200 ° CA pour les basses et moyennes charges modérées et 270 ° CA pour une réponse rapide et des performances à pleine charge élevées. Des actionneurs à double vérin sont utilisés, les boîtiers de vérins étant fixés au couvercle de la culasse par une double vis. En association avec une connexion profonde et rigide du boîtier de contact de prise, cela réduit les vibrations dans la zone de contact. 

 

 

Fig. 9: Culasse avec AVS 


Le mouvement de la pompe à carburant dans l'entraînement de la chaîne réduit considérablement l'excitation de l'angle d'oscillation dans l'arbre à cames sur la culasse et améliore ainsi le contrôle de l'arbre à cames. 

Fig. 10: Couples alternés d'arbre à cames avec / sans pompe à carburant haute pression 

3.6 Frottement du moteur 

Les mesures suivantes sont mises en œuvre pour réduire la perte de charge: 

Diamètre du palier principal réduit de 58 à 52 mm 
Palier d'arbre à cames pré-assemblé 
Jeu de piston optimisé et segments de piston 
Entraînement par courroie à une voie 
Gestion thermique avec pompe à eau commutable et capteur de température du composant dans la culasse 

La combinaison de toutes les mesures de réduction du frottement sur le moteur de base se traduit par une pression de friction moyenne absolue de 0,54 bar à 2000 tr / min.Converti en CO2, une économie de 2,5 g de CO2 / km est réalisée (Figure 11). 
 

Fig. 11: Comparaison de la pression de friction moyenne avec le moteur précédent 




4 pièces supplémentaires 

4.1 côté air frais 

La conception du système d'admission était principalement axée sur le haut rendement et le rendement. Avec des débits d'air maximum de 1200 kg / h, les sections maximales possibles dans l'espace d'installation ont été utilisées et le débit d'air le plus court et le plus court possible a été atteint. 

 

 

Fig. 12: Vue d'ensemble des zones d'aspiration et de pression 

Le côté air frais est illustré à la figure 12 et contient les composants suivants:

• Prise d'air froid comprenant un séparateur d'eau, connexion à l'extrémité avant
• Filtre à air avec amortissement des pulsations
• Système d'admission du compresseur avec refoulement
• compresseur
• Ligne de pression avant intercooler
• Intercooler avec des boîtes en plastique
• Unité de tube de pression et de papillon avec soupape de décharge intégrée
• Collecteur d'admission avec système de clapet à tambour

Outre l'optimisation de ces assemblages, un autre objectif était d'optimiser le débit de la roue de compresseur du côté de l'aspiration. L'équilibrage du système d'induction par CFD fournit un système de contrôle de débit qui permet des points de fonctionnement stables à proximité de la ligne de surpression du compresseur. 

La plus grande perte du côté pression est due au refroidisseur intermédiaire. Puisque logiquement le plus grand potentiel d'optimisation réside dans l'amélioration de l'intercooler, un concept de conception modifié est mis en œuvre dans la plate-forme croisée Audi. L'installation dans la partie inférieure de l'extrémité avant (voir Figure 12) pourrait déplacer complètement le refroidisseur dans la zone de pression dynamique. Cela permet de maximiser le débit massique de l'air de refroidissement de charge externe, offrant ainsi des degrés de liberté dans la stratification interne. Malgré la restriction de débit interne 


ce que cela cause, ce qui conduit à une perte de pression de l'ensemble du système de seulement 135 mbar à un débit maximal, des rendements de refroidissement de> 80% sont atteints à pleine charge. 

Le collecteur d'admission est optimisé pour la production en série en tant que composant de moulage en sable en deux parties comprenant un collecteur d'admission et un collecteur d'air. Le système de volets pneumatiques intégré dans la galerie de bras d'admission, associé au canal d'entrée du tambour, assure le mouvement de charge nécessaire pour une homogénéisation optimale du mélange. Le système est basé sur le moteur précédent et est modifié et optimisé en ce qui concerne la turbocompression. La figure 13 montre la tubulure d'admission complète. 

Fig. 13: Collecteur d'admission avec clapets et buses MPI 

Le collecteur d'air, associé au couvre-culasse et au petit capot, constitue le cœur du design du compartiment moteur, comme le montre ce modèle Audi RS. 



4.2 côté échappement 

Le côté sortie comprend les composants suivants:

• Module distributeur / turbocompresseur
• Précatalyseur à couplage étroit
• Échappement avant à double flux avec éléments de découplage
• Convertisseurs catalytiques de soubassement en option avec silencieux centraux en aval
• Silencieux arrière avec deux sorties d'échappement

La conception du composant central du côté échappement - le module distributeur / turbocompresseur - est destinée à refléter l'expérience du moteur TFSI à cinq cylindres d'Audi en production depuis 2009. Cela inverse le sens de rotation du rotor. Après avoir optimisé le contrôle du débit et les cycles de charge de diverses manières, le cylindre "supplémentaire" est intégré en tant qu '"alimentation séparée", comme le montre la figure 14. 

 

 

Fig. 14: Module de turbocompresseur 

La configuration détaillée du flux d'air avant et dans le compresseur ainsi que du côté du collecteur au convertisseur catalytique est optimisée lors de simulations CFD approfondies. La figure 15 montre les conditions d'écoulement du côté de l'échappement. Les conditions d'écoulement au catalyseur sont également prises en compte.

 

 

 

Fig. 15: Simulation CFD du turbocompresseur avec débit vers Cat 

Dans le même temps, des tests thermomécaniques approfondis sont effectués sur le module complet, y compris le catalyseur. Ces tests ont montré que la zone autour de la porte de déchets est soumise à une lourde charge. Par conséquent, dans un processus d'itération complet impliquant des calculs et des tests de choc thermique, le wastegate est qualifié et conçu pour une durée de vie plus longue. La figure 16 montre les améliorations dans ce domaine.

 

 

Fig. 16: Simulation FEM du turbocompresseur et calcul détaillé du raccordement de la soupape de décharge 


Le turbocompresseur proprement dit, le compresseur et la turbine peuvent être développés sur une large plage de fonctionnement pour un rendement élevé. Le corps de palier refroidi par eau avec alimentation externe en huile est protégé contre les températures excessives lorsque le moteur est arrêté par une pompe à eau auxiliaire. La conformité à la température maximale admissible des gaz d'échappement de 1 000 ° C est garantie dans toutes les conditions de fonctionnement par une régulation de la température des gaz d'échappement basée sur un modèle. Le module collecteur / turbocompresseur en acier moulé 1.4849 est fixé à la culasse par le système de bride de serrage éprouvé d'Audi.Ceci, associé à la conception en porte-à-faux du module de turbocompresseur, permet une compensation de dilatation thermique pendant le fonctionnement, minimisant ainsi l'introduction de forces contraignantes. Afin de se conformer à la norme d'émission EU-6, il est important que le convertisseur catalytique soit positionné aussi près que possible de la sortie de la turbine. Le volume du corps de catalyseur peut être deux fois plus grand que le prédécesseur. 


4.3 système de carburant 

Un concept d'injection directe à haute pression et de tubulure d'admission est adapté à la demande en carburant. Le carburant pour le côté haute pression est alimenté par une pompe haute pression à piston unique commandée à la demande. Cette pompe haute pression est actionnée par une triple came sur l'arbre intermédiaire de l'entraînement par chaîne. Les paramètres d'injection - allocation de carburant, nombre d'injections, début d'injection et pression de carburant élevée - peuvent être réglés sur l'unité de commande du moteur selon les besoins. La pression maximale du système est augmentée à 250 bars. 


5. Thermodynamique 

5.1 Méthode de combustion 

L'objectif fixé d'augmenter la puissance du moteur par litre à plus de 115 kW / l, avec la plage de vitesse la plus large possible à un niveau de pression moyen élevé, impose des exigences extrêmes au processus de combustion. 

La base de développement de la méthode de combustion était la dernière génération du moteur Audi 2.0l TFSI. La préparation optimale du mélange est obtenue par un système d'injection combiné FSI / MPI. Une injection de carburant stratifiée (FSI) d'une pression de carburant allant jusqu'à 250 bars et une injection multipoint (MPI) dans les conduits d'admission à proximité des soupapes d'admission sont mises en œuvre. Le haut degré de liberté dans la sélection des paramètres d'injection en combinaison avec un volet de mouvement de charge côté entrée permet la réduction nécessaire des émissions de particules afin de respecter les futures valeurs limites d'émission. L'injection de carburant avancée élimine le besoin d'actions supplémentaires liées à la charge du moteur pour améliorer la préparation du mélange. Le piston a une couronne plate, qui est la base de la production de litre élevé.

 

 

 

Fig. 17: Illustration de la méthode de combustion 


5.2 Développement de puissance / couple 

Bien que l’ancien moteur Audi 2.5l I5 TFSI avec une pression moyenne de 23,5 bars bat déjà ses concurrents directs, l’objectif des travaux de développement en cours est d’augmenter cette valeur à 24,3 bar. Cela nécessite des modifications importantes des systèmes qui dictent la puissance de sortie. Une condition préalable de base pour une large plage de vitesse utilisable à des niveaux de pression moyens élevés et pour obtenir une puissance de pointe élevée est la limitation efficace du débit des composants principaux de l'air et des gaz d'échappement. En outre, il est important d’équilibrer complètement les systèmes individuels tout en surveillant les interactions des systèmes. Grâce aux détails soignés, les plages de vitesse individuelles peuvent être ajustées de manière optimale. 

Dans la plage de vitesse inférieure, l'injection FSI permet la séparation du cycle de charge et de la préparation du mélange. En combinaison avec un ajustement de phase des arbres à cames d'admission et d'échappement et un réglage des longueurs d'événement du côté d'échappement par l'AVS, les gaz résiduels peuvent être considérablement réduits. À cet égard, l'extension de la plage de phase de l'arbre à cames d'admission de 42 ° CA à 50 ° CA représente une amélioration significative. 

Fig. 18: Développement de la pression moyenne avec AVS 

L'entretien ciblé du Füllgrade à haute vitesse dans la plage de vitesse inférieure nécessite malgré le diamètre accru de la turbine, la génération d'une puissance de turbine suffisante à faible débit de gaz d'échappement. Une utilisation optimisée des pulsations de gaz d'échappement au niveau de la roue de turbine est obtenue en modifiant la conception du collecteur d'échappement par rapport à la perte de pression et en inversant le sens de rotation de l'ensemble rotor. La faible teneur en gaz résiduel, une bonne homogénéisation du mélange, un meilleur dégagement de chaleur de la chambre de combustion et la faible tendance à la pénétration qui en résulte permettent une compression très élevée pour ce degré de suralimentation d'Epsilon 10 (ROZ 98). 

La compression élevée associée à un refroidissement efficace du véhicule, une décharge optimale du turbocompresseur et la faible inertie du turbocompresseur garantissent des pressions moyennes extrêmement élevées et une réaction spontanée dans la plage de régimes inférieure. 

Le réglage optimal de la turbine et du compresseur détermine l'efficacité globale du turbocompresseur. Le processus de combustion efficace avec une compression de base élevée combiné à un turbocompresseur, équilibré dans la plage de vitesse moyenne à efficacité maximale, permet de maintenir le niveau de pression moyen élevé avec de très bonnes propriétés thermodynamiques dans la plage de vitesse moyenne. 

L'ensemble du système est optimisé pour un débit maximal adapté à la plage de régime élevée de ce moteur haute performance. Les systèmes d'admission, de pression et d'échappement optimisés pour les pertes de charge sont déterminants. Le processus de combustion à piston à fond plat minimise les pertes côté air dans le moteur dans cette plage de régime, tandis que l'injection de carburant MPI proportionnelle garantit la quantité maximale de carburant pour une puissance maximale de 294 kW et réduit la tendance du moteur à taper. 


5.3 Développement des gaz de combustion 

Les objectifs fixés pour la conformité avec les limites d’émission de l’UE6 et l’amélioration de la consommation de carburant par rapport au moteur précédent sont atteints par les assemblages et les mesures décrits:

• Système d'injection combiné FSI / MPI
• Tubulure d'admission
• Audi valvelift system (AVS)
• Intelligent Heat Management (ITM)
• Précatalyseur étroitement couplé
• Réduction de poids importante
• Frottement réduit

avec l'optimisation des paramètres appropriés. 


5.4 Résultats / Comparaison 

Grâce au système d'injection combiné FSI / MPI associé à une gestion thermique intelligente et au système Audi valvelift, la nouvelle conception du turbocompresseur augmentera la puissance maximale de 585 kW à 7000 tr / min de 265 kW à 294 kW. Malgré une augmentation de couple de 465 Nm à 480 Nm, la plage de vitesse étendue avec un couple maximal de 1700 à 5800 tr / min est même étendue. L'augmentation considérable de l'efficacité du moteur se reflète non seulement dans l'augmentation de la performance obtenue, mais également dans les économies de consommation de carburant. La figure 19 montre le diagramme à pleine charge du nouveau cinq cylindres par rapport au moteur précédent. 

Fig. 19: Couple et courbe de puissance par rapport au moteur précédent 



6. Expérience de conduite / performance / consommation de carburant 

Le couple et les performances accrus du cinq cylindres, associés à une boîte de vitesses à double embrayage à 7 rapports, permettent à la nouvelle Audi TT RS Coupé d'accroître ses performances dans les supercars de dernière génération (tableau 2). 

 

 

 

Tab. 2: Performance et consommation 

Malgré cette accélération impressionnante, la performance est également une consommation économique possible. La consommation ECE du coupé TT RS est très basse de 8,2 à 8,4 litres aux 100 km. Dans la circulation quotidienne avec une conduite modérée, la consommation est inférieure à 8 litres par 100 km. 

Le son moteur spécialement réglé contribue également à une expérience de conduite particulière. Un bouton de sélection dans la nouvelle Audi TT RS vous permet de basculer entre les modes son sport et confort. En mode sport, en particulier lors d'une accélération à pleine charge, le son typique du cinq cylindres est heureusement libéré par le système d'admission et d'échappement. À vitesse constante et sous une accélération modérée, un son de moteur agréable et sobre peut être présélectionné. 



7. Résumé et perspectives 

Audi a franchi une nouvelle étape dans la tradition des moteurs turbocompressés à cinq cylindres avec le nouveau moteur 2,5 l I5 TFSI. Le moteur, développé dans le cadre d’un projet commun entre AUDI AG et quattro GmbH, représente à nouveau le leader absolu de la catégorie A. 

La mise en œuvre cohérente de la construction légère associée à des mesures de réduction de la friction et à la technologie de pointe de suralimentation et d'injection a créé un moteur haut de gamme qui offre performance et plaisir de conduite en qualité supercar avec une consommation de carburant et des émissions de CO2 réduites. 
Le nouveau moteur 2.5l I5 TFSI est le premier d'une nouvelle génération de moteurs hautes performances à montage transversal dans le segment RS. 



8. Littérature 

Boehme, J. MÜLLER, H. ALL, M .; MARQUES, M. 
"Le nouveau moteur cinq cylindres TFSI de 2,5 litres pour l'Audi TT RS" [Le nouveau moteur cinq cylindres TFSI de 2,5 litres pour l'Audi TT RS] 
30ème symposium de Vienne sur les moteurs 2009 

Boehme, J. MÜLLER, H. ALL, M .; MARQUES, M. 
"La nouvelle R5 TFSI d'Audi dans la TT RS - un défi technologique de recharge" [le nouveau TFSI I5 d'Audi dans la TT RS - un défi de charge] 
14ème conférence de Dresde 2009 

HEIDUK, T. DORNHÖFER, R. EISER, A. GRIGO, M.; PELZER, A. WOULD, R. 
La nouvelle génération de moteurs de l'Audi R4 TFSI [La nouvelle génération de moteurs I4 TFSI d'Audi] 
32ème Symposium international de Vienne sur l'automobile 2011 

EICHLER, F .; DEMMELBAUER-EBNER, W. THEOBALD, J. STIEBELS, B. HOFFMEYER, H. KREFT, M. 
La nouvelle EA211 TSI®evo de Volkswagen [la nouvelle EA211 TSI®evo de Volkswagen] 
37ème symposium international de Vienne sur les moteurs 2016

 

 

[Erty]

Merci.

[CruzeN]

Détail est masculin, mais au final... Ça reste un détail 

[laurent_d]

Desole, je ne peux pas editer le sujet pour corriger.

[vrolland]

C'est fait

[laurent_d]

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