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Neue Motoren: Audi V6 e-TDI und Jaguar Ingenium Vierzylinder Die Macht der Maschine
Neben einem oder zwei Abgasturboladern verfügt der neue V6 e-TDI über einen weiteren elektrisch angetriebenen Verdichter. Dieser E-Lader ist in erster Linie beim Anfahren und bei niedriger Last aktiv – also dann, wenn der Abgasstrom zu schwach ist, um die Abgaslader ausreichend auf Touren zu bringen. Wird der E-Lader über das 48-Volt-Netz angesteuert, öffnet die Bypassklappe, und Ansaugluft gelangt aus dem Ladeluftkühler in den Verdichter und dann unter Druck über die Drosselklappe in den Motor. Steigt mit der Drehzahl der Abgasstrom an, übernehmen der oder die Abgaslader vollständig den Ladedruckaufbau. Dann öffnet die Bypassklappe, und der E-Lader bleibt abgeschaltet.
Der Verdichter (rechts) sitzt auf einer Welle mit dem E-Motor (links), der mit einer Spannung von 48 Volt und mit maximal sieben kW Leistung arbeitet.
So wird der RS 5 TDI concept zwar nie in Serie gehen, aber als 385 PS starkes Probierstück für den V6 e-TDI taugt das quattro-Gerät allemal.
Bei der neuen Ingenium-Vierzylinder-Motorengeneration bestehen sowohl bei den Benzinern als auch bei den Dieseln (Bild) Kurbelgehäuse und Zylinderkopf aus Aluminium. Sämtliche Aggregate verfügen über Abgas-Turbo-aufladung und Common-Rail-Direkteinspritzung sowie über rollengelagerte Nocken- und Ausgleichswellen.
Hinter der grimmigen Front des Jaguar XE arbeiten die neuen Ingenium-Motoren.
Die Effizienz eines Autos bestimmt in erster Linie der Motor: bei Audi bald auch ein V6-Diesel mit elektrischem Turbo und bei Jaguar eine neue Vierzylinder-Generation
Leistung und Drehmoment waren schon immer die charakteristischen Kenngrößen eines Motors – und das wird auch so bleiben. Allerdings rückt die Frage, wie viel Energie dafür investiert werden muss, immer stärker in den Vordergrund. So konventionell und oldfashioned der Verbrennungsmotor auf den ersten Blick auch scheinen mag, sein Potenzial ist noch längst nicht erschöpft. Und dies betrifft Benziner wie Diesel gleichermaßen.
Neue Motoren: Audi V6 e-TDI und Jaguar-Vierzylinder
Stichwort Diesel. Mit einem ganz besonderen Sechszylinder-TDI greift Audi künftig im Segment der leistungsstarken Selbstzünder an. Statt auf mehr Hubraum setzt man bei diesem V6 auf neue Ladertechnik. Basis im Versuchsträger Audi RS 5 TDI concept ist der bekannte 3,0-Liter-V6-TDI mit sequenzieller Aufladung durch zwei unterschiedlich große Turbolader. Damit bringt es dieser Motor – z.B. im Audi SQ5 – regulär auf 313 PS und stramme 650 Nm Drehmoment ab 1450 Umdrehungen, womit man an sich ja schon gut durchtrainiert unterwegs ist.
Doch besonders mit dem Anfahrverhalten aus dem Stand waren die Audi-Entwickler offenbar nicht so ganz zufrieden, was im Wesentlichen am typischen Verhalten eines Abgasturboladers liegt: Dessen Masse braucht halt einen Moment, bis sie sich durch einen ausreichend starken Abgasstrom in Rotation versetzen lässt, um dann durch entsprechenden Ladedruckaufbau selbst für Leistung zu sorgen. Also verpasste man dem V6-Biturbo kurzerhand noch einen Verdichter, der allerdings nicht durch das Abgas, sondern elektrisch angetrieben wird. Damit ist man unabhängig vom Betriebszustand des Verbrennungsmotors und kann bereits aus dem Stand mehr als genug Ladedruck zu Verfügung stellen.
So beschleunigt der RS 5 TDI concept mit seinen 385 PS und einem Drehmoment von 750 Newtonmeter aus dem Stand heraus fast wie ein extrem starkes Elektro-Auto. Zwar braucht der Elektrolader kurzzeitig eine elektrische Antriebleistung von maximal sieben Kilowatt, um in 250 Millisekunden auf Maximal-Drehzahl zu kommen. Um die gleichen Fahrleistungen (0-100 km/h in ca. 4,0 s) mit Hilfe einer E-Maschine – also zum Beispiel mit einem Hybridantrieb – zu realisieren, wäre allerdings ein Vielfaches an elektrischer Leistung nötig. Der Elektro-Turbo funktioniert aber nur so richtig mit 48-Volt-Bordspannung und der Lithium-Ionen-Batterie, die z. B. beim Bremsen genügend Rekuperations-Energie speichert, um den e-Turbo möglichst verbrauchsarm schnell auf Touren zu bringen. Damit ist der RS 5 TDI concept bereits ein Vorbote des 48-Volt-Teilbordnetzes, das bei Audi ab nächstem Jahr in Serie geht.
Ebenfalls 2015 (Frühjahr) startet auch die neue, edle Mittelklasselimousine Jaguar XE. Passend dazu haben die Briten in eine komplett modulare Motorengeneration investiert, die sich Ingenium nennt und die im ebenfalls neuen, für 630 Millionen Euro errichteten Motorenwerk Wolverhampton gefertigt wird. Dabei handelt es sich sowohl um Diesel- als auch um Benzinaggregate. Allen gemein sind der Einzelhubraum von 500 cm3 pro Zylinder, der gleiche Zylinderabstand sowie Aluminium als Werkstoff für Kurbelgehäuse und Kopf. Weiterhin zeichnen sich die Ingenium-Triebwerke generell durch Turboaufladung, Direkteinspritzung und die Ausrüstung mit rollengelagerten Nocken- sowie Ausgleichswellen aus. Letztere sollen den 2,0-Liter-Vierzylindern nicht zuletzt eine Laufkultur wie ein Sechszylinder bescheren – so Jaguar. Bedarfsgesteuerte Ölpumpen und Kühlsysteme sowie die zur Minimierung der Kolbenreibung aus der Zylinder-Mittelachse versetzte Kurbelwelle sollen die Effek- tivität steigern und den Verbrauch senken.
Erster Vertreter der neuen Generation wird ein 2,0-Liter-Vierzylinder-Diesel mit einem Turbolader sein, dessen Leistung bei etwa 200 PS liegen dürfte – und der im Vergleich zum aktuellen Pendant eine um 17 Prozent reduzierte innere Reibung aufweist. Später folgen dann auch eine Biturbo-Variante mit deutlich mehr Leistung und die Turbo-Vierzylinder mit Benzin-Direkteinspritzung plus variabler Ventilsteuerung. Die neuen Vierzylinder kommen natürlich nicht nur in den neuen Jaguar XE, sondern sollen künftig den Flottenverbrauch der gesamten Jaguar Land Rover-Modellpalette senken.
Jürgen Voigt
