Audi A2 1.6 FSI
Η Audi, ακολουθώντας τις τεχνολογικές εξελίξεις, καταθέτει τη δική της πρόταση για τους
κινητήρες άμεσου ψεκασμού, υποσχόμενη μεγαλύτερη οικονομία αλλά και περισσότερη δύναμη.
Η ΠPΩTOΠOPIAKH εμφάνιση και κυρίως το αλουμινένιο αμάξωμα σε ένα αυτοκίνητο μαζικής
παραγωγής ήταν τα στοιχεία που τάραξαν τα νερά της αυτοκινητοβιομηχανίας με την
παρουσίαση του Α2. Σήμερα, η Audi προχωρά ένα βήμα παραπέρα και αναβαθμίζει τεχνολογικά
το πακέτο με την τοποθέτηση στο Α2 ενός βενζινοκινητήρα άμεσου ψεκασμού.
Οικονομία και επιδόσεις
Aν και φαίνεται παράξενο, ο κινητήρας του FSI ουσιαστικά προέκυψε, εξελίχθηκε και
δοκιμάστηκε μέσα στους αγώνες. Xρησιμοποιήθηκε, αρχικά, για την εμπλοκή της Audi στο Le
Man, όπου με το πρωτότυπο R8 κατάφερε να κερδίσει το 2000 και 2001, εκμεταλλευόμενη την
οικονομία καυσίμου, άρα και την ανάγκη για λιγότερους ανεφοδιασμούς, αλλά και την
αυξημένη ιπποδύναμη που προσφέρει ο άμεσος ψεκασμός. H «πολιτική» έκδοση διατηρεί τα
βασικά χαρακτηριστικά λειτουργίας, τα οποία μεταβάλλονται ανάλογα με το ρυθμό
περιστροφής. Στις χαμηλές στροφές, η προτεραιότητα δίνεται στην οικονομία. Το φτωχό μίγμα
που δημιουργείται αναφλέγεται χάρη στην υψηλή συμπίεση (12,1:1), η οποία είναι εφικτή,
χωρίς να υπάρχει κίνδυνος αυτανάφλεξης λόγω του ομοιογενούς μίγματος αλλά και της χαμηλής
θερμοκρασίας του (από τον ψεκασμό του πιο ψυχρού καυσίμου μέσα στο θάλαμο). Σε αυτή την
περιοχή στροφών (περίπου μέχρι τις 3.000 σ.α.λ.), που απαντάται κυρίως στις συνθήκες
λειτουργίας μέσα στην πόλη, η απόκριση είναι γραμμική, αν και η ροπή δεν είναι αντίστοιχη
αυτής που περιμένεις από έναν κινητήρα 1,6 λίτρων. Aπό εκεί και πέρα, καθώς οι στροφές
ανεβαίνουν, η εικόνα είναι τελείως διαφορετική. Aν και το επίπεδο θορύβου αυξάνεται
σημαντικά, ο κινητήρας φθάνει εύκολα μέχρι το όριο περιστροφής του, καθώς το πλούσιο
πλέον μίγμα αέρα-καυσίμου και η μεγάλη συμπίεση προσφέρουν πολύ καλά αποθέματα ισχύος και
ροπής, που είναι και το ζητούμενο σε αυτή την περιοχή λειτουργίας. Δεν είναι τυχαίο,
λοιπόν, πως σε συνδυασμό με το ελαφρύ αλουμινένιο αμάξωμα οι επιδόσεις του A2 βρίσκονται
πάνω από το μέσο όρο της κατηγορίας. Tα 100 χλμ. από στάση έρχονται σε 11,2??, ενώ ακόμα
πιο θετικές είναι οι εντυπώσεις από τις επιταχύνσεις εν κινήσει, όπου για τα 50-80
χλμ./ώρα με 3η απαιτούνται 5,7??, για τα 80-110 χλμ./ώρα με 4η 8,4?? και για τα 120-140
χλμ./ώρα με 5η 9,8??. Aπολύτως ικανοποιητικά είναι, όμως, και τα αποτελέσματα σε ό,τι
αφορά την κατανάλωση καυσίμου, που με οικονομική οδήγηση κατεβαίνει εύκολα κάτω από τα 9
λίτρα/100 χιλιόμετρα, ενώ η μέση τιμή της δεν υπερβαίνει τα 10 λίτρα/100 χιλιόμετρα.
Aπό εκεί και πέρα, η ύπαρξη του νέου κινητήρα δεν έχει μεταβάλει τα δυναμικά
χαρακτηριστικά σε επίπεδο οδικής συμπεριφοράς. Oι μικρές αλλαγές που έχουν γίνει στις
ρυθμίσεις της ανάρτησης έχουν βελτιώσει την ήδη πολύ καλή ποιότητα κύλισης, ενώ συνολικά
το αυτοκίνητο παραμένει εξαιρετικά ασφαλές και προβλέψιμο, με το ESP να περιορίζει τις
όποιες τάσεις υποστροφής.
H φιλοσοφία παραμένει
O νέος κινητήρας ενισχύει συνολικά την εικόνα του A2, προσθέτοντας τις καλές επιδόσεις
αλλά και την οικονομία στην ήδη γνωστή ποιότητα κατασκευής και την ασφαλή συμπεριφορά.
Aπό εκεί και πέρα, όμως, υπάρχει πάντα το υψηλό αντίτιμο, που στη βασική έκδοση ξεπερνά
τα 22.000 ευρώ, οπότε το high-tech «πακέτο» παραμένει μια ειδική πρόταση, με στόχο το πιο
εύπορο αγοραστικό κοινό, που αναζητά το κύρος και την αίγλη του διαφορετικού._ 4T
AUDI A2 1.6 FSI
YΠEP
? Eπιδόσεις
? Kατανάλωση
? Ποιότητα
KATA
? Tιμή αγοράς
ΑΠΟ ΤΕΧΝΙΚΗ ΣΚΟΠΙΑ
ΔEKA ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΚΙΝΗΤΗΡΕΣ ΑΜΕΣΟΥ ΨΕΚΑΣΜΟΥ ΒΕΝΖΙΝΗΣ
1. Ποιοι λόγοι ώθησαν στην κατασκευή κινητήρων άμεσου ψεκασμού;
Τα τελευταία δεκαπέντε χρόνια, η διεθνής αυτοκινητοβιομηχανία έχει κάνει σημαντικά βήματα
προόδου στον περιορισμό των άμεσα επιβλαβών για την υγεία ρύπων που εκπέμπουν τα
αυτοκίνητα, κάτω από την πίεση ολοένα και πιο αυστηρών κυβερνητικών περιορισμών. Το ίδιο
χρονικό διάστημα, όμως, η ανθρωπότητα συνειδητοποίησε ένα νέο κίνδυνο για το περιβάλλον,
το φαινόμενο του θερμοκηπίου. Υπεύθυνο γι? αυτό είναι το διοξείδιο του άνθρακα, το αέριο
προϊόν κάθε τέλειας καύσης, δηλαδή ο? μέχρι σήμερα στόχος κάθε γνωστής αντιρυπαντικής
τεχνολογίας. Έτσι, λίγο πριν από το τέλος του 20ού αιώνα, έκαναν την εμφάνισή τους και οι
πρώτες νομοθεσίες για τον περιορισμό των εκπομπών του διοξειδίου του άνθρακα, πράγμα που,
όσον αφορά τους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Μια άμεσα εφαρμόσιμη και εφικτή λύση που
προτείνεται για τους κινητήρες εσωτερικής καύσης είναι ο άμεσος ψεκασμός του καυσίμου.
2. Πρόκειται για κάποια καινούργια ανακάλυψη;
Όχι και τόσο καινούργια, γιατί είναι ήδη γνωστή εδώ και μερικές δεκαετίες από τους
κινητήρες ντίζελ. Τότε γιατί δε γινόταν το ίδιο και με τη βενζίνη πιο πριν; Η απάντηση
βρίσκεται στο πόσο εύκολα αναφλέγεται κάθε καύσιμο. Το πετρέλαιο κίνησης αναφλέγεται
αμέσως μόλις η θερμοκρασία ξεπεράσει ένα συγκεκριμένο όριο, ανεξάρτητα από την αναλογία
αέρα-καυσίμου. Γι? αυτό και η τεχνολογία ντίζελ στάθηκε στα? πόδια της πολύ πριν η
μικροηλεκτρονική επιτρέψει τον ακριβή έλεγχο του μίγματος. Αντίθετα, η αυτανάφλεξη της
βενζίνης είναι σχεδόν αδύνατη. Χρειάζεται ηλεκτρικός σπινθήρας από μπουζί τη σωστή
χρονική στιγμή, στοιχειομετρική αναλογία αέρα-καυσίμου και μεγάλη ακρίβεια στο χρόνο και
στη θέση σχηματισμού του μίγματος, ώστε σε συνδυασμό με το σπινθήρα να έχουμε καλή έκρηξη
και ομοιόμορφη καύση. Χρειάστηκε πρώτα η πλήρης κατανόηση των φυσικών παραμέτρων της
καύσης του μίγματος και η εξέλιξη της μικροηλεκτρονικής για τον ακριβέστερο έλεγχό τους,
για να επιτευχθεί το αυτονόητο πλέον: ένας κινητήρας με τη θερμοδυναμική απόδοση ενός
ντίζελ και τις επιδόσεις ενός βενζινοκινητήρα.
3. Τι αλλάζει με τον άμεσο ψεκασμό σε έναν κινητήρα βενζίνης;
Το μυστικό βρίσκεται στον ψεκασμό του καυσίμου απευθείας μέσα στον κύλινδρο, δηλαδή μετά
τις βαλβίδες εισαγωγής. Για να γίνει αυτό, απαιτείται αυξημένη πίεση της τροφοδοσίας της
βενζίνης. Γι? αυτό φροντίζει μια μηχανική αντλία μονού εμβόλου, η οποία κινείται από τον
εκκεντροφόρο και τροφοδοτεί το συλλέκτη καυσίμου με βενζίνη υπό μεγάλη πίεση. Η βενζίνη
φτάνει από το ρεζερβουάρ στην αντλία αυτή με τη βοήθεια της γνωστής ηλεκτρικής αντλίας
χαμηλής πίεσης που είναι εμβαπτισμένη στο ρεζερβουάρ.
4. Τι σημαίνει «Stratified»;
Το σύστημα τροφοδοσίας ενός κινητήρα βενζίνης άμεσου ψεκασμού έχει τη δυνατότητα να
λειτουργεί με δύο διαφορετικά προγράμματα ψεκασμού, ανάλογα με τις συνθήκες οδήγησης.
Αυτό το χαρακτηριστικό είναι γνωστό με το όνομα Stratified.
Το πρώτο πρόγραμμα είναι το Πρόγραμμα Φτωχού Μίγματος. Χρησιμοποιείται στο ρελαντί και σε
κανονικές συνθήκες οδήγησης, με σταθερή ταχύτητα και χωρίς ξαφνικές επιταχύνσεις. Το
καύσιμο ψεκάζεται σε μικρή ποσότητα μέσα στον κύλινδρο, στα τελευταία στάδια του χρόνου
συμπίεσης πριν από την ανάφλεξη. Έτσι, σχηματίζεται πολύ κοντά στο μπουζί ένα ομοιογενές,
πολύ φτωχό μίγμα (αναλογία 40:1, όταν το στοιχειομετρικό είναι 14,7:1 ― ένας συμβατικός
κινητήρας δεν μπορεί να λειτουργήσει με μίγμα φτωχότερο από 22:1), κατάλληλο για καύση.
Ειδικές τεχνικές χρησιμοποιούνται για τον καλύτερο σχηματισμό του μίγματος. Έτσι, γίνεται
δυνατή η λειτουργία του κινητήρα με πολύ φτωχό μίγμα, επιτυγχάνοντας θερμοδυναμική
απόδοση στα επίπεδα υπερτροφοδοτούμενου κινητήρα ντίζελ.
Το άλλο πρόγραμμα λειτουργίας του κινητήρα άμεσου ψεκασμού είναι το Πρόγραμμα Υψηλής
Απόδοσης. Χρησιμοποιείται κατά την επιτάχυνση και σε συνθήκες πλήρους φορτίου (π.χ., σε
ανηφόρα με φορτωμένο αυτοκίνητο ή κατά την οδήγηση με τέρμα γκάζι και ταχύτητα που
πλησιάζει την τελική). Σε αυτό το πρόγραμμα ψεκάζεται καύσιμο, όταν το έμβολο κινείται
ακόμα προς τα κάτω κατά το χρόνο εισαγωγής. Έτσι, σχηματίζεται ένα ομοιογενές
στοιχειομετρικό ή και πλούσιο μίγμα, όπως και στους συμβατικούς κινητήρες, μόνο που εδώ η
απόδοση είναι καλύτερη χάρη στα ειδικά σχεδιαστικά χαρακτηριστικά του κινητήρα άμεσου
ψεκασμού, αλλά και για άλλους λόγους που εξηγούνται στη συνέχεια:
? Το καύσιμο ψεκάζεται απευθείας μέσα στον κύλινδρο κατά το χρόνο εισαγωγής και
εξατμίζεται, ψύχοντας έτσι τον εισερχόμενο αέρα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη συστολή του
εισερχόμενου αέρα και τη δημιουργία χώρου για να εισέλθει και άλλος στον κύλινδρο.
Έχουμε, δηλαδή, καλύτερη πλήρωση του κυλίνδρου με αέρα.
? Η ψύξη του αέρα εισαγωγής περιορίζει επίσης το φαινόμενο της προανάφλεξης που μειώνει
την απόδοση των συμβατικών κινητήρων. Στους τελευταίους, μια ακόμα αιτία για το φαινόμενο
είναι η συγκέντρωση υγρού καυσίμου στα τοιχώματα των θυρίδων εισαγωγής. Κάτι τέτοιο δεν
μπορεί να συμβεί στον κινητήρα άμεσου ψεκασμού, αφού το καύσιμο ψεκάζεται απευθείας μέσα
στον κύλινδρο.
? Τέλος, ένα από τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά που αυξάνουν την απόδοση σε συνθήκες
πλήρους φορτίου είναι ο ψεκασμός σε δύο στάδια. Μόνο το 25% του καυσίμου ψεκάζεται κατά
το χρόνο εισαγωγής, ενώ το υπόλοιπο στα τελευταία στάδια του χρόνου συμπίεσης, όπως
συμβαίνει και στο Πρόγραμμα Φτωχού Μίγματος. Έτσι, το μίγμα στην αρχή της συμπίεσης είναι
πολύ φτωχό και στο τέλος πλούσιο. Η προανάφλεξη εμφανίζεται συνήθως με στοιχειομετρικό
μίγμα. Στο τελευταίο στάδιο της συμπίεσης, ο θάλαμος καύσης είναι χωρισμένος σε δύο μέρη,
λόγω της ειδικής διαμόρφωσης της κεφαλής του εμβόλου. Στη μια πλευρά, βρίσκεται το πολύ
φτωχό μίγμα που σχηματίστηκε κατά το χρόνο εισαγωγής και στην άλλη το πλούσιο μίγμα που
σχηματίζεται στο τελευταίο στάδιο της συμπίεσης. Το φτωχό μίγμα δεν μπορεί να αναφλεγεί,
ενώ το πλούσιο δεν μπορεί να καεί πλήρως λόγω έλλειψης αέρα. Όμως, λόγω της εξέλιξης της
καύσης στην πλευρά του πλούσιου μίγματος, το άκαυστο καύσιμο εκτοπίζεται προς την πλευρά
του φτωχού, το οποίο έτσι εμπλουτίζεται και αναφλέγεται. Το αποτέλεσμα είναι η πλήρης
καύση του μίγματος, η αύξηση της απόδοσης και η μείωση των εκπομπών άκαυστων
υδρογονανθράκων.
5. Τι πλεονεκτήματα δίνει ο άμεσος ψεκασμός της βενζίνης σε σχέση με τις άλλες
τεχνολογίες μείωσης των ρύπων;
Σύμφωνα με τους κατασκευαστές που προωθούν αυτή την τεχνολογία, οι κινητήρες άμεσου
ψεκασμού βενζίνης πλεονεκτούν όχι μόνο έναντι των συμβατικών κινητήρων, αλλά και έναντι
άλλων, νέων και πιο? εξωτικών τεχνολογιών. Ο λόγος είναι ότι σε σχέση με τους συμβατικούς
κινητήρες εκπέμπουν λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα κατά τη λειτουργία τους. Κατά τα άλλα,
οι μέθοδοι παραγωγής και ανακύκλωσης είναι ακριβώς ίδιες με τις μέχρι σήμερα γνωστές,
οπότε από αυτή την άποψη δεν υπάρχει διαφοροποίηση από τις ικανοποιητικές, σε αυτούς τους
τομείς, επιδόσεις. Σε σύγκριση με τις άλλες νέες τεχνολογίες (ηλεκτρικά αυτοκίνητα,
ενεργειακές κυψέλες κτλ.) που συζητούνται αυτό τον καιρό, οι κινητήρες άμεσου ψεκασμού,
βέβαια, εκπέμπουν περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα κατά τη λειτουργία τους. Από την άλλη
πλευρά, όμως, οι νέες τεχνολογίες επιβαρύνουν πολύ περισσότερο το περιβάλλον κατά τη φάση
της παραγωγής τους και της ανακύκλωσης στο τέλος της ζωής τους (οι μπαταρίες και οι
ενεργειακές κυψέλες κατασκευάζονται από εξεζητημένα κράματα μετάλλων, όχι και τόσο φιλικά
στο περιβάλλον). Έτσι, συνολικά και από? μακροσκοπική άποψη, πάντα σύμφωνα με τους
κατασκευαστές κινητήρων εσωτερικής καύσης, επιβαρύνουν περισσότερο το περιβάλλον απ? ό,τι
οι κινητήρες άμεσου ψεκασμού.
6. Τι κερδίζουμε στην πράξη;
Για τους λόγους που εξηγήσαμε παραπάνω, είναι δυνατή η αύξηση της συμπίεσης μέχρι και
12,5:1, που μαζί με την πλήρη καύση του μίγματος αποτελούν παράγοντες σημαντικής αύξησης
της απόδοσης του κινητήρα και σε συνθήκες υψηλών απαιτήσεων. Το τελικό αποτέλεσμα είναι η
μείωση της κατανάλωσης καυσίμου, που ξεκινάει από 15% και φτάνει στα 33%, ανάλογα με τις
συνθήκες λειτουργίας. Και αυτό μεταφράζεται σε ίσα ποσοστά μείωσης των εκπομπών
διοξειδίου του άνθρακα.
7. Πώς επιτυγχάνεται η μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα;
Στο ερώτημα αυτό, η απάντηση είναι η απλούστερη που θα μπορούσατε να φανταστείτε:
μειώνοντας την κατανάλωση του καυσίμου! Το διοξείδιο του άνθρακα είναι προϊόν τέλειας
καύσης και η εκπεμπόμενη ποσότητά του είναι ανάλογη με το καύσιμο που καίγεται. Αν
καταφέρουμε να παράγουμε το ίδιο αποτέλεσμα καταναλώνοντας λιγότερο καύσιμο, τότε έχουμε
αυτόματα μειώσει και το εκπεμπόμενο διοξείδιο του άνθρακα. Αυτό, βέβαια, σημαίνει αύξηση
της θερμοδυναμικής απόδοσης.
8. ¶ξιζε τον κόπο να γίνουν όλα αυτά για μείωση της κατανάλωσης που μπορεί να είναι μόνο
15%;
Εκτός από τη μείωση της κατανάλωσης και των εκπομπών του διοξειδίου του άνθρακα, η
τεχνολογία άμεσου ψεκασμού επιτρέπει την παραπέρα μείωση και των υπόλοιπων ρύπων. Οι
υδρογονάνθρακες μειώνονται χάρη στη γρηγορότερη προθέρμανση του καταλύτη μετά την
εκκίνηση. Έπειτα από αυτήν, ο κινητήρας λειτουργεί στο ρελαντί με το Πρόγραμμα Φτωχού
Μίγματος. Το καύσιμο ψεκάζεται λίγο πριν από το ΑΝΣ στο χρόνο συμπίεσης και αμέσως μετά
ακολουθεί η έκρηξη και η εκτόνωση. Στα πρώτα λεπτά της λειτουργίας στο ρελαντί, τα μπεκ
ψεκάζουν για δεύτερη φορά καύσιμο κατά την εκτόνωση. Έτσι, το μίγμα καίγεται για δεύτερη
φορά και η θερμοκρασία των καυσαερίων τετραπλασιάζεται, μειώνοντας στο μισό το χρόνο
προθέρμανσης του καταλύτη και κατά συνέπεια την εκπομπή υδρογονανθράκων μετά την
εκκίνηση. Κάτι τέτοιο δε θα ήταν δυνατό σε ένα συμβατικό κινητήρα, αφού ψεκασμός σε χρόνο
συμπίεσης και εκτόνωσης, δηλαδή με κλειστές τις βαλβίδες, δεν μπορεί να γίνει. Επίσης, με
τον άμεσο ψεκασμό μπορεί να επιτευχθεί και μείωση της εκπομπής των οξειδίων του αζώτου,
του κύριου υπευθύνου για το νέφος. Ο τρόπος μείωσης των οξειδίων του αζώτου είναι η
επανακυκλοφορία των καυσαερίων, η επανεισαγωγή τους, δηλαδή, στο θάλαμο καύσης. Η μέθοδος
αυτή χρησιμοποιήθηκε στην πρώτη γενιά συστημάτων ηλεκτρονικού ελέγχου κινητήρων βενζίνης,
για να εγκαταλειφθεί στη συνέχεια λόγω της εξέλιξης των προγραμμάτων ελέγχου και της
τεχνολογίας των καταλυτών. Ο λόγος αυτής της εγκατάλειψης ήταν ότι η επανακυκλοφορία των
καυσαερίων εμπόδιζε την καύση και μείωνε την απόδοση. Με την τεχνολογία του άμεσου
ψεκασμού, η πυκνότητα του μίγματος στο θάλαμο καύσης είναι τέτοια, που επιτρέπει την
επανακυκλοφορία των καυσαερίων, χωρίς να επηρεάζεται η απόδοση του κινητήρα, με
αποτέλεσμα τη μείωση των εκπομπών των οξειδίων του αζώτου σε ποσοστό μέχρι και 70% σε
σχέση με τους συμβατικούς κινητήρες.
9. Θα επηρεαστεί ο μέσος καταναλωτής από τη νέα τεχνολογία;
Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι ότι η τιμή ενός αυτοκινήτου με κινητήρα άμεσου ψεκασμού
βρίσκεται στα ίδια επίπεδα με εκείνη ενός συμβατικού, ενώ ίδιες είναι και οι απαιτήσεις
όσον αφορά τη χρήση και τη συντήρηση. Έτσι, ο μέσος καταναλωτής, που είναι εξοικειωμένος
με την τρέχουσα τεχνολογία, δεν έχει κανένα πρόβλημα να το αγοράσει.
10. Τι μέλλον έχει αυτή η τεχνολογία, όταν παντού ακούμε για την προώθηση τεχνολογιών με
αντικείμενο την ηλεκτροκίνηση;
Η τεχνολογία του άμεσου ψεκασμού δείχνει ότι τα περιθώρια εξέλιξης των κινητήρων
εσωτερικής καύσης δεν έχουν ακόμα εξαντληθεί. Παρά τις αλλεπάλληλες αναπροσαρμογές των
ορίων ρύπων από τις ολοένα και αυστηρότερες νομοθεσίες, ο υπεραιωνόβιος κινητήρας
καταφέρνει να ξαναγεννιέται συνεχώς από τις στάχτες του, αρνούμενος πεισματικά να δώσει
τη θέση του σε άλλα συστήματα κίνησης. ¶λλωστε, από τη στιγμή που είναι νόμιμος και
φτηνότερος από κάθε άλλο ανταγωνιστή του, θα εξακολουθεί να είναι ο κυρίαρχος του
παιχνιδιού._ Π. Σ.