Nowy, widlasty silnik V6 z doładowaniem za pomocą kompresora
Nowy silnik 3.0 TFSI: Hightech-V6 łączy w sobie dużą moc i niezwykłą efektywność. Nowa jednostka napędowa o mocy 213 kW (290 KM) i momencie obrotowym 420 Nm doskonale łączy dwie nowoczesne technologie: doładowanie za pomocą kompresora i bezpośredni wtrysk benzyny. Audi planuje wprowadzić nowy silnik do produkcji seryjnej jeszcze w tym roku.
Tradycja stosowania silników z doładowaniem w Audi sięga już lat 30tych ubiegłego stulecia. Już w tamtych czasach, napędzane przez 12- i 16-cylindrowe silniki o mocy 440 kW (600 KM), legendarne samochody Grand-Prix, wyposażone były w kompresory. W latach 70 zaczęto natomiast stosować w Audi turbosprężarkę, co przełożyło się nie tylko na zwycięstwa w sportach motorowych, lecz także na duży sukces na rynku. Obecnie znów wykorzystywany jest kompresor. Dla nowego, trzylitrowego TFSI: Hightech-V6 jest on idealną technologią doładowania. Litera "T" używana do opisu silników Audi, nie oznacza już zatem wyłącznie turbosprężarki.
Wyższość mechanicznej sprężarki nad doładowaniem biturbo, w tym silniku, została wykazana w szczegółowych badaniach porównawczych. Połączenie jej z bezpośrednim wtryskiem benzyny, pozwala na efektywniejsze wykorzystanie miejsca w komorze silnika, bardziej wydajnej pracy w zakresie niskich obrotów oraz dynamicznej reakcji na wciśnięcie pedału gazu. Umieszczenie sprężarki w 90-stopniowym rozwidleniu rzędów cylindrów, w miejscu kolektora ssącego jest możliwe dzięki jej niezwykle zwartej budowie. Silnik dysponuje nieprzeciętną siłą ciągu podczas ruszania, gdyż sprężarka jest przez niego napędzana za pomocą paska wielorowkowego i natychmiastowo dysponuje pełną mocą sprężania. Maksymalny moment obrotowy zaczyna się przy 2 500 obr./min i utrzymuje się do 4 850 obrotów, wynosząc 420 Nm.
Moment obrotowy wytwarzany jest niezwykle szybko, ponieważ drogi przepływu powietrza za kompresorem są wyjątkowo krótkie. Trzylitrowa jednostka osiąga maksymalnie 6 500 obrotów, natomiast jej maksimum mocy to 213 kW (290 KM). Silnik TFSI został sportowo sprzężony z pedałem gazu, co uwidacznia się w jego dynamicznej i zdecydowanej reakcji.
Wyjątkowo małe zużycie paliwa
Trzylitrowy TFSI poza ogromną mocą i świetnymi osiągami, gwarantuje także niewielkie zużycie paliwa. Dodatkowy wzrost efektywności uzyskano dzięki dłuższym przełożeniom skrzyni biegów. Nie byłoby jednak możliwe ich zastosowanie, gdyby nie duża siła ciągu silnika. Nowy widlasty V6 w niemalże wszystkich modelach Audi, z podłużną zabudową jednostki napędowej, będzie zużywał zdecydowanie poniżej 10 litrów paliwa na 100 km. Może być zasilany zarówno benzyną "Super" jak i "Normal". Te osiągi sprawiają, że już teraz silnik ten jest dostosowany do wymagań przyszłościowej normy Euro 5, traktującej o czystości spalin. Tak doskonała efektywność została osiągnięta dzięki bezpośredniemu wtryskowi benzyny - technologii Audi, zgodnie z koncepcją FSI. Umożliwia ona umocowanie kompresora za przepustnicą powietrza, co odróżnia je od dotychczasowych rozwiązań. Lekka praca wirników jest spowodowana niewielką gęstością powietrza, które jest zasysane w zakresach obciążeń poniżej doładowania oraz podczas hamowania silnikiem.
Sprężanie silnika na poziomie 10,5:1 jest kolejnym ważnym czynnikiem mającym wpływ na wzrost efektywności. Nie bez znaczenia pozostaje również wtrysk bezpośredni. Intensywnie zawirowane paliwo zmniejsza skłonność do stukowego spalania, ponieważ chłodzi komorę spalania podczas wtrysku. W trzylitrowym silniku TFSI zastosowano sprężarkę Roottsa. Składa się ona z dwóch czteroskrzydłowych tłoków obrotowych, obracających się z prędkością 23 tysięcy obrotów na minutę. Przestrzeń pomiędzy tłokami to zaledwie tysięczne części milimetra. System ten umożliwia dostarczenie jednej tony powietrza na godzinę i wtłoczenie go do komór spalania pod ciśnieniem sięgającym 0,8 bara.
Razem obudowane zostały dwie aluminiowe chłodnice powietrza doładowującego typu woda/powietrze, podłączone do osobnego układu cieczy chłodzącej. Są one odpowiedzialne za schładzanie zasysanego, sprężonego i rozgrzanego powietrza, celem zwiększenia w nim udziału tlenu, niezbędnego w procesie spalania. Hałasy wytwarzane przez kompresor zostały ograniczone do minimum, dzięki szeregowi udoskonaleń konstrukcyjnych.
Sama jednostka napędowa należy do rodziny niezwykle nowoczesnych silników widlastych Audi. Nowoczesność tych silników znajduje swoje odzwierciedlenie w ich charakterystyce: cylindry rozwidlone pod kątem 90 stopni oraz lekka konstrukcja (skrzynia korbowa będąca odlewem aluminiowo-krzemowym o wadze 33 kg). Łącznie z kompresorem, kompletny agregat waży tylko 189 kilogramów. Pojemność skokowa jednostki wynosi 2 995 cm3 - średnica cylindrów to 84,5 mm, a skok tłoka wynosi 89 mm.
Udoskonalenia w skrzyni korbowej
Do konstrukcji nowego widlastego V6, inżynierowie Audi wykorzystali szereg udoskonaleń technologicznych. Zadbano o uzyskanie minimalnego tarcia we wszystkich częściach silnika oraz dostosowano skrzynię korbową do wysokich ciśnień spalania. O kąt 42 stopni obrotu wału korbowego mogą się przestawiać obydwa wałki rozrządu zaworów wlotowych. Klapy zawirowania w kanałach ssących wspierają najefektywniejsze tworzenie mieszanki wprawiając w ruch dostarczane powietrze.
Inżynierowie Audi na nowo skonstruowali system wtrysku paliwa. Paliwo jest wtryskiwane bezpośrednio do komór spalania pod ciśnieniem 150 barów, za pomocą systemu Common Rail z wtryskiwaczami sześciootworowymi. Dynamika tych wtryskiwaczy jest niezwykle wysoka. Dzięki temu, w szerokich zakresach charakterystyki pracy możliwe jest wykonanie trzech wtrysków podczas jednego cyklu roboczego. Wtryskiwacze determinują efektywniejszy proces spalania oraz poprawiają wydajność nowego trzylitrowego silnika TFSI.
