Motor CWZ Audi S1

Una joya de la ingeniería
MOTOR AUDI S1 2015
¿EL MOTOR DEL GTI MK7? CREO QUE NO

Durante años, Audi ha usado los mismos motores que el resto del grupo VAG, pero con diferenciaciones. En el Audi S1, esto se ha llevado un punto más allá, creando una pequeña joya de ingeniería que hace del conjunto un coche muy divertido, rápido y eficaz de serie.

Este motor está basado en el motor del VW GOLF GTI MK7, pero tiene pequeñas diferencias que lo hacen mucho más efectivo.

En REVO PERFORMANCE SPAIN hemos estado desarrollando varias soluciones de potenciación y mejora de este vehículo. Desde electrónicas a hardware como admisiones, frenos, etc, y hoy hemos decidido exponer los conocimientos técnicos del motor, que hemos adquirido para el desarrollo de todo lo anterior. Aquí va:

audi-s1_cwz_engine_ser1_02DESCRIPCIÓN GENERAL

El motor CWZ de Audi es un motor turbo de gasolina de 2.0 litros que se ensambla en el Audi S1 y S1 Sportback 8x. Es un miembro destacado de la familia EA888 Gen 3 del grupo VAG que cumple holgadamente la normativa Euro6. El motor incluye:

  • Bloque de hierro de fundición gris
  • Cigüeñal de acero forjado
  • Doble árbol de levas con cuatro válvulas por cilindro
  • Admisión variable y sincronización de válvulas de escape
  • Doble etapa de elevación de la válvula de escape según demanda
  • Un turbocompresor IHI I20 que proporciona una presión de sobrealimentación pico alrededor de 1,4 bar
  • Inyección directa e inyección indirecta electrónica multipunto
  • Relación de compresión de 9,3: 1
  • Velocidad máxima del motor de 6800 rpm limitada electrónicamente

El motor CWZ tiene una culata, de fundición gris (GJL 250) y una carrera de 92,8 mm para una capacidad de 1984 cc. Para este motor de posición transversal, se utilizan unas paredes de cilindro de un espesor nominal de 3,0 mm a +/- 0,5 mm. Dentro del bloque de cilindros, tiene dos árboles de equilibrado para contrarrestar las fuerzas de inercia de segunda fase. Los árboles de equilibrado horizontalmente escalonados, giran a dos veces la velocidad del cigüeñal en direcciones opuestas una de la otra, con la dirección del segundo eje invertido por un engranaje sin fin. Los árboles de equilibrado se hicieron de fundición de grafito esferoidal y, para el motor CWZ, se introdujeron los rodamientos de rodillos de baja fricción.

 

CIGÜEÑAL, BIELAS Y PISTONES

El motor CWZ tiene un cigüeñal de acero forjado que fue endurecido por inducción y ensamblado sobre cinco cojinetes principales. El cigüeñal tiene cuatro contrapesos y los cojinetes principales son de 48 mm de diámetro. Las barras de conexión para el motor están agrietadas para el montaje de precisión y para reducir el movimiento de la tapeta de cojinete bajo carga. Para el motor CWZ, se aplicó un nuevo recubrimiento forjado del pistón. Además, se introdujo un sistema de control electrónico para controlar el caudal de aceite para el enfriamiento de los pistones.

 

CULATA

El motor CWZ tiene una culata de flujo transversal y se ha montado con una junta de culata de metal de tres capas. El colector de escape se integró en la culata. Por otra parte, la culata tiene un bucle de escape para la recirculación de gases refrigerados por agua, de manera que el enriquecimiento a plena carga (es decir, enriquecer la mezcla de combustible / aire a cargas más altas) ya no es necesario para la refrigeración, con objeto de optimizar el consumo de combustible con cargas elevadas y pasar Euro6.

 

LEVAS Y VÁLVULAS

El motor CWZ está hidro-formado, con dobles árboles de levas que son movidos por cadenas de engranajes (en lugar de cadenas de rodillos). Las válvulas de admisión y de escape son accionadas por levas de rodillos con cojinetes de agujas y ajustadores hidráulicos de holgura de la válvula. Ambas válvulas de admisión y de escape fueron forjadas y se han reforzado los asientos. Mientras que las válvulas de admisión tienen sólidos metales, las válvulas de escape también se templaron y tienen un compuesto con sodio para la mejor disipación de calor.

 

DISTRIBUCIÓN VARIABLE Y LA ELEVACIÓN DE LAS VÁLVULAS DE ESCAPE

El motor CWZ tiene admisión variable y sincronización de las válvulas de escape, así como válvulas de escape variables para un mejor control del proceso de intercambio de carga. El sistema de elevación de la válvula de escape variable se basa en el ‘Audi Valve Lift’ (AVS) por el que el árbol de levas tiene dos contornos de elevación de la válvula para cada válvula de escape (pequeños y grandes). En este sistema, cambiar entre los dos contornos del lóbulo de la leva se logra por el desplazamiento longitudinal de los elementos de leva a través de accionadores de tipo solenoide electromagnético. Un actuador mueve los empujadores de leva en el árbol de levas, mientras que el otro actuador restablece el elemento de leva para la elevación de la válvula pequeña. A velocidades bajas del motor (hasta alrededor de 3100 rpm), el pequeño perfil de contorno lóbulo de la leva se utiliza para:

  • Proporcionar abertura de la válvula de escape
  • Evitar que el reflujo de los gases de escape durante la fase de cruce de válvulas
  • Habilitar sincronización de la válvula de admisión avanzada.

En concreto, el excedente de presión del cilindro en positivo, permite a la cámara de combustión ser “purgada” con eficacia. Como resultado, se obtiene un mayor par de torsión a bajas velocidades del motor (RPM) y la presión de carga puede ser acumulada más rápido. A velocidades altas del motor, se utiliza el perfil de leva grande. Para el motor CWZ, el árbol de levas de admisión es continuamente ajustable en un rango de 60 grados en relación con el cigüeñal, mientras que el árbol de levas de escape es ajustable en un rango de 30 grados.

 

TURBOCOMPRESOR IHI

El motor CWZ tiene un turbocompresor IHI I20 que se integró con el colector de escape y llega a ofrecer una presión de sobrealimentación máxima de 1,4 bar (20,3 psi) de serie. Las características del turbocompresor IHI incluyen:

  • Aleación especial de la aspa de turbina que puede soportar temperaturas de los gases de escape hasta 980 grados Celsius.
  • Un actuador de válvula de descarga eléctrica que reduce la presión de sobrealimentación cuando no se necesita energía, lo que reduce el consumo de combustible.
  • Un amortiguador de vibraciones.
  • Un sensor de oxígeno (Sonda Lambda) montado directamente encima de la rueda de la turbina. [Sólo las sondas Lambda de estos motores necesitarían un reportaje a parte del doble de este ]

 

SISTEMA DE ENFRIAMIENTO

El motor CWZ introduce un sistema de control de refrigerante completamente electrónico para una gestión térmica más eficiente. El sistema incluye un nuevo tipo de módulo de paletas rotativas (flaps) que podría bloquear la entrada del líquido refrigerante en el motor o ajustarse a los bajos flujos volumétricos en fase de calentamiento del motor. Como resultado, se logran tiempos de calentamiento más cortos, lo que reduce las pérdidas por fricción, mejorar la economía de combustible y ayuda a pasar Euro6. A temperaturas más altas del motor, la temperatura del refrigerante se puede modificar de forma rápida y de forma variable en función de la carga del motor y las limitaciones externas.

Este apartado es de especial importancia al reprogramar una ECU de este motor o similares para evitar, especialmente, la rotura de Turbos que recordemos se refrigeran por dicho circuito de agua.

 

INYECCIÓN DIRECTA e INDIRECTA

SISTEMA INYECCIÓN AUDI S1 2015El motor de inyección CWZ tiene inyección directa e indirecta de combustible a través de conjuntos separados de 4×2 inyectores. El motor CWZ adopta un sistema de doble inyección para reducir las emisiones de partículas y cumplir con las normas de emisiones Euro6.

El sistema de inyección directa utiliza inyectores de seis orificios que proporcionan una presión de combustible de hasta 200 bar. Basado en la información recibida por los sensores, el sistema de gestión del motor (Otra vez la ECU) controla el volumen de inyección y el momento de cada tipo de inyector de combustible, de acuerdo con la carga del motor y la velocidad del motor, para optimizar la mezcla Aire / Combustible. El sistema de inyección tiene los siguientes condiciones de funcionamiento:

  • Arranque en frío: Los inyectores indirectos proporcionan una mezcla de aire homogéneo de mezcla de combustible en la cámara de combustión, aunque la mezcla alrededor de las bujías se estratifica por inyección durante la carrera de compresión con los inyectores directos. Además, el tiempo de encendido se retarda para elevar la temperatura del gas de escape de manera que el convertidor catalítico podría alcanzar la temperatura de funcionamiento con mayor rapidez.
  • Bajas RPM del motor: La inyección indirecta y la inyección directa de aire mezclan combustible para estabilizar la combustión, mejorar la eficiencia de combustible y reducir las emisiones (Otra vez Euro6).
  • De medios a altas RPM del motor y elevadas demandas, se utiliza inyección directa únicamente, para utilizar el efecto de enfriamiento del combustible al entrar en la cámara de combustión y aumentar el volumen de aire de admisión y la eficiencia de carga.

Y esto es sólo un pequeño porcentaje de la información que hemos manejado, salvo error u omisión.

En unas semanas, seguiremos con más:

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