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不断提高能效—奥迪新技术的现在和未来

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2010年03月31日01:48
来源:搜狐汽车 作者:综合报道

  奥迪品牌在汽车技术领域一直占据着主导地位——比如在TDI, FSI和TFSI发动机概念上,在动力传动方面,以及在高效节能技术方面。

这其中许多技术,比如已广泛应用于奥迪车型的TDI和ASF奥迪空间框架结构已经成为奥迪彰显科技领先形象的标志性符号。而凭借quattro全时四轮驱动系统,奥迪从30年前开始就展示出“突破科技 启迪未来”的理念。

  高效节能是许多个小进步的总和,这些小的进步最终通向一个大的目标——将低能耗、高舒适度以及驾驶乐趣融为一体。在过去的几年里,奥迪已经大大提高了其车型的高效性能,这一发展趋势还在高速的继续推进着。同时,奥迪的工程师们还会继续强化奥迪品牌的运动性能。高效性和运动性对奥迪来说并非矛盾的两个对立面——相反,二者还是相辅相成的。

  适应未来的移动解决方案是一个巨大的挑战——奥迪投入了大量的研发力量来迎接这一挑战,全力以赴地研究未来技术。混合动力系统即将开始量产,到2012年底,第一辆运动型的e-tron电动车就会小批量生产并投入市场。

  发动机和传动系统

奥迪 图片

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  奥迪的动力传动系统具备无与伦比的动力性和行业领先的高效性。早在20多年前,奥迪量产的TDI直喷式涡轮增压柴油机是世界上最成功的高效节能技术,在发挥动力并实现低能耗方面一直处于行业领先地位。在汽油发动机方面,奥迪同样致力于燃油直喷技术,并在此基础上与增压技术相结合。如今,FSI直喷发动机和TFSI涡轮增压直喷发动机已经广泛应用于奥迪全系车型。在传动系统领域,奥迪提供五种不同选择,每一项变速箱技术都都拥有显著的特点并与不同风格的奥迪车型恰当匹配。

  TDI发动机

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  奥迪是世界范围内最成功的高效节能技术先锋。TDI涡轮增压直喷柴油发动机1989年首次应用于奥迪100TDI中,随后便广泛应用于奥迪量产车型。目前,奥迪在全球范围内已经售出超过500万辆的TDI车型。

  与汽油发动机相比,得益于柴油的物理特性,柴油发动机可以更好地发挥燃料中所蕴含的能量。然而,TDI发动机则将柴油发动机这一优势发挥到极致。在TDI发动机中,燃料直接进入燃烧室。这在热力学上是一种理想的解决方案,

  特别是在与涡轮增压器相配合的情况下,可以大大增加吸入空气的供给,从而显著提高燃烧质量、功率、扭矩以及燃料使用率。奥迪今天所使用的TDI发动机全部采用高压共轨直喷技术,在最高可达2,000巴的压力作用下,反应快速灵活的压电喷嘴可实现燃料喷射量的精确控制,从而达到高精度的燃烧效果。

  从TDI技术首次投入使用以来,奥迪不仅将排放较原有水平降低了超过10%,而且还使功率增加了一倍,扭矩提高了70%。奥迪TDI发动机的工作极为高效,而且具备出色的噪音水平。从而带来舒适而环保的行驶表现。同时它还具有丰富的驾驶乐趣——强大的牵引力在较低转速时即可获得,驾驶者可以感受到持续的加速能力。

  在运动型汽车领域,TDI发动机证明了奥迪可以将高效节能和运动性能融为一体。R10 TDI赛车的V12发动机功率可以达到惊人的480千瓦(超过650马力)。正是得益于TDI发动机出色的性能,R10 TDI在勒芒24小时耐力赛中所向披靡,从2006年起三次蝉联冠军。

  在量产车型中,奥迪TDI发动机凭借强劲的动力和高效节能技术显示出非凡的魅力。Q7顶级车型拥有世界上最强劲的柴油发动机。Q7 V12 TDI的6.0升发动机能够产生368千瓦(500马力)的功率和1,000牛•米的扭矩——赋予了这辆大型SUV卓越的动力表现。

  2.0 TDI凭借125千瓦(170马力)的功率和350牛•米的扭矩拥有充沛的动力表现,因此配备这款发动机奥迪TT Coupé和TT Roadster跑车表现出充满激情的驾驶乐趣。奥迪TDI发动机中最具高效节能的型号之一是奥迪A3所用的1.6 TDI发动机,它有着77千瓦(105马力)的功率和250牛•米的扭矩。而最经济节油的版本则是在A3三门车中,它的发动机平均百公里耗油仅有3.8升,二氧化碳排放量只有每公里99克。此外,TDI发动机的高效性能得到了媒体和用户的高度赞誉,奥迪A3 2.0 TDI在美国荣获“2010年度绿色车型”大奖,被评为最环保的汽车。

  从第一台TDI面世至今已经超过20年,奥迪仍然在不断地进行技术改进。奥迪创新的清洁柴油技术使得尾气更加环保。该技术利用添加剂将尾气中的氧化氮转化无害的氮气和水。今天的3.0 TDI清洁柴油发动机已经完全符合美国适用的尾气标准以及2014年将要实行的欧VI排放标准。

  TDI是世界上最成功的高效节能技术,这项技术中蕴含的潜力还远远没有被全部发掘出来。未来,奥迪将会在其产品线中继续广泛使用TDI技术,以实现大幅度降低能量消耗的目的。

  FSI发动机

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  奥迪是世界上第一家在量产车型中使用直喷技术的汽车生产商——这是充沛动力性与高效节能的完美结合。

  FSI这个缩写对奥迪来说表示的是发动机汽油直喷技术。喷油嘴不像传统发动机那样将汽油喷入进气歧管,而是在高压下直接喷入汽缸。这样油气混合物使得汽缸得到明显的冷却,同时降低了爆震现象的产生。FSI汽油直喷技术可实现较高的压缩比,因此比传统发动机具备更强劲的动力输出和更好的效能。

  奥迪汽油直喷技术在2001年首次证明了其不俗的实力,搭载着FSI汽油直喷发动机的运动赛车奥迪R8赢得了勒芒24小时耐力赛的总冠军。在接下来的几年中,搭载FSI发动机的R8又在80次比赛中赢得了64次胜利。

  TFSI技术是奥迪发动机小型化战略的核心技术之一,利用增压可实现在不增加汽缸容积的同时达到更好的动力表现。在四缸和五缸发动机中——从1.4TFSI到2.5TFSI——涡轮增压器从废气中获得驱动能量,使发动机产能更高能量。在V6 3.0TFSI中,增压任务由一个曲轴驱动的机械增压系统实现。

  在FSI和TSFI发动机中,奥迪成功研发了创新的奥迪可变气门升程系统(AVS)。根据发动机负载和转速的不同,这套系统可以实现对气门升程的两级调节。奥迪在AVS的应用中采用了两种不同的形式。在2.8升和3.2升的V6发动机中,这一系统作用于进气阀。它可以改善进气,在更大的范围内调节吸入的空气量。节气门通常可以保持完全打开的状态,由此大大降低节流损失。发动机可以自由呼吸,因此获得更高的扭矩,更大的功率,以及更小的消耗。

  在4缸2.0 TFSI发动机中,AVS作用于排气阀,通过控制排气阀的开口变化来降低燃烧室内的摩擦损失,并可以更好地利用废气驱动涡轮。它的节能效果与V6相同——是优秀动力表现与更低能耗的完美融合。

  传动系统

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  奥迪是动力传动领域的领先品牌。在传动系统中有五种完全不同的技术可供选择——即传统手动变速箱,S tronic双离合变速箱,tiptronic手动/自动一体式变速箱,R tronic顺序式变速箱,以及multitronic无级/手动一体式变速箱。每一种变速器都是根据不同车型特点量身设计。

  在奥迪的各种传动装置中,减少内部摩擦都是一个重要主题。尽可能大的齿轮速比(传动比)是另外一个重要方面。比如在7速S tronic双离合变速箱中,第一挡(最短)和最后一挡(最长)之间的传动比达到了8.0:1,第一挡齿轮比较小,运动性突出,最后一挡齿轮大转速慢。

  手动变速箱应用在更多种类的车型中——从紧凑型的A1和A3一直到A6,另外还有TT和R8中都提供了手动变速箱选择。这种变速箱同时适用于前轮驱动和四轮驱动车型。大多数的手动变速箱都有六个挡位。它们运行高效精准,换挡反应迅速。

  配备在纵置发动机的中高档奥迪车型的7速S tronic双离合变速箱代表了目前双离合变速箱最前沿技术。它由两根传动轴和两套多片式离合器组成,它们分别控制不同的挡位。

  当一套离合器控制传动轴与发动机链接时,另外一套系统随时处于待命状态。例如,当驾驶者在三挡加速时,另外一根传动轴就已经做好了四挡准备,通过改变离合器来实现挡位切换。只需百分之几秒就可以快速而流畅地完成换挡,使换挡过程的动力流失降至最低。

  7速S tronic双离合变速箱拥有一个全自动模式,包括D(标准)模式和S(运动)模式。并有两种切换方式可驾驶者供选择——通过换挡杆,或者通过方向盘后方的换挡拨片。除了用于纵置发动机的7速S tronic双离合变速箱之外,奥迪还拥有另外两款S tronic变速箱适用于横置发动机车型,它们分别采用7挡和6挡结构。

  tiptronic是一款传统的自动变速箱——它的高舒适度和迅速的运行方式适用于较大车型使用。在大部分奥迪车型中,它含有六个挡位,而在最新一代奥迪A8A8L中甚至有8个挡位。

  8速tiptronic手动/自动一体式变速箱的各个挡位排列紧密且齿比范围宽泛,因此可以提供理想的传动比使发动机充分输出动力。其润滑油会在发动机冷启动阶段被加热——这就缩短了克服因冷油所带来的摩擦阻力。高效节能的油泵同样也帮助了8速的tiptronic变速箱降低了燃料的消耗,与之前的车型相比,全新一代A8的耗油量降低了大约6%。

  8速tiptronic变速箱中加入了一个新式的变矩器锁止离合器。它在正常的行驶状态下是关闭的,这时它将传动系统与发动机直接连接起来。在某些行驶状况下它会采用温和的结合方式——这允许了车辆在较低转速下运行时保持出色的平顺性。8速tiptronic变速箱采用纯电子操控方式,驾驶者可以通过换挡杆或方向盘后的换挡拨片完成挡位切换。

  在R8和R8 Spyder超级跑车中,奥迪使用了源于专业赛车的传动技术——R tronic顺序式变速箱。 它构造紧凑轻巧,极快的换挡速度尤其突出。液压系统承担了管理挡位和离合器的工作,驾驶者的指令通过电子方式被传达。有四种操作方式可供选择,分别是两种手动和两种自动。

  安装于中型和顶级车型中的multitronic是一种无级变速器。由于它的齿比可以任意变化,灵活性强,因此始终能够保持发动机处于最佳转速范围。驾驶者可以通过换挡杆启动运动程序,体验充满乐趣的驾驶风格。同时,也可以选择手动驾驶模式,在八个模拟挡位之间自由切换。

  在许多纵置发动机车型中,奥迪都采用了全新的传动系统布局方式。前轴差速器与变速箱离合器交换位置使前轴的位置前移。因此轴距更长,稳定性更高,直线运动更平稳,并实现了理想的前后轴载分配。

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(责任编辑:贺宁)

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