2015 Audi TT Clubsport Turbo Concept

Впрочем, делать-то нечего, вот и появляется, наконец, комментарий 19: " Насчёт же Ауди, у них иная технология. И да, там таки электрокомпрессор. Там именно полноценный электрокомпрессор, с самостоятельным компрессором и наддувом. Но работает он в паре с турбиной, последовательно." Таким образом, спустя десяток комментариев, мы вновь возвращаемся к тому, о чем Мойша и рассказывал еще в первых комментариях. И, что вызвало такой поток " особого мнения".

Audi применили не паллиативный вспомогательный ( как на мерседесовских моторах), а ( как говорится, впервые на конвейере) оригинальный, независимый наддув с отдельным электроприводом компрессора. Таким образом, вместо обширной навязанной программы технического ликбеза, комментарий №6 ( да, и, все последующие) вполне мог быть выдержан в духе: " Молодцы ингольштадцы. Рады за них и желаем дальнейшей эволюции этой схемы. Вплоть до перехода на " чистый" электронаддув." А откровения про используемую схему с дополнительным электроприводом турбонагнетателей уместнее смотрелись бы на соответствующей странице автомобиля с 3-литровым 53 AMG.

Кстати, вскоре после премьеры TT Clubsport Concept, Audi представила и вариант дизельного мотора с электронаддувом, в виде 435-сильного 3-литрового RS5 TDI Competition Concept. Очередное ( лишь 349-сильное, зато уже серийное) воплощение которого дожидается своего добавления на соответствующих страницах нашего рейтинга в виде S5/ S6/ S7 TDI-версий.

Что-же касается непосредственно 2,5-литрового турбомотора с этой страницы, то в этом пятицилиндровом двигателе совместно используется и компрессор с электроприводом ( EAV, или, как его предпочитает называть компания, " e-compressor") и турбонагнетатель отработавших газов. Таким образом, e-compressor функционирует как небольшая, максимально быстро реагирующая на педаль акселлератора 7-КВт-ная электрическая турбина.

Которая ( если речь идет о приводном нагнетателе, чудес не бывает, особенно, бесплатных), для того, чтобы обеспечить необходимый уровень наддува ( 1,4 бара) в любой момент, независимо от оборотов и режима работы двигателя, запитана от собственного 48-вольтового источника электропитания. Насколько известно, при этом, крыльчатка EAV разгоняется до максимальной скорости своего вращения в 72000 оборотов в минуту всего за 200 миллисекунд.

Что и позволяет очень быстро подавать в камеры сгорания необходимое большое количество воздуха в камеры сгорания. Однако, чем выше обороты и чем выше обеспечиваемое давление наддува, тем больше требуется энергии на привод этого-самого электрокомпрессора. А аккумуляторная батарея отнюдь не безразмерна и невесома. В результате реализовывается известный компромисс между производительностью, ценой, массо-габаритами и технологичностью.

В данном своём исполнении, электротурбина способна эффективно работать и обеспечивать необходимые характеристики отклика лишь на низких оборотах. От запуска и холостого хода до, примерно, 3000 оборотов ( при этом генерируется 600 Нм и 260 сил). А затем, во избежание перегруза и напрасного разряда электроисточника питания, она принудительно отключается от силовой схемы, и обязанность обеспечивать необходимый уровень наддува плавно переходит к бОльшему ( электротурбина, если не забыли, установлена вместо малого) турбонагнетателю отработавших газов.

Который, на своих рабочих и максимальных оборотах, способен генерировать максимальное давление наддува в 2,3 бар, обеспечивая высокий уровень максимального крутящего момента ( 650 Нм/ 5000) и мощности ( 600 л.с./ 7000) для этого двигателя. Стремясь максимально похвалиться своим достижением, ингольштадцы, даже в пресс-релизе использовали такой пассаж, как " The result is that the TT clubsport turbo generates torque of 300 Nm and up to 600 hp from as low as 2,000 rpm."

Однако, на 2000 оборотах развиваемый момент равен не 300, а целых 425 Нм, тогда как мощность, не 600, а только 120 сил. В свою очередь, уже при " холостой" 1000 оборотов, отдача двигателя составляет 335 Нм и 48 л.с. Что на 90 Нм ( тем не менее, немцы говорят аж о 130) и 13 л.с. больше, чем с обычной " малой" турбиной вместо электрокомпрессора).

А, на 3000 оборотах, когда он отключается, 600 Нм и 257 л.с., как и у штатного аналогичного мотора. То есть, опять-же, своих максимальных кондиций форсированный турбомотор достигает на высоких ( 5000 и 7000) оборотах и на одном ( большом) турбокомпрессоре, когда от сенсационно-эффектного электрокомпрессора нет никакого толку ( поскольку он, банально, не работает).

Коммент 107: речь о фейковых электрокомпрессорах, которые по простоте душевной некоторые доверчивые автовладельцы устанавливают на свои ведра с атмосферными моторами. Я не знаю, или ты из-за предвзятости читаешь невнимательно, или лень понять о чем речь или погуглить, но увы, более доступно объяснить о чем речь я не смогу. Увы... В контексте рассказа об электрокомпрессорах я напомнил, что есть вот такое и оно не работает. А то, что предлагают Ауди и Мерседес, это совсем другое.

"На самом деле, это ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ( последовательный) наддув. Практически не используемый в легковом автомобилестроение никем. Ибо, нет необходимости ( даже, в автоспорте). А используется ОДНОСТУПЕНЧАТЫЙ. То есть, прямой, параллельный" - тем не менее, последовательный двойной наддув используется, или, как минимум, использовался. К примеру, есть моторы, где даже реализована схема последовательно-параллельного двойного наддува. Можешь поискать, если интересно.

Мерседес при том здесь, что так легче объяснять, лично для меня. Путем сравнительного анализа и сравнительных характеристик, а не расписаться о всей истории наддува на автомобилях начиная с 20-ых годов. А действительно, каким боком они здесь?:))

Еще раз повторяю, я не знаю, какие " доверчивые автовладельцы устанавливают на свои ведра с атмосферными моторами" неработающие электрокомпрессоры, но впервые о таких узнал лишь из твоего комментария. Да, до сих пор создать НАДЕЖНЫЙ и работоспособный унитарный электрокомпрессор никому не удавалось. Естественно, что китайские подделки под этот агрегат оказываются неработоспособными и служат лишь для выманивания денег. Тем не менее, работы над подобным агрегатом ведутся уже давно.

Относительно следующего комментария, могу лишь порекомендовать внимательнее прочитать мои комментарии, начиная от 71-го. Во-первых, практически все существующие ныне БЕНЗИНОВЫЕ " моторы, где даже реализована схема последовательно-параллельного двойного наддува", по-прежнему представляют собой именно эволюцию ОДНОСТУПЕНЧАТОЙ схемы. Уж, поверь моему опыту. Здесь главное слово не " последовательный", а " двухступенчатый".

Чтобы было проще понять, сперва попавший в систему наддува воздух сжимается в первом ( турбо)компрессоре, а ЗАТЕМ, после промежуточного охлаждения в интеркуллере ( в-принципе, можно и без него, но эффективность такой системы резко падает из-за снизившейся плотности воздушного заряда), ДОПОЛНИТЕЛЬНО ( то есть, еще сильнее, чтобы донести до тебя эту главную мысль) сжимается в следующем, последовательно установленном компрессоре. Примерно, так: http://turbo.borgwarner.com/en/products/r2s.aspx

Вот, как раз из-за того, что двухступенчатый наддув позволяет реализовать исключительно большие давления, он и нашел применение разве что в дизельных автодвигателях, как менее сильно зависящих от температуры ( которая является производной от давления) топливно-воздушной смеси.

То есть, в таком случае будет реализовано куда большее сжатие воздушного заряда, чем если бы сжатие происходило в двух НЕЗАВИСИМЫХ друг от друга компрессорах. Пусть и установленных на одной магистрали и нагнетающих свои ( сжатые лишь один раз) воздушные порции в один единый для них коллектор.

А двигатели с ДВУХСТУПЕНЧАТЫМ наддувом, о которых я упоминал, существуют лишь в качестве ДИЗЕЛЬНЫХ. На тех-же Mercedes-Benz S 350d/ 400d стоит новейший 2,9-литровый турбодизель OM 656. А на CLS300d, модульный с ним 2,0-литровый ОМ 654. Кстати, также с дополнительными электрокомпрессорами. И, с вполне полноценным двухступенчатым наддувом. В свою очередь, BMW использует модульные 2- и 3-литровые турбодизели B47 ( 20d/ 25d) и B57 ( 30d/ 40d/ 50d). Да, и у Audi имеются аналогичные двухступенчатые турбодизели. А, вот, двухступенчатых бензиновых турбомоторов, пока что, нет ни у кого. Или я ошибаясь, и ты таки знаешь такие моторы, устанавливаемые на серийные автомобили?

Что касается самого электронаддува, ставшего камнем преткновения и вызвавшим такой поток разнообразных комментариев, то системы электронаддува вполне серийно и профессионально выпускает хотя-бы германская Borg Warner. Только, как и было сказано выше, в самостоятельном, унитарном исполнении они, пока что нигде не могут быть установлены. Ибо, для своего питания и работы им всё-таки необходим определенный поток ( топливно-, для дизелей)воздушной смеси от другого, более традиционного турбо-, или механического компрессора.

Би-турбо — система турбонаддува, состоящая из двух последовательно включаемых в работу турбин. В такой системе применяют 2 турбины, одну маленького размера другую большого, сделано это потому, что маленькая турбина раскручивается значительно быстрее, и вступает в работу первой, затем, при достижении более высоких оборотов мотора, раскручивается вторая, большая турбина, и добавляет значительно больший воздушный заряд. Таким образом прежде всего минимизируется лаг, образуется достаточно ровная разгонная характеристика автомобиля без рывка, свойственного большим турбинам, и достигается возможность использовать большие турбины на двигателях устанавлеваемых в автомобилях предназначенных не только для езды по гоночным трассам, но и по городским дорогам, где возможность крутить мотор постоянно есть не всегда, а получить больше мощности с мотора небольшого объема имеет смысл, по каким либо причинам, например связанным с законодательством по налогам данной страны на литраж мотора." - это что?

Это всё та-же самая параллельная ( то есть, по сути, одноступенчатая) схема. Как и многие двугие, в первую очередь предназначенная для минимизации турболага и турбоямы, а не для повышения давления наддува. Если интересно, я, также как и большинство других людей в нашем рейтинге, еще несколько лет назад был уверен, что громко названный последовательный, двойной, би-турбо, и так называемый " двухступенчатый наддув", которым время от времени хвастались моторостроители, это, на самом деле, обозначение по-настоящему, двухступенчатого наддува. Даже, здесь, в рейтинге, об этом писал. Даже тогда, если его технические показатели противоречили принципам строгого двухступенчатого наддува.

Оказалось, что я очень долгое время ошибался и заблуждался на этот счет. Хотя, и искренне. В чем каюсь. Просто, так сложилось, что появление вопроса о двухступенчатом наддуве совпало с периодом моих собственных попыток, наконец, разобраться в нем, где и кто его использует/ использовал, и кто в этом деле был первым. Оказалось, что до сих пор, никто так и не смог реализовать его в серийном производстве, успешно обходясь лишь всё более хитрыми, продвинутыми и изощренными схемами совершенствования одноступенчатого наддува.

Как я уже сказал, до сих пор. Кто стал первым пионером, по-прежнему, неизвестно, но представленная Audi схема с дополнительным электронаддувом, как раз и может быть принята, за своеобразную попытку реализовать двухступенчатый наддув. Частично, ибо, ни полноценного электронаддува, ни полноценного двухступенчатого наддува у них не получилось.

Недавно нашел в Сети такое видео: ссылка. Если внимательно присмотреться, то электронаддувный контур как раз и можно принять за вторую ступень наддува. Ибо, как я и описывал принципы действия, часть от предварительно сжатой в первой ( турбо-) ступени порция воздуха, попадает во вторую ( электрокомпрессорную), где сжимается дополнительно, как раз и обеспечивая практически полное ( от показателей вышедшего на рабочие обороты основного турбокомпрессора) рабочее давление наддува. А, затем, объединившись и ( несколько разбавившись при этом) усилив порцию воздушной смеси от основного турбокомпрессора, через общий коллектор, поступает уже непосредственно в камеры сгорания.

То есть, получается своеобразный компромиссный вариант. Если бы во вторую ( электро) ступень поступал бы ВЕСЬ ( а не часть) воздушный поток из первой ( турбо-) ступени, то можно было бы говорить о полноценном двухступенчатом наддуве. Если бы электроступень имела собственный, независимый от турбоступени, воздушный коллектор, то можно было бы говорить о двойном ( турбо + электро) наддуве. Наконец, если бы турбоступени, вообще, не было, то можно было бы поздравить соответствующую компанию с успешной реализацией полноценного электронаддува. Или, если бы две электронаддувные ступени были соединены в ранее рассматриваемую мною последовательную схему, одна за другой, то и с появлением полноценного двухступенчатого электронаддува на бензиновом моторе.

Насчет того, почему двухступенчатая схема до сих пор так и не была практически реализована в серийном производстве, могу предположить лишь то, что она никоим образом не устраняет уже озвученные проблемы турболага и турбоямы. Ибо, она предназначена совсем для другого - форсирования двигателя. С другой стороны, если в ней использовать ступени даже с нормальным ( 1,0-1,5 бар) давлением наддува, то на выходе получаются явно избыточные ( для серийного мотора) 3-5 бар наддува. А при меньших значениях низкого наддува ( до 1,0 бар) она не имеет особого преимущества перед уже существующими параллельными схемами, над совершенствованием которых инженеры работают последние пол-века. И, которые практически удалось избавить от вышеупомянутых проблем турболага и турбоямы.

Что же касается электронаддува, то здесь ( по моему мнению, ибо за спиной моторостроителей со свечкой я не стоял, и передо мною они ничем таким поделиться не намеревались) проблема внедрения может упираться в энергопотребление компрессора. Как известно, с горячими выхлопными газами двигатель теряет порядка 30-40 ( до 50)% от общей вырабатываемой во время рабочего процесса энергии. Грубо говоря, примерно столько-же, сколько вырабатывается полезной, преобразуемой в мощность. Остальное - нагрев/охлаждение, смазка, трение и термодинамическая неполнота сгорания топлива и несовершенства рабочего процесса.

То есть, ОЧЕНЬ много. В свою очередь, любой агрегатный наддув требует для своей реализации ( ибо, с точки зрения физики, " бесплатной" энергии не бывает) определенных энергозатрат на привод этого-самого агрегата. Даже, казалось-бы, совершенно безагрегатные кинетический, или аккустически-резонансный наддув, и то, потребляет некоторую энергию. Правда, берет он её из других источников, и согласно другим физическим принципам. Впрочем, я немного отвлёкся.

В классическом механическом приводном компрессоре энергия на привод нагнетателя берется из полезной мощности ( дополнительно снижая её). То есть, если благодаря механическому компрессору двигатель вырабатывает 500 сил, то примерно 40-70 из них уйдут на привод компрессора, оставляя в качестве доступной к реализации на колесах, только 430-460. В турбокомпрессоре энергия на его привод берется из энергии высокоэнергетических выхлопных газов. То есть, те-же 40-70 сил берутся не из полезной, а из " излишней" энергии ( примерно, те-же 500 сил) выхлопных газов, оставляя уже выработанные 500 сил в неприкосновенности.

Однако, в случае электронаддува, откуда прикажете брать дополнительные 40-70 сил на его привод? А, если двигатель еще мощнее? Вот и приходится, либо тянуть энергию из штатной аккумуляторной батареи ( не подскажете, какова её мощность?), либо, ставить специальную батарею, предназначенную именно для привода электрокомпрессора. Что занимает дополнительное пространство, усложняет схему и конструкцию, и добавляет дополнительные килограммы.

Поэтому, чтобы уложиться в допустимый уровень энергозатрат ( насколько об этом упоминали, на данном 600-сильном 2,5-литровом турбомоторе инженеры Audi сошлись на 7 Квт-ной мощности), приходится либо ограничивать развиваемое давление наддува ( что ставит под вопрос саму целесообразность дополнительного электронаддува), либо, сохранив его на должном/ необходимом уровне, сокращать время работы электрокомпрессора, отключая его как только основной турбокомпрессор сможет обеспечить свои штатные рабочие параметры наддува.

"Это всё та-же самая параллельная ( то есть, по сути, одноступенчатая) схема" - вот! Наконец я понял, в чем дело. Мы по-разному называем одно и тоже. Под последовательным двойным наддувом я (исходя из источников, а не своего ИМХО) имел в виду две турбины, маленькую и большую, соединенные последовательно. Маленькая работает на малых оборотах (мотора), т.е. при низком давлении, а большая включается уже при высоком давлении выхлопа. То есть, маленькая минимизирует яму и лаг. А большая уже добавляет мощность. Так вот, эта схема редкая. Ее применяли японцы, как минимум раньше. И, вроде, БМВ.

А параллельный двойной турбонаддув - это имелось в виду наличие двух равноценных турбин. Обе создают дополнительное давление на высоких оборотах (при высоком давлении выхлопа), обе служат для увеличения мощности. То есть, как обычный турбонаддув, но стоят две турбины вместо одной. Да, такое может быть и на рядном моторе, и на V-образном, где на каждый ряд своя турбина. В данном случае задача - увеличить мощность мотора. Такая схема у Мерседес, например. И вообще у большинства. А турболаг и турбояма присутствуют и на борьбу с ними либо кладется болт, как это имеет место у Mansory Aventador с двумя турбинами (ну, если верить слухам, то яма и лаг там ощутимы) или борятся тем или иным способом. Изменяемая геометрия лопаток турбин (у БМВ вроде такое), маленькие турбины вместо больших, как на Феррари. Либо два твинскролла вместо двух больших турбин, как на моторе М158 у Pagani Huayra.