Технология турбонаддува с системой вентиляции картера существует в разных формах уже давно, но Audi просто подняла ставки.
Семейства седанов Audi A5 и внедорожников Audi Q5, включая более мощные версии S5 и SQ5, в 2025 году получат обновлённый дизайн кузова, улучшенные технологии и более высокую мощность. Одной из последних новинок станет стеклянная крыша, которую можно регулировать с помощью шести жидкокристаллических панелей с регулируемой яркостью, что ещё больше укрепит репутацию Audi как автомобиля для гиков.
Как и в предыдущем поколении, Audi A5 оснащается 2,0-литровым рядным четырёхцилиндровым двигателем с турбонаддувом, а S5 — двигателем V6 с турбонаддувом. В обоих случаях увеличенный крутящий момент и мощность модели 2025 года обеспечиваются турбонаддувом, который появился несколько десятилетий назад. Это инженерное достижение, называемое системой изменения геометрии впускных клапанов, использует и контролирует воздушный поток, чтобы создать ощущение от вождения, соответствующее концепции бренда.
Если вы когда-нибудь видели гребной тренажёр в спортзале, то, возможно, обращали внимание на регулируемый маховик. Лопасти вентилятора вращаются, вытесняя воздух вокруг себя и создавая сопротивление. Если открыть вентиляционные отверстия, через них будет проходить больше воздуха, что создаст большее сопротивление и потребует больше усилий для ускорения. Если закрыть вентиляционные отверстия, поток воздуха будет ограничен, что приведёт к обратному эффекту. Турбокомпрессоры Audi работают по аналогичному принципу, и хотя сама концепция не нова, то, как немецкий автопроизводитель использует её в своих новейших автомобилях, безусловно, актуально.
Регулируемое сопло турбо
В 1989 году Shelby CSX-VNT представлял собой компактный хэтчбек, созданный на базе Dodge Shadow. Это была ограниченная серия, выпущенная для энтузиастов — людей, которые любили быструю езду и звук двигателя внутреннего сгорания. В нём использовалась технология турбонаддува с изменяемой геометрией сопла, которая впоследствии стала технологией изменения геометрии лопаток в моделях Audi. Журналист и энтузиаст Карл Брауэр был владельцем одного из этих «единорогов» — было выпущено всего 500 таких автомобилей, — и он хорошо их помнит.
«Независимо от названия, эта технология была невероятно продвинутой для 1989 года, — говорит Брауэр. — Регулируемая форсунка в турбокомпрессоре с компьютерным управлением позволяла изменять угол наклона лопаток турбокомпрессора, чтобы уменьшить их раскрытие и сохранить высокую скорость воздушного потока даже при низких оборотах».
В результате максимальный крутящий момент достигался при частоте вращения чуть более 2000 об/мин, что ранее было невозможно для серийных автомобилей с турбонаддувом. Позже Porsche адаптировал эту функцию для модели 911 Turbo 2006 года, что свидетельствует о важности этой разработки. Если высокопроизводительные и точные модели Porsche могли использовать изменяемую геометрию лопаток, то она должна была соответствовать строгим стандартам немецкой компании.
По словам Брауэра, основной проблемой ранних турбокомпрессоров была задержка: турбины не вращались до тех пор, пока двигатель не начинал работать на полную мощность. Инновация Шелби заключалась в том, что регулируемые вентиляционные отверстия создавали меньший проход, благодаря чему даже на низких оборотах двигатель быстро всасывал воздух и раскручивал турбину, создавая эффект нагнетателя. При ускорении не нужен маленький проход на высоких оборотах, потому что нужно поддерживать постоянный объем всасываемого воздуха.
Версия этой технологии от Audi позволяет регулировать эффективное передаточное число турбокомпрессора в зависимости от условий. Внутри корпуса турбины между входным отверстием и турбиной расположены регулируемые лопасти, которые контролируют поток газов, направляемых на турбину. В результате лопасти позволяют автомобилю работать как на низких, так и на высоких оборотах двигателя.
Удовлетворение различных предпочтений в вождении благодаря возможности использования большого и малого турбонаддува
Поскольку эта разработка предназначена для разных рынков по всему миру, водителям нравится ездить на таких автомобилях, независимо от их отношения к ускорению. Старший директор по планированию продукции Audi of America Барри Хох объясняет, что США можно считать «рынком с низким уровнем скорости» по сравнению с Германией, потому что в Америке нет системы автомагистралей, аналогичной автобану. На многих участках автобана нет обязательного ограничения скорости, и водители часто пользуются возможностью ехать так быстро, как позволяют их автомобили и условия.
«Поскольку Германия — это рынок высокоскоростных автомобилей, требования к транспортным средствам здесь немного отличаются от наших, — объясняет Хох. — Нас очень интересует разгон от 0 до 100 км/ч, в то время как немецкий рынок больше интересует эластичность, то есть скорость на высоких оборотах. Поэтому иногда возникают противоречивые требования к автомобилю».
По словам Хоха, немецкие водители хотят, чтобы двигатель быстро набирал обороты на высоких скоростях, когда они выезжают за пределы города, в то время как американцы отдают предпочтение динамике на старте.
«Изменяемая геометрия лопаток позволяет нам удовлетворять потребности обоих рынков, — говорит он. — У нас есть большой турбокомпрессор, который соответствует их требованиям, но благодаря тому, что мы можем регулировать лопасти, у нас есть и небольшой турбокомпрессор, который нужен для работы вне линии».
Всё это связано с диапазоном крутящего момента, то есть с определённым диапазоном оборотов двигателя, при которых он развивает максимальный крутящий момент. В этом диапазоне двигатель обеспечивает наилучшее ускорение и мощность. Новые модели Audi A5 и Q5 теперь имеют более высокий пиковый крутящий момент. По словам Хоха, изменяемая геометрия лопаток помогает турбокомпрессору работать как малолитражному двигателю на низких оборотах, и ему не нужно сбрасывать давление на высоких скоростях. Кроме того, это интереснее, чем то, что Audi использовала в прошлом, — турбокомпрессор с двумя улитками, в котором для подачи выхлопных газов на турбинное колесо используются два отдельных выхлопных канала или улитки.
«Мы все за то, чтобы ездить на низких скоростях, — говорит Хох. — Это просто показывает, сколько ещё осталось в сегменте двигателей внутреннего сгорания».
Сегодня Shelby Shadow CSX — это коллекционный автомобиль, который ценится за свою ограниченную серию, оригинальный дизайн и связь с самим Кэрроллом Шелби. Но в новейших моделях Audi наследие продолжает жить в турбонаддуве.