50 let Audijevih petvaljnih motorjev

Audijevi petvaljni motorji imajo kultni status in so zgodovinsko globoko zakoreninjeni v Audije­vem genskem zapisu. Odigrali so odločilno vlogo pri grajenju “prednosti v tehniki” – po eni strani s številnimi uspehi v avtomotošportu, po drugi strani pa z izjemnimi zmogljivostmi v serijskih vozilih. Motor 2.5 TFSI še danes zagotavlja izjemno emocionalno izkušnjo vožnje, nenazadnje tudi zaradi svojega značilnega zvoka.

50 let uspehov v serijskih modelih in dirkalnikih

Prvi petvaljni motor je bil leta 1976 vgrajen v Audi 100 (C2). Model z interno oznako tip 43 naj bi se na trgu pozicioniral višje kot njegov predhodnik. Takratni štirivaljni motorji za ta načrt razvojnikov niso zadoščali, zato so Audijevi inženirji v začetku 70. let prejšnjega stoletja raz­pravljali o uvedbi pet- in šestvaljnih vrstnih motorjev. Slednji zaradi vgradnega prostora in neugodne porazdelitve mase niso prišli v poštev. Odgovorni so se zato odločili za petvaljni vrstni motor, ki je temeljil na takrat še novem motornem konceptu EA 827. Ta štirivaljni vrstni motor se je v 70. letih prejšnjega stoletja vgrajeval v vozila celotnega koncerna Volkswagen, med drugim v Audi 80 in Audi 100. Iz njega je bil izpeljan petvaljni motor s prostornino 2.144 cm³, ki je razvil moč 100 kW (136 KM). Sodoben vbrizgalni sistem je omogočal večjo učinkovitost in boljši razmah moči. Prodaja Audija 100 5E je stekla marca 1977.

Od pra-quattra do Sport quattra

Že leta 1978 je Audi predstavil prvo dizelsko izvedbo: atmosferski dizelski motor z dvolitrsko gibno prostornino in močjo 51 kW (70 KM). Leto pozneje je premiero doživel prvi petvaljni bencinski motor s turbopolnilnikom – še en Audijev pionirski dosežek. Z močjo 125 kW (170 KM) in navorom 265 Nm je poganjal vrhunsko modelsko novost, Audi 200 5T. Petvaljni bencinski motor Audijevega pra-quattra iz leta 1980 je ponujal še več: s turbo­polnilnikom, hladilnikom polnilnega zraka in stalnim štirikolesnim pogonom je predstavljal odlično kombinacijo tehnologij – tako za dirkalnik kot za cestno izvedbo. Ob začetku prodaje je dosegel 147 kW (200 KM). Potem ko je Audi leta 1982 s tem avtomobilom osvojil naslov svetovnega prvaka v rallyju med konstruktorji, je Finec Hannu Mikkola leto pozneje osvojil naslov svetovnega prvaka v rallyju med vozniki. Istega leta, 1983, je Audi predstavil 24 cm krajši model Sport quattro s širokim kolotekom. Poganjal ga je na novo razvit petvaljni motor iz aluminija s štiriventilno tehnologijo in močjo 225 kW (306 KM). Sport quattro je bil takrat najmočnejši avto, ki ga je kako nemško podjetje izdelalo za javni cestni promet. Model je bil osnova za nov rally dirkalnik skupine B, v katerem je štiriventilni motor že na samem začetku razvil 331 kW (450 KM). Prvič je bil uporabljen na predzadnji rally preizkušnji v letu 1984, na rallyju po Slonokoščeni obali. Na ostalih enajstih preizkušnjah v sezoni je Šved Stig Blomqvist tekmoval v Audiju quattro A2 skupine B z močjo 265 kW (360 KM). Na koncu je osvojil naslov prvaka med vozniki, Audi pa je postal zmagovalec svetovnega prvenstva med konstruktorji.

Turbo in direktno vbrizgavanje v Audiju TT RS

Leta 2009 – 30 let po predstavitvi prvega petvaljnega bencinskega motorja s turbopolnilnikom – je ta motorni koncept doživel veliki comeback v Audiju TT RS: prečno vgrajeni bencinski agregat s turbopolnilnikom in direktnim vbrizgavanjem, ki so ga zasnovali v podjetju quattro GmbH, je imel 2,5 litra gibne prostornine in je razvil moč 250 kW (340 KM). Tudi v modelu RS 3 Sportback je poskrbel za vrhunsko zmogljivost. TT RS plus, ki ga je Audi predstavil leta 2012, je dosegel celo 265 kW (360 KM). Leta 2013 je RS Q3 kot prvi kompaktni SUV odprl nov tržni segment. Tako kot v modelih TT RS in RS 3 je bil motor 2,5-litrski petvaljnik. Leta 2016 so ta agregat zasnovali na novo. Z ukrepi lahke gradnje, zmanjšanim notranjim trenjem in večjo močjo so inženirji ob nespremenjeni gibni prostornini 2.480 cm³ dosegli dobrih 17 odstotkov večjo moč: 294 kW (400 KM) in največji navor 480 Nm.

2.5 TFSI s turbopolnilnikom

Pri razvoju aktualne generacije petvaljnega motorja, ki je bila predstavljena leta 2016, je bil poudarek na visoki zmogljivosti in lahki gradnji. Agregat z interno oznako EA855 Evo Sport razvije v Audiju RS 3 (poraba goriva v l/100 km, kombinirana: 9,6–9,1; emisija CO2 v g/km, kombinirana: 217–207) 400 KM in 500 Nm navora. Motor 2.5 TFSI tako ponuja veliko vlečno silo in izvrstno zmogljivost: kompaktni športni avtomobil pospeši od 0 do 100 km/h v 3,8 sekunde in doseže največjo hitrost do 290 km/h. Kratica TFSI pomeni turbinsko polnjenje in direktno vbrizgavanje goriva. Motor 2.5 TFSI uporablja dvojno vbrizgavanje – v sesalno cev in v zgorevalni prostor, poleg tega pa je opremljen s tehnologijo Audi valvelift system, ki omogoča variabilno krmiljenje izpušnih ventilov. S tem povezana natančnejša regulacija zmesi goriva in zraka omogoča optimalen razmah moči in manjšo porabo. Pri petvaljnem motorju se gorivo vbrizgava pod tlakom 250 barov; velik turbopolnilnik ustvarja 1,5 bara najvišjega tlaka polnjenja (relativno)/2,5 bara (absolutno).

Glava motorja, ležaji, bati in ročična gred so visoko obremenljivi. Za veliko motornih komponent so uporabljeni lahki materiali, kar pozitivno vpliva na agilnost in vlečno silo. Petvaljni motor tehta okrog 160 kilogramov in je izjemno kompakten, saj v dolžino meri manj kot 50 centi­metrov. Ta motor z dolgim hodom (vrtina 82,5 mm x hod 92,8 mm) je zato idealen za prečno vgradnjo.

Blok motorja 2.5 TFSI je izdelan iz aluminija, kar v primerjavi s prejšnjim iz sive litine močno zmanjša maso. Ročična gred je votla, kar prav tako prispeva k nizki masi petvaljnega agregata. V primerjavi z masivno ročično gredjo je treba v rotacijo spraviti manjšo maso, kar posledično izboljša odzivnost motorja. Poleg tega Audi uporablja še druge lahke materiale: zgornji del oljnega korita je npr. iz magnezija, jermenice pa so iz aluminija. Premišljeni ukrepi zmanjšujejo notranje trenje, obrabo in porabo goriva ter tako zagotavljajo optimiziran izkoristek moči. To vključuje plazemsko prevlečene tekalne površine valjev in posebne oljne kanale v dnu aluminijastih batov, ki izboljšujejo njihovo hlajenje. Inovativni toplotni management s preklopno črpalko za hladilno tekočino prav tako zmanjšuje trenje in povečuje prihranek goriva: med kratko fazo ogrevanja po hladnem zagonu preklopna črpalka ne meša hladilne tekočine v glavi valja – motor 2.5 TFSI tako hitreje doseže delovno temperaturo. K večji učinkovitosti prispeva tudi aluminijasta oljna črpalka, ki se prilagaja potrebam, v kombinaciji s sistemom Audi valvelift system, ki krmili hod ventilov.

Oljna črpalka prilagaja tlak olja glede na potrebe, medtem ko Audi valvelift system na izstopni strani spreminja trajanje odpiranja ventilov v dveh stopnjah, odvisno od obremenitve in števila vrtljajev – za zmerno porabo pri nizki in delni obremenitvi ter za spontano odzivnost in visoko vlečno silo pri polni obremenitvi.  V okviru preizkušanja vozil se izvajajo testi agregatov na različnih področjih in v vseh evropskih podnebnih pasovih od severne do južne Evrope. Poleg voženj v hladnih in vročih krajih program vključuje evalvacije na različnih nadmorskih višinah in vzdržljivostno vožnjo na Severni zanki Nürburgringa. Na tisoče testnih kilometrov z enim ciljem: zagotoviti najvišjo zmogljivost v vseh pogojih.