Audi 3.0 V6 TFSI - Opět kompresor!

Bez výrazné publicity byl do motorové palety vozů Audi nedávno zařazen nově vyvinutý zážehový šestiválec 3,0 l, který používá označení TFSI. Zkratku FSI mají u Audi motory s přímým vstřikem benzinu, písmeno T vždy patřilo přeplňování turbodmychadlem, ale novinka dostala plnění mechanickým dmychadlem (kompresorem).

Přímý vstřik benzinu u motoru 3.0 V6 TFSI samozřejmě zůstal zachován, ovšem výfukové turbodmychadlo bylo nahrazeno mechanicky poháněným kompresorem. Přeplňované motory mají v rozvětvené historii značky čtyř propojených kruhů dlouhou tradici, ve třicátých letech se kompresory objevily v legendárních monopostech Auto Union Grand-Prix, kde jejich mohutným motorům s dvanácti i šestnácti válci zvedly výkon až na 400 kW (545 k), ale posloužily rovněž sériovým typům (např. Wanderer W25K). V pozdních sedmdesátých letech (značka Audi byla obnovena v roce 1965) se pozornost techniků obrátila k turbodmychadlům, s nimiž byly vozy Audi úspěšné i v motoristickém sportu, ale turbomotory získaly také značnou odezvu na trhu. K překvapení odborné veřejnosti se nyní u Audi kompresor vrací na scénu.

Protože turbodmychadlo využívá energii výfukových plynů, pro niž není vlastně žádné další uplatnění, odborná literatura hovoří o tom, že jeho účinnost je vyšší než u mechanicky poháněného kompresoru (převodem od klikového hřídele). Konstruktéři proto systematicky rozebrali všechny fáze obou koncepcí přeplňování jak kompresorem, tak ve formaci bi-turbo, a některé předsudky týkající se kompresoru zrevidovali. V určitých oblastech charakteristiky je účinnost nepříznivá, což se týká hlavně nízkých otáček s plným zatížením, ale je to oblast, kde kompresor reaguje spontánněji než turbodmychadlo, a to je důležité pro strategii dynamického chování automobilu s vyšší hmotností. Dalším argumentem pro koncepci s kompresorem je kompaktní uspořádání kompletního modulu, do něhož se specialistům americké firmy Eaton podařilo umístit vedle kompresoru také dva hliníkové chladiče stlačovaného vzduchu, napojené na oddělený chladicí okruh, i všechny řídicí prvky (klapky) včetně jejich ovládání.

Kompresor se tedy vejde bez problémů do prostoru mezi oběma řadami válců v rozevření 90°, jež je u motorů Audi obvyklé, zatímco pro dvě turbodmychadla je třeba motor výrazněji upravovat. Umístěním tohoto modulu za hlavní škrticí klapku se v oblastech nižšího zatížení podařilo účinnost vylepšit. Při silně snížené hustotě nasávaného vzduchu se rotory otáčejí s menším odporem, takže potřebný příkon je nižší. Přebytečný vzduch je zpět do sání veden otevřeným obtokem a konstruktéři tedy nemuseli sáhnout po složitém vypínání řemenového pohonu. Použitý kompresor je typu Roots se dvěma čtyřkřídlovými proti sobě rotujícími členy (otáčky až 23 000 min-1) s mezerou jen několik tisícin milimetru, jenž je schopný přepravit za hodinu až tisíc kilogramů vzduchu a do spalovacích prostorů je dodávat pod tlakem 0,8 baru. K vysoké účinnosti napomáhá i vysoký kompresní poměr 10,5:1, dosažený mimo jiné i přímým vstřikem benzinu, který s vysokou turbulencí spalovací prostor ochlazuje a snižuje tak náchylnost k detonačnímu spalování (klepání motoru).

Nový šestiválec s čtyřventilovým rozvodem DOHC, vrtáním válců 84,5 mm a zdvihem pístů 89,0 mm (objem 2995 cm3) má hmotnost včetně kompresoru 189 kg a může se pochlubit vysokou technickou úrovní. Oba vačkové hřídele na straně sání se pro změnu časování ventilů natáčejí až o 42°; v sacích kanálech umístěné turbulentní klapky vylepšují homogenitu směsi. Vstřikovací systém common rail má šestiotvorové trysky, vstřikující benzin přímo do spalovacích prostorů pod tlakem až 150 barů. Značná dynamika nových elektromagneticky ovládaných vstřikovačů umožňuje v širokém rozsahu výkonové charakteristiky až tři vstřiky během jednoho pracovního cyklu. Jestliže motor Audi 3.2 V6 FSI dosahuje maxima točivého momentu 330 N.m při 3000 min-1, pak se nový 3.0 V6 TFSI na vyšších 420 N.m dostane již při 2500 min-1 a drží je až do 4850 min-1, což přináší vozu výrazně lepší elasticitu. Tuto přednost lze využít pro převody na úrovni vznětového motoru; již při otáčkách 1800 min-1 je možno jet rychlostí 100 km/h na šestý převodový stupeň. To se samozřejmě projeví na poklesu spotřeby, což bylo jedním z důvodů vývoje tohoto stroje. Proti zmíněnému 3.2 V6 FSI, který i nadále zůstává ve výrobním programu, činí úspora zhruba jeden litr na stovku kilometrů. U vozů s podélně uloženou poháněcí soustavou, pro něž je nový kompresorový motor určen, má být kombinovaná spotřeba výrazně pod hranicí 10,0 l/100 km. Nyní se motor 3.0 V6 TFSI o výkonu 213 kW (290 k)/4850 min-1 montuje do automobilů Audi A6, A6 Avant, S4 a S4 Avant.


Zdroj: Automobil 04/09
Autor: Pavel Biskup

Fotogalerie