Der neue Audi 1.8 TFSI

Die Audi-Motoren in der überarbeiteten A5-Familie setzen neue Maßstäbe für Sportlichkeit und Effizienz. Bereits das Einstiegsaggregat, der 1.8 TFSI, präsentiert die volle Technologiekompetenz von Audi. Die Ingenieure haben auf vielen Technikfeldern innovative Lösungen entwickelt – so erzielen sie eine verblüffend starke Performance bei MINImalem Verbrauch.

Der Highend-4-Zylinder, der seine Kraft aus 1.798 cm³ Hubraum schöpft, stemmt satte 320 Nm Drehmoment auf die Kurbelwelle; sie stehen von 1.400 bis 3.700 1/min konstant bereit. Bei 3.800 Touren entwickelt er bereits seine volle Leistung von 125 kW (170 PS). Der 1.8 TFSI beschleunigt das Audi A5 Coupé mit Handschaltung in 7,9 Sekunden von 0 auf 100 km/h und weiter bis 230 km/h Höchstgeschwindigkeit. Im Mittel kommt er jedoch auf 100 km mit nur 5,7 Liter Kraftstoff aus – ein CO₂-Ausstoß von 134 g/km und eine souveräne Bestmarke im Segment. Gegenüber dem Vorgängermotor mit 118 kW (160 PS) sank der Verbrauch um volle 21%.

Bei der Entwicklung galt dem Brennverfahren besonderes Augenmerk. Zusätzlich zur Benzindirekteinspritzung FSI nutzt der 1.8 TFSI eine indirekte Einspritzung – sie injiziert den Kraftstoff am Ende des Saugrohrs in den Bereich der Tumble-Klappen, wo er intensiv mit der Luft verwirbelt. Die indirekte Einspritzung kommt im Teillastbereich zum Zug. Sie senkt den Verbrauch und reduziert die Partikel-Emissionen so weit, dass der 4-Zylinder schon heute die Limits der künftigen Euro 6-Norm, die erst 2015 verbindlich wird, einhält.

Bei der FSI-Anlage ist der Raildruck von 150 auf 200 bar gestiegen. Die Direkteinspritzung ist beim Start und bei höheren Lasten aktiv, pro Arbeitstakt kann sie zwei beziehungsweise 3 Einzel-Einspritzungen absetzen. Um den Gaswechsel weiter zu optimieren, erhielt auch die Ventilsteuerung neue Freiheitsgrade: Das Audi valvelift system, das den Hub der Ventile in zwei Stufen umschaltet, wirkt auf der Auslassseite. Beide Wellen lassen sich verstellen, um 30 beziehungsweise 60 Grad Kurbelwinkel.

Vollelektronische Kühlmittelregelung

Beim innovativen Thermomanagement präsentiert der 4-Zylinder die neue vollelektronische Kühlmittelregelung. Zwei schnell schaltende Drehschieber, in einem Modul zusammengefasst und von einem E-Motor über ein Schneckengetriebe angetrieben, regeln den Fluss des Kühlmittels. Eines ihrer Hauptziele besteht darin, das Motoröl nach dem Kaltstart möglichst rasch auf Betriebstemperatur zu bringen. Dafür bleibt das Kühlwasser im Kurbelgehäuse für relativ lange Zeit stehen; die Innenraumheizung läuft über den separaten Kreislauf des Zylinderkopfs. Der Hauptwasserkühler, der die Wärme an die Umgebung abführt, kommt erst so spät wie möglich ins Spiel.

Das neue Drehschiebermodul kann die Wassertemperatur je nach Last und Drehzahl zwischen 85 und 107 Grad Celsius einstellen; so erzielt es stets den besten Kompromiss zwischen MINImaler innerer Reibung und thermodynamischem Wirkungsgrad. Im gesamten Kühlsystem managen schaltbare Ventile den Fluss der Wärmeströme zwischen dem Motor, dem Wärmetauscher des Getriebes und dem Innenraum. Unterm Strich senkt das Thermomanagement die Emissionen des 1.8 TFSI pro 100 km um etwa 2,5 g CO₂.

Hilfreich für dieses Konzept war die Integration des Abgaskrümmers in den wassergekühlten Zylinderkopf. Sie verringert zudem die Temperatur des Abgases – der 1.8 TFSI kommt ohne die sonst übliche Anfettung des Gemisches bei Volllast aus. Bei sportlicher Fahrweise sinkt dadurch der Verbrauch erheblich.

Der Turbolader des 1.8 TFSI präsentiert sich ebenfalls völlig neu entwickelt, er baut den hohen relativen Ladedruck von bis zu 1,3 bar sehr dynamisch auf. Seine Hauptmerkmale sind ein Turbinenrad aus einer neuen Legierung, das bis zu 980 Grad Abgastemperatur verkraftet, die vor ihm platzierte Lambdasonde, ein Pulsations-Schalldämpfer, ein aus dem Vollen gefrästes Verdichterrad sowie ein elektrischer Wastegate-Steller, der den Ladedruck besonders schnell und exakt regelt und den Verbrauch weiter senkt.

Das Gewicht des Motors ist von 135 auf 131,5 kg zurückgegangen. Zu dieser Reduktion beigetragen haben unter anderem das neue Modul von Turbolader und Zylinderkopf, ein neues Gießverfahren für das Grauguss-Kurbelgehäuse, das die Wandstärken auf etwa 3 mm verringert und die Kurbelwelle mit 4 statt 8 Gegengewichten und verkleinerten Hauptlagerdurchmessern. Die Kolben bestehen aus einer neuen Legierung mit höherer Festigkeit. Bei der Ölwanne kommt leichter Kunststoff zum Einsatz, bei vielen Schrauben AluMINIum.

Auch die innere Reibung sank drastisch. Dies wurde erreicht durch eine neuartige Beschichtung der Kolbenhemden und eine Wälzlagerung der beiden Ausgleichswellen, welche die Massenkräfte zweiter Ordnung kompensieren. Die geregelte Ölpumpe beansprucht nur wenig Energie für sich und die Spritzölkühlung für die Kolbenböden läuft über ein hochpräzises elektrisches System.