Schon seit vielen Jahren baut Audi hocheffiziente Verbrennungsmotoren. Das gilt nicht nur für die TDI, die Audi 1989 als Pionier auf den Markt gebracht hat, sondern gerade auch für die Ottomotoren. Das Kürzel FSI steht für die Benzin-Direkteinspritzung, in Kombination mit einem zusätzlichen T kommt der Turbolader dazu. Die TFSI von Audi spielen eine Pionierrolle auf dem Gebiet der kompakten, leichten und hocheffizienten Vierzylinder, und auch der aktuelle V6 FSI, nimmt dank eines ganzen Bündels neuer Technologien eine Spitzenstellung im Wettbewerb ein. Gegenüber konventionellen V6-Saugmotoren spart ein aufgeladener Direkteinspritzer-Vierzylinder bei gleichen Leistungswerten 10 bis 15 Prozent Kraftstoff.
Die FSI-Technik, die Einspritzung des Kraftstoffs direkt in die Brennräume, ist der konventionellen Saugrohreinspritzung thermodynamisch klar überlegen. Die Gemischbildung im Brennraum entzieht der angesaugten Frischluft Wärme. Damit steigt die Füllung durch die höhere Gemischdichte und gleichzeitig verringert sich die Klopfneigung. Es ergeben sich wirkungsgrad-günstigere Zündzeitpunkte. Im Ergebnis ist eine höhere Verdichtung möglich, was wiederum den Wirkungsgrad verbessert und damit die Effizienz. Deshalb erzielen FSI-Motoren mehr Leistung und Dynamik bei niedrigerem Verbrauch.
In der Kombination mit der Turboaufladung realisiert die FSI-Technologie ein überlegenes Potenzial. Zum ersten Mal hat sie das im Juni 2001 bewiesen, als ein TFSI-Motor den Sportprototypen Audi R8 zum Gesamtsieg beim 24-Stunden-Rennen von Le Mans beschleunigte. In den Jahren danach folgten 64 weitere Siege bei 80 Rennstarts auf der ganzen Welt. Gerade das Mehr an Reichweite durch den geringeren Verbrauch verhalf den Direkteinspritzern zum Vorsprung vor dem Wettbewerb.
Souverän und effizient:
Die neuen V6 FSI – 2.8 FSI im A6 und 3.2 FSI im A5
Bei den Benzinmotoren mit sechs und acht Zylindern setzt Audi nach wie vor auf freisaugende Konzepte. Im neuen Audi A5 übernimmt der 3.2 FSI die Rolle des stärksten Ottomotors, mit längerem Hub und etwas größerer Bohrung ist er der große Bruder des 2,8-Liters aus dem A6 und dem Audi A8. Hier macht er ab Herbst die sportlichste Luxuslimousine auch zum sparsamsten Fahrzeug in seiner Klasse. Gegenüber dem Vorgängermodell wurde der souveräne, hochkultivierte V6 stark überarbeitet. Er vereint jetzt ein ganzes Bündel an High-Tech-Lösungen: Die Benzin-Direkteinspritzung FSI, die innovative Ventilsteuerung Audi valvelift system und verschiedene Maßnahmen, die die innere Reibung vermindern und damit die Effizienz weiter verbessern.
Als Mitglieder der V-Motoren-Familie von Audi zeichnen sich der 2.8 FSI und der 3.2 FSI durch einen Zylinderwinkel von 90 Grad, kompakte Abmessungen und ein niedriges Gewicht von 165 kg beziehungsweise 171 kg aus. Das Kurbelgehäuse besteht aus einer Aluminium-/ Silizium-Legierung. Davon profitieren auch Fahrzeuggesamtgewicht und Achslastverteilung.
Der neue 2,8-Liter, der Ende 2006 im Audi A6 sein Debüt hatte, offeriert eine Leistung von 154 kW (210 PS) und ein maximales Drehmoment von 280 Nm, das von 3.000 bis 5.000 1/min zur Verfügung steht. Der größere Verwandte im neuen Audi A5 3.2 FSI produziert aus 3197 cm3 Hubraum 195 kW (265 PS). Sein Drehmomentmaximum von satten 330 Nm stellt er konstant von 3.000 bis 5.000 1/min bereit. Er beschleunigt den Audi A5 3.2 FSI quattro in nur 6,2 Sekunden auf 100 km/h. Diese imposante Kraftentfaltung ist mit einem ungewöhnlich niedrigen Verbrauch zu haben – beim 3.2 FSI mit dem stufenlosen Automatikgetriebe multitronic beträgt er nur 8,7 Liter/100 km. Der Audi A6 2.8 FSI mit Handschaltung ist ebenfalls mit 8,7 Liter/100 km zufrieden.
Etwa die Hälfte dieses Verbrauchsfortschritts geht auf das Konto des Audi valvelift systems. Die neue Technik der Ventilsteuerung spart gut fünf Prozent Kraftstoff ein. Beim Audi valvelift system werden die Ventilhubkurven zwischen Volllast- und Teillast umgeschaltet.
Das sorgt für eine Entdrosselung des Ansaugvorganges in der Teillast; gleichzeitig kann die Ladungsbewegung im Brennraum durch unterschiedliche Ventilhubverläufe der beiden Einlassventile speziell abgestimmt werden. Die Last-steuerung erfolgt damit über die Ventilhubumschaltung und die Nockenwellenverstellung, und nur moderat durch die Drosselklappe. Der Motor verbraucht weniger Energie beim Ladungswechel und ist dadurch sparsamer.
Während konventionelle Techniken auf diesem Gebiet mit komplizierten und schwerfälligen Elementen zwischen den Nockenwellen und den Ventilen operieren, hat Audi die Betätigung direkt auf die Nockenwellen verlegt – eine Lösung von hoher Effizienz und genialer Einfachheit. Die Einlassnockenwellen des V6 bestehen aus einer Grundwelle mit Verzahnung, auf denen Schiebehülsen sitzen. Diese so genannten Nockenstücke tragen nebeneinander zwei unterschiedliche Profile für kleine und große Ventilerhebungen. Von einer blitzschnell schaltenden Elektromechanik angetrieben, greifen Metallstifte in spiralförmige Nuten auf den Flanken der rotierenden Nockenstücke ein und verschieben sie um sieben Millimeter auf den Grundwellen.
Bei Teillast betätigen die kleinen Nockenprofile die Rollenschlepphebel der Ventilsteuerung. Hier öffnen die Ventile 2,0 beziehungsweise 5,7 Millimeter weit. Diese unterschiedliche Öffnung lässt das Gemisch gezielt verwirbeln und damit besonders sauber verbrennen. Bei Volllast sorgt das große Profil für eine Öffnung beider Ventile von 11,0 mm. Die Umschaltvorgänge vollziehen sich im Bereich je nach Betriebssituation des Motors von 700 bis 4.000 1/min innerhalb von zwei Kurbelwellenumdrehungen. Mit zahlreichen flankierenden Maßnahmen sorgt das neue, hochleistungsfähige Motormanagement für sanfte und unmerkliche Übergänge. Was der Fahrer spürt, sind ein geschmeidiger, turbinenartiger Kraftaufbau und ein spontanes Ansprechverhalten.
Durch das unkomplizierte Layout ist das Audi valvelift system drehzahlfest bis 7.200 1/min. Das erlaubt hohe Leistungen. Seine größten Einsparpotenziale realisiert es bei konstanter Geschwindigkeit im mittleren Teillastbereich. Bei ruhiger Autobahnfahrt mit 150 km/h im sechsten Gang, entsprechend etwa 4.000 1/min, arbeitet der Motor noch im kleinen Ventilhub.
Die Benzindirekteinspritzung FSI mit ihrer kühlenden Wirkung erlaubt auch beim 3.2 FSI ein hohes Verdichtungsverhältnis von 12,5:1, das stark zur hoch-effizienten Verbrennung beiträgt. Die Ansaugwege sind variabel gestaltet – je nach Last und Drehzahl schaltet eine elektronisch gesteuerte Klappe im Saugrohr zwischen zwei Längen um.
Weitere Fortschritte erzielen die neuen Motoren durch die Steuerketten, die die Nockenwellen antreiben. Sie sind, typisch für die V-Motoren von Audi, platzsparend auf der Rückseite des Motors platziert. Die Zwischenräder und die Zahnräder an den Wellen erhielten mehr Zähne – mit den Resultaten eines leiseren Laufs und niedrigeren Kettenkräften. Eine ähnliche Wirkung erzielt die triovale, also minimal dreieckige Gestaltung der Kettenräder. Die drei neu entwickelten Simplex-Rollenketten sind auf ruhigen Lauf und höchste Verschleißfestigkeit optimiert. Wartungsmaßnahmen oder gar ein Wechsel sind auf Lebenszeit nicht notwendig.
Auch die Ölpumpe wurde stark modifiziert. Sie wurde im Fördervolumen um 30 Prozent verkleinert und arbeitet Volumenstromgeregelt und somit bedarfsgerecht. Bei 4.600 1/min Motordrehzahl wechselt sie von der niedrigen auf die hohe Druckstufe, um den höheren Öl- und Öldruckbedarf zu decken. Dann werden auch die Spritzdüsen für die Kolbenbodenkühlung zugeschaltet.
In der Summe aller Maßnahmen, zu denen auch eine verkleinerte Wasserpumpe und eine verminderte Kolbenringspannung gehört, sanken die Reibungsverluste des Motors deutlich. Der so genannte Reibmitteldruck bei 2.000 U/min reduzierte sich um 0,22 bar, entsprechend 25 Prozent. Im Kraftstoffverbrauch ermöglicht dieser Effekt zirka 5 Prozent Einsparung.
Effizient und kompakt: Die neuen TFSI
Die FSI-Technologie ergänzt sich deshalb so exzellent mit der Turboaufladung, weil bei ihr das Verdampfen des Kraftstoffs direkt im Brennraum Wärme entzieht. Damit löst sie ein altes Problem aller Turbomotoren – die hohe Hitzeentwicklung und die aus ihr resultierende Klopfneigung. Dieses Phänomen erzwang eine reduzierte Grundverdichtung und damit eine Verlust an Wirkungsgrad.
Beim 2.0 TFSI lautet die Verdichtung 10,3:1, mehr als bei manchen Saugern. Beim neuen 1.8 TFSI, der Anfang 2007 im Audi A3 und A3 Sportback sein Debüt gab, entschied sich Audi für ein Verhältnis von 9,6 : 1, das den Betrieb mit Superbenzin und Normalbenzin (ROZ 95/91) zulässt.
Beim 1.8 TFSI haben die Audi-Ingenieure ihr Konzept, das sie vor drei Jahren vorgestellt haben, intensiv weiterentwickelt. Seit 2005 wurde der Zweiliter dreimal in Folge von einer internationalen Journalisten-Jury zum „Engine of the year“ gewählt. Sein kleinerer Bruder gehört zur neuen Motorenbaureihe mit der Projektnummer EA 888, die konsequent dem Prinzip der größeren Leistungsdichte folgt, also bei kleinerem Hubraum den gleichen oder noch besseren Output liefert. Die neue Motorenfamilie wurde für den weltweiten Einsatz bei allen Marken des VW-Konzerns von Audi entwickelt. Mit dem kompakten Hubraum und der Aufladung realisiert der 1,8-Liter so viel Leistung und Drehmoment wie vor einigen Jahren noch ein V6-Saugmotor. Mit einem Insgesamt-Verbrauch von 7,2 l/100 km konsumiert er jedoch weit weniger Kraftstoff.
Der Vierzylinder, der 1.798 cm3 Hubraum aufbietet, offeriert 118 kW (160 PS) Leistung und ein hohes maximales Drehmoment von 250 Nm, das in einem breiten Bereich von 1.500 bis 4.200 1/min konstant zur Verfügung steht. Er treibt den Audi A3 kraftvoll an: In der Version mit Sechsgang-Schaltgetriebe sorgt er für eine Höchstgeschwindigkeit von 220 km/h und für eine Beschleunigung von 8,0 Sekunden aus dem Stand auf 100 km/h.
Das Kurbelgehäuse: Leichtbau in Grauguss
Die Motoren der EA 888-Reihe wurden von Grund auf neu entwickelt. Das Kurbelgehäuse hat mit dem Vorgängermotor aus der Baureihe 827 praktisch nur noch den Zylinderabstand von 88 Millimetern gemein. Es besteht aus Grauguss, der akustisch gut dämmt, wiegt aber nur 33 Kilogramm – der ganze Motor bringt lediglich 135 kg auf die Waage. Im Gehäuse rotieren zwei Ausgleichswellen gegenläufig zueinander, um die freien Massenkräfte zweiter Ordnung zu tilgen. Auch die steife Grundstruktur des neuen Motors trägt dazu bei, Brummgeräusche und Vibrationen zu eliminieren.
Die Zahnkette, die die Ausgleichswellen antreibt, wurde ebenfalls auf leisen Lauf ausgelegt. Eine weitere bedient die Ölpumpe. Sie spart mit ihrer Volumenstrom-Regelung und ihrem zweistufig gesteuerten Druckniveau 0,2 Liter Kraftstoff auf 100 km. Eine dritte Zahnkette treibt die beiden Nockenwellen an. Der neu entwickelte Versteller, der die Einlassnockenwelle stufenlos um 60 Grad Kurbel-welle verdrehen kann, reagiert besonders spontan.
Im Interesse kompakter Gesamtabmessungen fasst der Nebenaggregatehalter den Ölkühler, den Ölfilter und die beiden Öldruckschalter zusammen – der aufrecht stehende Ölfilter ist beim Service sehr gut zugänglich, das spart Zeit und Kosten. Wasserpumpe, Thermostat und Temperatursensor sitzen in einem einzigen Gehäuse.
Beim 1.8 TFSI haben die Audi-Ingenieure den Einspritzdruck in der Common Rail-Anlage auf 150 bar gesteigert. Die Auslassnockenwelle treibt die neu entwickelte Hochdruckpumpe über einen Vierfach-Nocken an. Die ebenfalls neuen Sechsloch-Injektoren verteilen den Kraftstoff exakt im Brennraum, mit dem Ergebnis einer effizienten Verbrennung. Nach dem Kaltstart findet eine Doppeleinspritzung statt, die in den Saughub und in den Kompressionshub aufgeteilt ist und die motornah platzierten Keramik-Katalysatoren rasch auf Betriebstemperatur bringt.
Um die Füllung der Zylinder kümmert sich ein wassergekühlter Turbolader vom Typ K03 von Borg Warner; sein Turbinengehäuse ist mit dem Krümmer in einem Modul aus hochlegiertem Grauguss integriert. Ein optimiertes Turbinenrad verbessert das Ansprechverhalten im unteren Drehzahlbereich. Bei 2.000 1/min Drehzahl benötigt der 1.8 TFSI nur 1,2 Sekunden, um sein maximales Drehmoment von 250 Nm aufzubauen – der Vorgängermotor, ein 1,8-Liter mit Saugrohreinspritzung, nahm sich noch 1,7 s Zeit, um seine 225 Nm zu erreichen.
Im Ansaugsystem des 1.8 TFSI sorgt eine neu konzipierte Ladungsbewegungsklappe für die notwendigen Turbulenzen, um die homogene Gemischbildung in hoher Qualität sicherzustellen. Auch beim Ladeluftkühler handelt es sich um eine Neuentwicklung, die sich durch einen hohen Wirkungsgrad bei geringem Gewicht und kleiner Baugröße auszeichnet.
Beim stärkeren Schwestermodell des 1.8 TFSI, dem 2.0 TFSI, arbeitet Audi schon jetzt an einer wichtigen Weiterentwicklung: Der Zweiliter wird mit dem Audi valvelift system ausgerüstet. Diese neue Technologie zur variablen Steuerung des Ventilhubs, die Audi vor wenigen Monaten bei den Sechszylindern eingeführt hat, wird die Performance und Effizienz noch weiter erhöhen.
Die FSI-Technik, die Einspritzung des Kraftstoffs direkt in die Brennräume, ist der konventionellen Saugrohreinspritzung thermodynamisch klar überlegen. Die Gemischbildung im Brennraum entzieht der angesaugten Frischluft Wärme. Damit steigt die Füllung durch die höhere Gemischdichte und gleichzeitig verringert sich die Klopfneigung. Es ergeben sich wirkungsgrad-günstigere Zündzeitpunkte. Im Ergebnis ist eine höhere Verdichtung möglich, was wiederum den Wirkungsgrad verbessert und damit die Effizienz. Deshalb erzielen FSI-Motoren mehr Leistung und Dynamik bei niedrigerem Verbrauch.
In der Kombination mit der Turboaufladung realisiert die FSI-Technologie ein überlegenes Potenzial. Zum ersten Mal hat sie das im Juni 2001 bewiesen, als ein TFSI-Motor den Sportprototypen Audi R8 zum Gesamtsieg beim 24-Stunden-Rennen von Le Mans beschleunigte. In den Jahren danach folgten 64 weitere Siege bei 80 Rennstarts auf der ganzen Welt. Gerade das Mehr an Reichweite durch den geringeren Verbrauch verhalf den Direkteinspritzern zum Vorsprung vor dem Wettbewerb.
Souverän und effizient:
Die neuen V6 FSI – 2.8 FSI im A6 und 3.2 FSI im A5
Bei den Benzinmotoren mit sechs und acht Zylindern setzt Audi nach wie vor auf freisaugende Konzepte. Im neuen Audi A5 übernimmt der 3.2 FSI die Rolle des stärksten Ottomotors, mit längerem Hub und etwas größerer Bohrung ist er der große Bruder des 2,8-Liters aus dem A6 und dem Audi A8. Hier macht er ab Herbst die sportlichste Luxuslimousine auch zum sparsamsten Fahrzeug in seiner Klasse. Gegenüber dem Vorgängermodell wurde der souveräne, hochkultivierte V6 stark überarbeitet. Er vereint jetzt ein ganzes Bündel an High-Tech-Lösungen: Die Benzin-Direkteinspritzung FSI, die innovative Ventilsteuerung Audi valvelift system und verschiedene Maßnahmen, die die innere Reibung vermindern und damit die Effizienz weiter verbessern.
Als Mitglieder der V-Motoren-Familie von Audi zeichnen sich der 2.8 FSI und der 3.2 FSI durch einen Zylinderwinkel von 90 Grad, kompakte Abmessungen und ein niedriges Gewicht von 165 kg beziehungsweise 171 kg aus. Das Kurbelgehäuse besteht aus einer Aluminium-/ Silizium-Legierung. Davon profitieren auch Fahrzeuggesamtgewicht und Achslastverteilung.
Der neue 2,8-Liter, der Ende 2006 im Audi A6 sein Debüt hatte, offeriert eine Leistung von 154 kW (210 PS) und ein maximales Drehmoment von 280 Nm, das von 3.000 bis 5.000 1/min zur Verfügung steht. Der größere Verwandte im neuen Audi A5 3.2 FSI produziert aus 3197 cm3 Hubraum 195 kW (265 PS). Sein Drehmomentmaximum von satten 330 Nm stellt er konstant von 3.000 bis 5.000 1/min bereit. Er beschleunigt den Audi A5 3.2 FSI quattro in nur 6,2 Sekunden auf 100 km/h. Diese imposante Kraftentfaltung ist mit einem ungewöhnlich niedrigen Verbrauch zu haben – beim 3.2 FSI mit dem stufenlosen Automatikgetriebe multitronic beträgt er nur 8,7 Liter/100 km. Der Audi A6 2.8 FSI mit Handschaltung ist ebenfalls mit 8,7 Liter/100 km zufrieden.
Etwa die Hälfte dieses Verbrauchsfortschritts geht auf das Konto des Audi valvelift systems. Die neue Technik der Ventilsteuerung spart gut fünf Prozent Kraftstoff ein. Beim Audi valvelift system werden die Ventilhubkurven zwischen Volllast- und Teillast umgeschaltet.
Das sorgt für eine Entdrosselung des Ansaugvorganges in der Teillast; gleichzeitig kann die Ladungsbewegung im Brennraum durch unterschiedliche Ventilhubverläufe der beiden Einlassventile speziell abgestimmt werden. Die Last-steuerung erfolgt damit über die Ventilhubumschaltung und die Nockenwellenverstellung, und nur moderat durch die Drosselklappe. Der Motor verbraucht weniger Energie beim Ladungswechel und ist dadurch sparsamer.
Während konventionelle Techniken auf diesem Gebiet mit komplizierten und schwerfälligen Elementen zwischen den Nockenwellen und den Ventilen operieren, hat Audi die Betätigung direkt auf die Nockenwellen verlegt – eine Lösung von hoher Effizienz und genialer Einfachheit. Die Einlassnockenwellen des V6 bestehen aus einer Grundwelle mit Verzahnung, auf denen Schiebehülsen sitzen. Diese so genannten Nockenstücke tragen nebeneinander zwei unterschiedliche Profile für kleine und große Ventilerhebungen. Von einer blitzschnell schaltenden Elektromechanik angetrieben, greifen Metallstifte in spiralförmige Nuten auf den Flanken der rotierenden Nockenstücke ein und verschieben sie um sieben Millimeter auf den Grundwellen.
Bei Teillast betätigen die kleinen Nockenprofile die Rollenschlepphebel der Ventilsteuerung. Hier öffnen die Ventile 2,0 beziehungsweise 5,7 Millimeter weit. Diese unterschiedliche Öffnung lässt das Gemisch gezielt verwirbeln und damit besonders sauber verbrennen. Bei Volllast sorgt das große Profil für eine Öffnung beider Ventile von 11,0 mm. Die Umschaltvorgänge vollziehen sich im Bereich je nach Betriebssituation des Motors von 700 bis 4.000 1/min innerhalb von zwei Kurbelwellenumdrehungen. Mit zahlreichen flankierenden Maßnahmen sorgt das neue, hochleistungsfähige Motormanagement für sanfte und unmerkliche Übergänge. Was der Fahrer spürt, sind ein geschmeidiger, turbinenartiger Kraftaufbau und ein spontanes Ansprechverhalten.
Durch das unkomplizierte Layout ist das Audi valvelift system drehzahlfest bis 7.200 1/min. Das erlaubt hohe Leistungen. Seine größten Einsparpotenziale realisiert es bei konstanter Geschwindigkeit im mittleren Teillastbereich. Bei ruhiger Autobahnfahrt mit 150 km/h im sechsten Gang, entsprechend etwa 4.000 1/min, arbeitet der Motor noch im kleinen Ventilhub.
Die Benzindirekteinspritzung FSI mit ihrer kühlenden Wirkung erlaubt auch beim 3.2 FSI ein hohes Verdichtungsverhältnis von 12,5:1, das stark zur hoch-effizienten Verbrennung beiträgt. Die Ansaugwege sind variabel gestaltet – je nach Last und Drehzahl schaltet eine elektronisch gesteuerte Klappe im Saugrohr zwischen zwei Längen um.
Weitere Fortschritte erzielen die neuen Motoren durch die Steuerketten, die die Nockenwellen antreiben. Sie sind, typisch für die V-Motoren von Audi, platzsparend auf der Rückseite des Motors platziert. Die Zwischenräder und die Zahnräder an den Wellen erhielten mehr Zähne – mit den Resultaten eines leiseren Laufs und niedrigeren Kettenkräften. Eine ähnliche Wirkung erzielt die triovale, also minimal dreieckige Gestaltung der Kettenräder. Die drei neu entwickelten Simplex-Rollenketten sind auf ruhigen Lauf und höchste Verschleißfestigkeit optimiert. Wartungsmaßnahmen oder gar ein Wechsel sind auf Lebenszeit nicht notwendig.
Auch die Ölpumpe wurde stark modifiziert. Sie wurde im Fördervolumen um 30 Prozent verkleinert und arbeitet Volumenstromgeregelt und somit bedarfsgerecht. Bei 4.600 1/min Motordrehzahl wechselt sie von der niedrigen auf die hohe Druckstufe, um den höheren Öl- und Öldruckbedarf zu decken. Dann werden auch die Spritzdüsen für die Kolbenbodenkühlung zugeschaltet.
In der Summe aller Maßnahmen, zu denen auch eine verkleinerte Wasserpumpe und eine verminderte Kolbenringspannung gehört, sanken die Reibungsverluste des Motors deutlich. Der so genannte Reibmitteldruck bei 2.000 U/min reduzierte sich um 0,22 bar, entsprechend 25 Prozent. Im Kraftstoffverbrauch ermöglicht dieser Effekt zirka 5 Prozent Einsparung.
Effizient und kompakt: Die neuen TFSI
Die FSI-Technologie ergänzt sich deshalb so exzellent mit der Turboaufladung, weil bei ihr das Verdampfen des Kraftstoffs direkt im Brennraum Wärme entzieht. Damit löst sie ein altes Problem aller Turbomotoren – die hohe Hitzeentwicklung und die aus ihr resultierende Klopfneigung. Dieses Phänomen erzwang eine reduzierte Grundverdichtung und damit eine Verlust an Wirkungsgrad.
Beim 2.0 TFSI lautet die Verdichtung 10,3:1, mehr als bei manchen Saugern. Beim neuen 1.8 TFSI, der Anfang 2007 im Audi A3 und A3 Sportback sein Debüt gab, entschied sich Audi für ein Verhältnis von 9,6 : 1, das den Betrieb mit Superbenzin und Normalbenzin (ROZ 95/91) zulässt.
Beim 1.8 TFSI haben die Audi-Ingenieure ihr Konzept, das sie vor drei Jahren vorgestellt haben, intensiv weiterentwickelt. Seit 2005 wurde der Zweiliter dreimal in Folge von einer internationalen Journalisten-Jury zum „Engine of the year“ gewählt. Sein kleinerer Bruder gehört zur neuen Motorenbaureihe mit der Projektnummer EA 888, die konsequent dem Prinzip der größeren Leistungsdichte folgt, also bei kleinerem Hubraum den gleichen oder noch besseren Output liefert. Die neue Motorenfamilie wurde für den weltweiten Einsatz bei allen Marken des VW-Konzerns von Audi entwickelt. Mit dem kompakten Hubraum und der Aufladung realisiert der 1,8-Liter so viel Leistung und Drehmoment wie vor einigen Jahren noch ein V6-Saugmotor. Mit einem Insgesamt-Verbrauch von 7,2 l/100 km konsumiert er jedoch weit weniger Kraftstoff.
Der Vierzylinder, der 1.798 cm3 Hubraum aufbietet, offeriert 118 kW (160 PS) Leistung und ein hohes maximales Drehmoment von 250 Nm, das in einem breiten Bereich von 1.500 bis 4.200 1/min konstant zur Verfügung steht. Er treibt den Audi A3 kraftvoll an: In der Version mit Sechsgang-Schaltgetriebe sorgt er für eine Höchstgeschwindigkeit von 220 km/h und für eine Beschleunigung von 8,0 Sekunden aus dem Stand auf 100 km/h.
Das Kurbelgehäuse: Leichtbau in Grauguss
Die Motoren der EA 888-Reihe wurden von Grund auf neu entwickelt. Das Kurbelgehäuse hat mit dem Vorgängermotor aus der Baureihe 827 praktisch nur noch den Zylinderabstand von 88 Millimetern gemein. Es besteht aus Grauguss, der akustisch gut dämmt, wiegt aber nur 33 Kilogramm – der ganze Motor bringt lediglich 135 kg auf die Waage. Im Gehäuse rotieren zwei Ausgleichswellen gegenläufig zueinander, um die freien Massenkräfte zweiter Ordnung zu tilgen. Auch die steife Grundstruktur des neuen Motors trägt dazu bei, Brummgeräusche und Vibrationen zu eliminieren.
Die Zahnkette, die die Ausgleichswellen antreibt, wurde ebenfalls auf leisen Lauf ausgelegt. Eine weitere bedient die Ölpumpe. Sie spart mit ihrer Volumenstrom-Regelung und ihrem zweistufig gesteuerten Druckniveau 0,2 Liter Kraftstoff auf 100 km. Eine dritte Zahnkette treibt die beiden Nockenwellen an. Der neu entwickelte Versteller, der die Einlassnockenwelle stufenlos um 60 Grad Kurbel-welle verdrehen kann, reagiert besonders spontan.
Im Interesse kompakter Gesamtabmessungen fasst der Nebenaggregatehalter den Ölkühler, den Ölfilter und die beiden Öldruckschalter zusammen – der aufrecht stehende Ölfilter ist beim Service sehr gut zugänglich, das spart Zeit und Kosten. Wasserpumpe, Thermostat und Temperatursensor sitzen in einem einzigen Gehäuse.
Beim 1.8 TFSI haben die Audi-Ingenieure den Einspritzdruck in der Common Rail-Anlage auf 150 bar gesteigert. Die Auslassnockenwelle treibt die neu entwickelte Hochdruckpumpe über einen Vierfach-Nocken an. Die ebenfalls neuen Sechsloch-Injektoren verteilen den Kraftstoff exakt im Brennraum, mit dem Ergebnis einer effizienten Verbrennung. Nach dem Kaltstart findet eine Doppeleinspritzung statt, die in den Saughub und in den Kompressionshub aufgeteilt ist und die motornah platzierten Keramik-Katalysatoren rasch auf Betriebstemperatur bringt.
Um die Füllung der Zylinder kümmert sich ein wassergekühlter Turbolader vom Typ K03 von Borg Warner; sein Turbinengehäuse ist mit dem Krümmer in einem Modul aus hochlegiertem Grauguss integriert. Ein optimiertes Turbinenrad verbessert das Ansprechverhalten im unteren Drehzahlbereich. Bei 2.000 1/min Drehzahl benötigt der 1.8 TFSI nur 1,2 Sekunden, um sein maximales Drehmoment von 250 Nm aufzubauen – der Vorgängermotor, ein 1,8-Liter mit Saugrohreinspritzung, nahm sich noch 1,7 s Zeit, um seine 225 Nm zu erreichen.
Im Ansaugsystem des 1.8 TFSI sorgt eine neu konzipierte Ladungsbewegungsklappe für die notwendigen Turbulenzen, um die homogene Gemischbildung in hoher Qualität sicherzustellen. Auch beim Ladeluftkühler handelt es sich um eine Neuentwicklung, die sich durch einen hohen Wirkungsgrad bei geringem Gewicht und kleiner Baugröße auszeichnet.
Beim stärkeren Schwestermodell des 1.8 TFSI, dem 2.0 TFSI, arbeitet Audi schon jetzt an einer wichtigen Weiterentwicklung: Der Zweiliter wird mit dem Audi valvelift system ausgerüstet. Diese neue Technologie zur variablen Steuerung des Ventilhubs, die Audi vor wenigen Monaten bei den Sechszylindern eingeführt hat, wird die Performance und Effizienz noch weiter erhöhen.
