Jak to działa: silnik 2.0 TSI EA888 Gen.3B Grupy Volkswagena. Nowy cykl spalania to tylko jedna z niespodzianek

Grupa Volkswagena przyzwyczaiła nas do tego, że tworzy mnóstwo wariantów poszczególnych silników. Ta sama uwaga dotyczy jednostek serii EA888, które są z nami od 2007 r. Jak działa najnowsza wersja silnika 2.0 TSI, oznaczana jako Gen.3B?

Silniki serii EA888 zastąpiły m.in. starsze motory EA113. Początkowo dały się poznać jako… wyjątkowo awaryjne, głównie za sprawą jednostek Gen.2. Problemem było ogromne zużycie oleju, wywołane niedopracowaną konstrukcją tłoków i pierścieni tłokowych. W efekcie wiele silników EA888 Gen.2 po prostu się zatarło.

Choć obecnie pojawiają się jeszcze pojedyncze sygnały o problemach ze zużyciem oleju w nowszych autach z silnikami EA888, aktualnie produkowane jednostki tej serii są znacznie poprawione i zdecydowanej większości użytkowników nie sprawiają problemów. Historia tej serii jednostek napędowych nie zakończyła się jednak na Gen.3 – VAG wprowadził kolejne zmiany, tworząc tym samym Gen.3B.

Podstawowe założenia nie uległy zmianie – nadal mamy do czynienia z 4-cylindrowym, turbodoładowanym silnikiem, z 4 zaworami na cylinder i dwoma wałkami rozrządu w głowicy (DOHC). Ciekawiej robi się później.

Jak można odróżnić silniki Gen.3B od Gen.3?

Najprościej i najszybciej – po misce olejowej. Gen.3B mają plastikową w miejsce metalowej. Kolejna duża zmiana to napęd rozrządu, który w nowszym silniku jest… łańcuchowy, co jest dość ciekawym zabiegiem w związku z faktem, że wcale nie tak dawno, wymieniając jednostki 1.4 TSI serii EA111 na nowe EA211, Volkswagen zrezygnował z łańcucha na rzecz paska. Tutaj mamy odwrotną sytuację, ponieważ starsze Gen.3 mają rozrząd paskowy.

No dobrze, a czy to „B” ma jakieś konkretne znaczenie?

A i owszem. Co więcej, to „B” jest w zasadzie najważniejszą zmianą względem wcześniejszych motorów EA888.

Chodzi tu o cykl pracy nowych silników – nie jest to bowiem klasyczny cykl Otto, cykl Atkinsona, ani nawet cykl Millera (będący w istocie wariacją na temat cyklu Atkinsona). „B” oznacza w tym przypadku cykl pracy Budacka. W uproszczeniu można by powiedzieć, że to „odwrotność” cyklu Millera.

Cykl pracy Millera stosowany jest przez samego Volkswagena (w 1.5 TSI), był też używany np. przez Mazdę. Niektórzy potocznie (i błędnie) określają go mianem pięciosuwowego cyklu pracy. Cała idea polega na opóźnionym zamknięciu zaworów ssących – w momencie gdy zaczął się już cykl sprężania. Prowadzi to do obniżenia stopnia sprężania i mocy jednostkowej, ale także do zwiększenia efektywności.

Skoro zatem cykl Budacka jest odwrotnością cyklu Millera, to zawory ssące są zamykane wcześniej – jeszcze przed zakończeniem suwu ssania.

Jakie niesie to za sobą zalety?

Zdaniem inżynierów Grupy Volkswagena – w tym twórcy całej idei, Ralfa Budacka – taki cykl pracy pozwala na osiągnięcie wyższego stopnia sprężania – w przypadku pierwszego silnika Gen.3B, 190-konnej jednostki Volkswagena Tiguana, jest on równy 11,7:1 (w starszym, porównywalnym silniku – 9,6:1). Mamy też lepszą ekonomię. Jakim cudem, skoro to odwrotność zwiększającego efektywność cyklu Millera?

Konstruktorzy tłumaczą to dość obrazowo – skoro zawory ssące są już zamknięte gdy tłok nadal przemieszcza się w dół, to mieszanka paliwowo-powietrzna ulega „rozciągnięciu” – co sprzyja skuteczniejszemu jej zmieszaniu. Pomaga w tym też nowa konstrukcja samego tłoka, inna niż w Gen.3.

Nowa koncepcja sprawia, że Gen.3B szczególnie dobrze sprawdza się w warunkach miejskich, gdzie ważniejsze jest „zbieranie się” z niskich obrotów niż docieranie do końca skali obrotomierza. Ciekawostkę stanowi fakt, że przy mocnym obciążeniu zawory ssące przestają się zamykać wcześniej, sprawiając tym samym, że silnik pracuje wtedy w tradycyjnym cyklu spalania.

Kolejna zaleta cyklu Budacka to warunki pracy jednostki napędowej, szczególnie temperatura. W porównaniu z silnikiem Gen.3, w cylindrze jest nawet o kilkadziesiąt stopni Celsjusza chłodniej.

Czyli to tyle? Inny cykl spalania, zmiana napędu rozrządu i nowa miska olejowa?

Bynajmniej. Silnik EA888 Gen.3B został przekonstruowany niemal w całości względem swego poprzednika, tyle że pozostałe różnice wymagają bardziej dogłębnej analizy.

Jedną ze zmian jest zastosowanie innego kolektora dolotowego. Silnik otrzymał też mniejszą turbosprężarkę. Dzięki takiemu zabiegowi, turbina ma mniejszą bezwładność i wymaga mniejszej energii ze spalin, by ją napędzić – a to sprzyja szybszej reakcji na dodanie gazu.

Pojemność skokowa wynosi 1984 cm3, tak jak w starszych wersjach EA888. Średnica cylindra to 82,5 mm, a skok tłoka – 92,8 mm. Blok silnika wykonany jest z żeliwa, głowica z aluminium. Na pierwszy rzut oka – bez zmian, ale zmienił się kształt komór spalania. Zostały one obniżone o 0,9 mm, odrobinę zmniejszono też zawory ssące i wydechowe i przeniesiono je niżej. Zmieniono też nieco lokalizację wtryskiwaczy paliwa i świec zapłonowych. Warto dodać, że silniki te mają zarówno wielopunktowy, jak i bezpośredni wtrysk paliwa – ale akurat to nie jest nowością w stosunku do Gen.3. Podniesiono za to ciśnienie wtrysku w przypadku bezpośredniego wtrysku paliwa – teraz dochodzi ono do 250 barów.

Oprócz czasów otwarcia zaworów, nowy, czterordzeniowy procesor sterujący pracą silnika kontroluje dodatkowo wznios zaworów ssących – jest on mniejszy podczas pracy na wolnych obrotach i przy częściowym obciążeniu.

Sporo uwagi poświęcono obniżeniu tarcia wewnętrznego – średnica głównego łożyska wału korbowego została zmniejszona z 52 do 48 mm, a łańcuch napędzający wałek wyrównoważający jest teraz węższy. VAG zaleca też stosowanie oleju silnikowego klasy 0W-20.

Pytanie za 100 punktów: czy nowe, 150-konne Audi A4 35 TFSI z silnikiem 2.0 ma motor Gen.3B czy też „leżak magazynowy” Gen.3?

Po konsultacji z jednym z autoryzowanych serwisów Audi, mogę potwierdzić, że A4 35 TFSI ma nowy silnik Gen.3B. Innymi słowy, ostrożnie szacowałbym, że nie ma się co spodziewać powrotu do gamy wersji napędzanych jednostkami 1.4 TFSI lub wprowadzenia 1.5 TFSI. A4 bieżącej generacji jest produkowane już od 2015 r., więc najprawdopodobniej taniej jest dla producenta korzystać z gotowych silników 2.0, niż dostosowywać do wzdłużnego montażu mniejszą jednostkę napędową (obecnie 1.5 TSI/TFSI występuje tylko w wersji do montażu poprzecznego).

Wszystko to wygląda bardzo zachęcająco, ale obawiam się jednego: wspomnianego obniżenia tarcia wewnętrznego. Żeby Grupa Volkswagena nie przejechała się na tym tak jak na EA888 Gen.2…