Как Audi изменила геометрию турбонаддува

Семейства седанов Audi A5 и внедорожников Q5, включая более спортивные версии S5 и SQ5, в 2025 году получили обновления. У них новый дизайн кузова, улучшенные технологии и больше мощности. Одной из новинок стала стеклянная крыша с шестью жидкокристаллическими панелями, регулируемыми по затемнению. Это добавило Audi репутацию среди любителей необычных решений.

Двигатель Audi A5

Как и в предыдущем поколении, Audi A5 оснащён 2,0-литровым рядным четырёхцилиндровым двигателем с турбонаддувом, а S5 — двигателем V6 с турбонаддувом. В обоих случаях увеличение крутящего момента и мощности для модели 2025 года стало возможным благодаря турботехнологии, которая появилась десятилетия назад.

Технология переменной геометрии лопаток

Этот инженерный подвиг, называемый переменной геометрией лопаток, управляет воздушным потоком, создавая впечатления от вождения, соответствующие фирменному стилю Audi.

Если вы когда-нибудь видели гребной тренажёр в спортзале, вы могли заметить регулируемый маховик. Лопасти вентилятора вращаются, вытесняя воздух вокруг себя, создавая сопротивление. Открытие вентиля позволяет большему количеству воздуха проходить через систему, создавая большее сопротивление и требуя больше усилий для ускорения. Закрытие вентиля ограничивает поток воздуха для достижения противоположного эффекта. Турбины Audi работают аналогичным образом.

В 1989 году Shelby CSX-VNT был компактным хэтчбеком, построенным на базе Dodge Shadow. Это была ограниченная серия, созданная для энтузиастов — людей, которые любят быструю езду и слышат рёв внутреннего сгорания. В нём использовалась технология, называемая переменной геометрией лопаток, которая впоследствии эволюционировала в переменную геометрию лопаток в моделях Audi.

Журналист и энтузиаст Карл Брауэр владел одним из этих «единорогов» — было выпущено всего 500 штук — и хорошо его помнит. «Независимо от названия, эта технология была невероятно передовой для 1989 года, — говорит Брауэр. — Компьютерное управление переменной геометрией в турбонаддуве означало, что он мог изменять угол лопаток турбонагнетателя, уменьшая их размер, сохраняя при этом высокий воздушный поток даже на низких оборотах».

Результатом стал максимальный крутящий момент, достигаемый при чуть более 2000 об/мин — ранее это было невозможно для турбонаддувного уличного автомобиля. Позже Porsche адаптировала эту функцию для 911 Turbo 2006 года, что иллюстрирует влияние этой разработки.

Проблема с более ранними турботехнологиями

Основная проблема с более ранними турботехнологиями заключалась в задержке: турбонагнетатели не работали, пока двигатель действительно не начинал раскручиваться, объясняет Брауэр. Инновация Шелби означала, что регулируемые вентиляционные отверстия будут образовывать более узкий проход, чтобы даже на низких оборотах воздух проходил быстро и раскручивал турбонагнетатель для создания эффекта нагнетателя. При ускорении вам не нужен узкий проход на более высоких оборотах, потому что вы хотите поддерживать объём движущегося воздуха.

Версия этой технологии от Audi позволяет регулировать эффективное соотношение турбонагнетателя в зависимости от изменяющихся условий. Регулируемые лопатки расположены внутри корпуса турбины между впускным отверстием и турбиной, управляя потоком газов к турбине. В результате лопатки позволяют автомобилю работать на низких и высоких оборотах двигателя.

Удовлетворение различных предпочтений водителей

Эта технология позволяет производителю обслуживать различные рынки с разными культурами вождения по всему миру.

По словам старшего директора по планированию продукции Audi America Барри Хоха, США можно считать «рынком с низкой скоростью» по сравнению с Германией, потому что в Америке нет аналога системе автобанов. На многих участках автобанов нет обязательных ограничений скорости, и водители часто пользуются возможностью ехать так быстро, как позволяет их автомобиль и условия.

«Как рынок с высокой скоростью, Германия предъявляет к автомобилям немного другие требования, чем мы, — объясняет Хок. — Нас очень интересуют показатели разгона от 0 до 60, тогда как немецкий рынок очень интересуется эластичностью или скоростью на более высоких оборотах. И это иногда создаёт противоречивые требования к автомобилю».

Немецкие водители хотят большой турбоотклик на высоких оборотах после того, как они тронутся за городом, тогда как американцы отдают предпочтение разгону с места. «Переменная геометрия лопаток позволяет нам удовлетворить оба рынка, — говорит он. — У нас есть большой турбонагнетатель, который удовлетворяет их требованиям, но с помощью регулировки лопаток мы получаем своего рода малый турбонагнетатель, который вам понадобится для разгона с места».

Для моделей 2025 года новые модели Audi обладают большей мощностью и меньшим запаздыванием турбонагнетателя.

Всё это связано с диапазоном крутящего момента, который представляет собой определённый диапазон оборотов двигателя, или об/мин, на котором двигатель выдаёт максимальный крутящий момент. В этом диапазоне двигатель обеспечивает наилучшее ускорение и мощность. Новые семейства Audi A5 и Q5 теперь имеют более высокий максимальный крутящий момент. Переменная геометрия лопаток помогает турбонагнетателю работать как более малому устройству на низких оборотах, и ему не нужно сбрасывать наддув на высоких скоростях, говорит Хок. Кроме того, это интереснее, чем то, что было у Audi в прошлом, с их двухскручельным турбонагнетателем, который использует два отдельных выхлопных канала для подачи выхлопных газов к турбинному колесу.

«Мы все за лёгкость управления на низких скоростях, — говорит Хок. — Это показывает, сколько жизни осталось в сегменте двигателей внутреннего сгорания».

Сегодня Shelby Shadow CSX — это коллекционный автомобиль, который ценят за ограниченный тираж, характерный стиль и связь с самим Кэрроллом Шелби. Но в новейших моделях Audi именно турботехнологии продолжают её наследие.

Источник