Nový diesel 3.0 TDI V6 pro Audi A8: piezo-premiéra

Pro obě firmy je to premiéra, absolutně je však předběhl již Siemens VDO.

Motor Audi 3.0 TDI měl světovou premiéru už vloni v září na IAA, ale ve velkém množství novinek se bohužel některé technické inovace snadno přehlédnou a tak to chceme napravit aspoň tímto článkem.

Rychlý vývoj techniky vznětových motorů přivádí inženýry do slepých uliček, ze kterých vede jen nelehká cesta vývoje nového zařízení, často založených na nových aplikacích známých fyzikálních principů. To je i případ nových vstřikovacích ventilů. Nově byl využit piezoelektrický jev (známý například z kuchyňských zapalovačů). Stručně jej lze popsat jako reakci krystalové mřížky s kladně a záporně nabitými ionty, která se pod tlakem deformuje a posunutí iontů z jejich výchozích poloh vyvolává proudový impuls. V krystalu vzniká elektrické napětí. Funguje to i naopak. Když se přivede elektrické napětí, krystal se velmi rychle deformuje.

V praxi je rychlý pohyb vítán právě u vstřikovacích trysek, křemíkový krystal je nahrazen keramickým materiálem s podobnými vlastnostmi. Pro vyšší odolnost v nehostinných podmínkách spalovacího motoru je materiál zušlechtěn oxidem olovnatým nebo oxidem zirkoničitým. Siemens VDO používá piezoelektrický prvek délky cca 30 mm, složený z cca 400 vrstev. Napětí 150 V změní délku asi o 0,04 mm, což je přes pístky a pružiny převedeno na pohyb jehly vstřikovače v rozsahu cca 0,08 mm. Přesně definovaný zdvih umožňuje vstřikovat velmi malé dávky paliva (1 mm³), ve velmi krátkých časových intervalech.

Bosch, který dodává vstřikování common-rail třetí generace pro nové motory Audi, používá odlišnou konstrukci piezo-vstřikovačů, která však podle výrobce lépe využívá potenciál nové technologie. Piezoprvek má asi 300 vrstev a podobně jako nová konkurence dovede trysku otevřít za méně než 0,1 milisekundy, tedy dvakrát rychleji než u klasických magnetických vstřikovacích trysek.To umožňuje několik vstřiků paliva během jednoho cyklu ve válci, což může být využito pro vyšší výkon nebo nízkou spotřebu, podle aktuálního režimu.

Nový vidlicový šestiválec Audi používá zatím vstřikovací tlak 1600 barů, ale potenciál této technologie bude využit v dalších vývojových stupních, kdy bude zaveden vstřikovací tlak 1800 a 2000 barů. I bez filtru pevných částic plní Audi A8 3.0 TDI quattro normu Euro4. Filtr je ale připraven do výroby jako příplatková výbava. Filtr pracuje v jednom ze dvou režimů, které závisí na způsobu jízdy. Přeměna zachycených pevných částic na CO2 probíhá buď průběžně při teplotě 350-500°C, což je označováno jako „pasivní regenerace“ a aplikuje se v převažujícím dálničním provozu. Druhý případ odpovídá režimu městského provozu s malým zatížením, kdy se každých 1000-1200 km zvýší teplota výfukových plynů na zhruba 600°C, čímž dochází k regeneraci filtru. Dva pracovní režimy filtru pomáhají udržet spotřebu paliva na prakticky nezměněné hodnotě. Výrobce udává následující hodnoty pro město/mimo město a kombinovaný provoz 12,0 / 6,4 / 8,4 l/100 km.

Třílitrový objem vznětového šestiválce byl proti původnímu motoru umožněn díky větší vzdálenosti mezi válci 90 mm (místo původních 88 mm), která bude společná i dalším koncernovým vznětovým motorům do V. Tím se získal prostor pro vrtání 83 mm (původně 78,3 mm). Zdvih je zvětšený o 5 mm. Úhel rozevření řad válců 90° znamená, že je nutno vyvážit setrvačné momenty prvního a druhého řádu. K tomu souží vyvažovací hřídel, poháněný spolu s olejovým čerpadlem, samostatným řetězovým převodem od klikového hřídele.

Celková hmotnost agregátu je úctyhodných 220 kg, což je ale proti předchůdci o 9 kg méně.

O přeplňování se stará pouze jediné turbodmychadlo, o chlazení stlačeného vzduchu však pečují dva výměníky. Nový motor překonává nejen původní motor 2.5 TDI V6 (132 kW), ale dokonce i osmiválec 3.3 l TDI z předchozí A8 (165 kW). Čtyřventilový agregát získává totiž z objemu 2967 cm³ celých 171 kW při 4000 ot./min. Tradičně velký je u dieselu maximální točivý moment 450 Nm. Zde navíc s ideálně plochým průběhem mezi 1400 a 3250 ot./min.

I když Audi A8 3.0 TDI váží 1830 kg, výkonný motor ze špičky současné automobilové produkce umožňuje automobilu dosahovat takřka sportovních jízdních výkonů. Zrychlení z 0 na 100 km/h je otázkou okamžiku dlouhého 7,8 s a jen málo scházelo k tomu, aby maximální rychlost nemusel upravovat elektronický omezovač, její hodnota činí 243 km/h.