Audi 3.0 TFSI - Der neue Hightech-V6

Aufgeladene Motoren haben im Zeichen der Vier Ringe eine lange Tradition. Schon in den 1930er Jahren arbeiteten Kompressoren in den legendären Grand-Prix-Rennwagen der Auto Union, sie trieben die mächtigen 16- und 12-Zylindermotoren auf bis zu 440 kW (rund 600 PS) Leistung. Von den späten 70er Jahren an richtete Audi sein Augenmerk auf den Abgasturbolader – und feierte mit ihm abermals große Erfolge im Motorsport. Gleichzeitig traten die Turbo-Motoren von Audi am Markt einen beeindruckenden Siegeszug an.

Jetzt gibt der Kompressor sein Comeback. Er ist die ideale Aufladungs-Technologie für den neuen 3-Liter-V6, den 3.0 TFSI; das T in der Motorenbezeichnung steht ab sofort bei Audi nicht mehr für den Turbolader allein.

Ausgedehnte Vergleichsuntersuchungen haben ergeben, dass der mechanische Lader bei diesem Motor die bessere Lösung als ein Biturbo-Konzept ist. Im Zusammenspiel mit der Direkteinspritzung erwies er sich im Packaging, beim Anfahrverhalten und dynamischen Ansprechverhalten deutlich überlegen.

Der Kompressor baut so kompakt, dass er an Stelle des Saugrohrs problemlos im 90-Grad-V der Zylinderbänke unterkommt. Weil er per Keilrippenriemen vom Motor angetrieben wird, stellt er gleich vom Leerlauf weg seinen vollen Anschub parat, das sorgt für enorme Durchzugskraft beim Anfahren. Bereits bei 2.500 1/min stemmt der 3.0 TFSI sein Maximum von 420 Nm, es bleibt bis 4.850 Touren konstant.

Die Gaslaufwege hinter dem Kompressor sind sehr kurz; deshalb baut sich das Drehmoment extrem schnell auf, noch dynamischer als bei einem Saugmotor mit gleichem Hubraum. Der 3.0 TFSI hängt sportlich am Gas, er wirkt ungewöhnlich agil und bissig. Und er dreht spielerisch leicht hoch bis zum Maximum von 6.500 Touren, wobei er seine Nennleistung von 213 kW (290 PS) bereits knapp unterhalb von 5.000 1/min erreicht.

Neue Bestmarken auch im Verbrauch

Auch im Verbrauch setzt der 3.0 TFSI überzeugende Bestmarken. Zudem erlaubt es seine Durchzugsstärke, das Getriebe länger zu übersetzen, wodurch der Effizienz-Vorsprung weiter wächst. Der neue 3.0 TFSI wird in fast allen Audi-Modellen mit Längsmotor, für die er vorgesehen ist, klar unter 10 Liter/100 km Durchschnittsverbrauch bleiben. Er ist für den Betrieb mit Super- wie Normalbenzin ausgelegt und hält – Ehrensache für einen neuen Motor von Audi – schon die künftige Abgasnorm Euro 5 ein.

Möglich wurde diese bahnbrechende Effizienz nur durch die Audi-Technologie der Benzin-Direkteinspritzung nach dem FSI-Prinzip. Anders als bei den herkömmlichen Lösungen erlaubt sie es, den Kompressor hinter der Drossel­klappe zu platzieren. Wegen der geringen Dichte der Ansaugluft bei Lasten unterhalb der Aufladung und im Schiebebetrieb laufen seine Rotoren leicht, die benötigte Antriebsleistung ist gering.

Die hohe Verdichtung des Motors von 10,5:1 trägt ebenfalls entscheidend zur Effizienz bei. Auch sie ist der Direkteinspritzung zu verdanken, weil bei ihr der intensiv verwirbelte Kraftstoff den Brennraum kühlt und damit die Klopfneigung senkt.

Beim Kompressor des neuen 3.0 TFSI handelt es sich um ein so genanntes Roots-Gebläse. In seinem Inneren rotieren 2 4-flügelige Drehkolben mit bis zu 23.000 1/min gegenläufig zueinander – der Luftspalt zwischen ihnen beträgt nur wenige tausendstel Millimeter. Die Rotoren können pro Stunde 1.000 kg Luft fördern und mit bis zu 0,8 bar Ladedruck in die Brennräume pressen.

2 Wasser-/Luft-Ladeluftkühler aus Aluminium, die an einen separaten Kühlwasserkreislauf angebunden sind, liegen im Gehäuse integriert. Sie kühlen die verdichtete und damit erhitzte Ansaugluft wieder ab, um ihren zur Verbrennung nötigen Gehalt an Sauerstoff zu steigern. Ein umfangreiches Paket an Maßnahmen dämmt die Geräusche, die der Kompressor erzeugt, auf ein Minimum.

Der Motor selbst zählt zur Familie der hochmodernen V-Aggregate von Audi. Zu ihren Kennzeichen gehört neben dem einheitlichen Zylinderwinkel von 90 Grad der konsequente Leichtbau – das Kurbelgehäuse des Dreiliters, aus Aluminium-/Silizium-Guss bestehend, bringt nur 33 kg auf die Waage. Das komplette Aggregat wiegt 189 kg, den Kompressor eingeschlossen. Die Bohrung misst 84,5 mm, der Hub 89,0 mm, woraus ein Hubraum von 2.995 cm³ resultiert.

Verstärkungen am Kurbelgehäuse

Audi hat dem 3.0 TFSI ein ganzes Paket Hightech-Feinheiten mitgegeben. Das Kurbelgehäuse wurde den höheren Druckverhältnissen angepasst, alle Bauteile sind konsequent auf minimale Reibung ausgelegt. Die beiden Einlassnocken­wellen lassen sich um 42 Grad Kurbelwinkel verstellen. In den Ansaugkanälen versetzen so genannte Tumble-Klappen die einströmende Luft in Bewegung und unterstützen so die optimale Gemischbildung.

Das Einspritzsystem ist von Grund auf neu entwickelt. Eine Common Rail-Anlage mit Sechsloch-Düsen injiziert den Kraftstoff unter bis zu 150 bar Druck direkt in die Brennräume. Die hohe Dynamik der Injektoren erlaubt in weiten Bereichen des Kennfelds bis zu drei Einspritzungen pro Arbeitstakt. Auch sie optimieren den Brennverlauf und tragen so zur starken Performance des neuen 3.0 TFSI bei.