Nový motor Audi 3.0 V6 TFSI: Proč je jednodušší než předchůdce?

Svůj první motor vidlicové koncepce audi uvedlo na sklonku roku 1988. Šlo o osmiválec pro tehdy prestižní sedan, jednoduše pojmenovaný V8. Kupodivu, označení tohoto modelu byste na jeho karoserii hledali marně. První osmiválec, jakkoliv skvělý, vzešel z jisté improvizace. Vznikl spojením dvou motorů VW 1.8 16V, přičemž důvody byly zejména technologické. První osmiválec Audi byl však skvělým počinem a po jízdní stránce předčil někdejší motory svých německých rivalů ze Stuttgartu a Mnichova.

Od roku 1992 má Audi svůj první vidlicový šestiválec, který se mimo jiné vyznačoval méně obvyklým úhlem rozevření řad válců 90 stupňů. A tuto koncepci Audi drží dodnes, přičemž nejnověji se s ní setkáme v agregátu z řady EA 839, který je vyráběn v motorárně v maďarském Györu. Prakticky jsme jej vyzkoušeli v modelu SQ5, takže nyní můžeme přistoupit na slíbený hlubší rozbor nového šestiválce.

Stejný cíl, jiná priorita

Proč dělat tutéž věc dvakrát, řekli si u Audi a Porsche, a spojili své síly při vývoji nové generace vidlicových motorů. Ač budou pro obě značky shodné, u Audi se nebojí, že by si každá z nich nenašla své zákazníky. „Audi i Porsche chtějí dosáhnout stejného cíle, a sice vyrábět auta vrcholných segmentů. Každý ovšem cílí na jinou klientelu,“ říká na úvod k novým motorům Nikolai Ardey, vedoucí vývoje pohonných jednotek u Audi. „V takovém případě je asi logické, že obě značky budou používat stejnou technologii.“

TEST Jízdní dojmy Audi SQ5: Efektivní je. Umí ale také pobavit?

Nový šestiválec 3.0 TFSI z řady EA 839 ve výrobním programu motorů této značky nahrazuje obchodně stejně pojmenovaný agregát z řady EA 837. Jedná se o zcela nový motor, jehož technika částečně vychází ze zatím poslední generace osmiválce 4.0 TFSI, coby zástupce řady EA 824. Ten se pro změnu vyrábí v motorárně v Neckarsulmu už od roku 2012. I tento motor bude v budoucnu vystřídán novým osmiválcem, který coby zástupce řady EA 825 vyvíjí Porsche, primárně pro Panameru Turbo. Audi s ním na úvod počítá v připravované vrcholné A8, která se oficiálně představí na letošním podzimním autosalonu ve Frankfurtu nad Mohanem.

Není hliník jako hliník

Co mají všechny uvedené motory, tedy nový šestiválec, předchozí šestiválec, stejně jako zmíněný osmiválec, společné, je vrtání válců 84,5 mm a také zdvih pístů na klice 89 mm. Pouze u připravovaného osmiválce z řady EA 825 není jasné, zda budou uvedené rozměry rovněž dodrženy. A dále je to již zmíněný úhel rozevření řad válců 90 stupňů, který je u Audi tradiční. Dle vyjádření automobilky má snižovat těžiště motoru, což by mělo přispět k lepším jízdním vlastnostem. Vzhledem k podélnému uložení z větší části před přední nápravou není problém značná šířka motoru, kterou toto uspořádání taktéž přináší.

Pro snížení hmotnosti jsou bloky všech uvedených motorů vyrobeny z hliníkové slitiny. Jenže ne každý hliník je stejný, což lze tady demonstrovat velice dobře. Starší šestiválec (EA 837), stejně jako osmiválec 4.0 (EA 824) mají blok vyrobený z takzvané nadeutektické hliníkové slitiny, která se vyznačuje zvýšeným podílem křemíku. Místo vložených válců coby odolné dráhy pro písty je tak křemíkové zrno, které vznikne po odleptání hliníku z vnitřních ploch válců. Jde o technologii známou jako Alusil a používanou v principu již od 70. let. U nového šestiválce se také uplatnil hliník na stavbu bloku, ovšem v „klasickém“ provedení, takže motor používá suchá vložené válce z oceli o tloušťce stěny 1,5 mm.

Bizarnostem je konec

Starší šestiválec TFSI stejně jako zmíněný osmiválec 4.0 TFSI vynikají až neuvěřitelně složitou konstrukcí pohonu rozvodů. V tom má Audi zdá se tradici. Kombinace čtyř řetězů a ozubených kol jako by byla přímo předurčena k nezdaru se zvětšující se porcí ujetých kilometrů. Podobně byly kdysi řešené rozvody také u šesti a osmiválcových dieselů, přičemž jsou známy případy jejich selhání.

Audi má nový motor 3.0 TFSI: T jako kompresor

Nový motor přináší v daném ohledu zásadní změnu. I nadále jsou rozvody umístěny na opačné straně motoru, takže při jejich demontáži je nezbytné sundat také převodovku. Avšak nyní jsou řetězy pouze dva. Vždy jeden pro každou z hlav. Klikový hřídel pohání přes ozubené soukolí s vymezováním vůle v ozubení vyvažovací hřídel, vedený v bloku mezi oběma řadami válců a teprve na něm je nalisována dvojice řetězových pastorků. Od nich vedou řetězy k vačkovým hřídelům obou hlav válců. Na motoru naleznete ještě třetí kratší řetěz, situovaný zepředu pro pohon olejového čerpadla.

Miller v podání Audi

Ve snaze zlepšit termodynamickou účinnost motoru v režimu částečného zatížení, přichází nový motor s poměrně vysokým statickým kompresním poměrem 11,2:1. Starší šestiválec se vyznačoval 10,8:1 a osmiválec má v závislosti na verzi motoru kompresi 10,1:1, u výkonnější varianty 9,3:1.

Nově musí motoru stačit také výhradně přímý vstřik benzínu FSI se vstřikovacím tlakem až 250 barů. Vstřikovač se nachází v samém středu spalovacího prostoru, což má přinést lepší promíchání paliva s nasávaným vzduchem. Podobně jako na nejnovějších čtyřválcích 1.8 a 2.0 TFSI řady EA 888 použilo Audi inovativní systém dvoustupňově proměnného zdvihu sacích ventilů Audi Valvelift System (AVS). Zdvih se mění z 6 na 10 mm. V kombinaci s proměnným časováním obou rozvodů přesuvníky na vačkových hřídelích jde o jeden z hlavních pilířů takzvaného cyklu B práce motoru, který vychází ze známého Millerova cyklu.

Jak to funguje? V režimu sacího zdvihu se sací ventily příslušného válce zavírají ještě před dosažením dolní úvratě pístu. Zkrácení sacího zdvihu znamená, že se do válce nasaje méně vzduchu, než kolik by odpovídalo jeho zdvihovému objemu. Následná komprese tudíž začíná později. Toto je jedno z opatření, proč může mít motor poměrně vysoký statický kompresní poměr 11,2:1. Souhrnně vzato je v režimu částečného zatížení expanzní zdvih delší vůči kompresnímu, což zvyšuje účinnost motoru. Naopak v režimu vysokého zatížení se sací ventily zavírají později, přičemž jsou otevřeny po natočení klikového hřídele o úhel 180 stupňů, namísto 130 stupňů v režimu nízkého (částečného) zatížení.

Přeplňování motoru pracuje s relativně vysokým plnicím tlakem až 1,5 baru. Opět je to možné i vzhledem k vysoké statické kompresi díky zmíněnému cyklu B. Navíc nový motor již nepoužívá mechanicky poháněný a výrobně dost drahý kompresor Lysholm, ale obvyklé turbodmychadlo. Kanál přivádějící výfukové plyny k turbíně je u něj zdvojený, přičemž do každého ústí svody z jedné řady válců. Regulace otáček turbodmychadla je k překvapení mnohých „jen“ elektropneumatická, řešená běžným obtokem. Na otázku, proč není použito elektromotorické ovládání klapky obtokového kanálu, které je přesnější, nám technik z Audi sdělil, že důvodem je vysoká teplota. Choulostivý servomotor s nezbytnou elektronikou by za daných podmínek nezaručoval potřebnou spolehlivost. I s tím má Audi neblahé zkušenosti z dřívějších let.

Deci dolů, o turbo více

Evolucí nového motoru 3.0 TFSI je agregát 2.9 TFSI. Vznikl zkrácením zdvihu o 3 mm na 86 mm při stejném vrtání 84,5 mm. Výkon se zvýšil z 260 kW při 5400 až 6400 otáčkách na 331 kW (otáčky výrobce neudává). Podobně točivý moment narostl z 500 N.m při 1370 až 4500 otáčkách na rovných 600 N.m. Ty jsou navíc k mání od 1900 do 5000 otáček.

Hlavní odlišností od výchozího třílitru (vyjma zkráceného zdvihu) je použití dvou turbodmychadel namísto jednoho se zdvojenou skříní turbíny. Každá řada válců má tedy vlastní turbodmychadlo, ty jsou tudíž stejně velké. Plnicí tlak až 1,5 baru zůstává zachován. Ostatní technika včetně hliníkového bloku s ocelovými suchými vložkami válců rovněž zůstává zachována.

Nové twinturbo se objeví v připravovaném modelu RS5, přičemž výrobce slibuje kombinovanou spotřebu paliva 8,7 l na 100 km. Zda je to dle starého cyklu NEDC, nebo již nového WLTP, zpráva neuvádí. Ať tak či onak, působí napsaná hodnota vzhledem k dosahovaným parametrům jak z říše snů.