mercoledì 23 luglio 2014

Audi festeggia i 25 anni di TDI

 
Nel 2014 Audi festeggia un anniversario molto importante: i primi 25 anni del TDI. Il primo motore 2.5 TDI a iniezione elettronica, montato sulla Audi 100 è stato presentato da Audi nel 1989 in occasione del Salone di Francoforte. Da allora il Marchio dei 4 anelli è stato sempre all’avanguardia nella realizzazione e nello sviluppo di questa tecnologia per motori Diesel.

 
“25 anni di TDI significa un quarto di secolo all’insegna dello sviluppo, dell’efficienza, della dinamica e della forza“, afferma Ulrich Hackenberg, Membro del Consiglio di amministrazione di AUDI AG per lo Sviluppo Tecnico. “Siamo fieri di questi 25 anni, perché proprio Audi è stata la prima casa automobilistica a presentare sul mercato il motore TDI, che continua ad essere, tra le tecnologie volte a garantire l’efficienza dei motori, quella che ha avuto in assoluto il maggior successo. Questa tipologia di motore è alla base del nostro successo soprattutto nella fascia alta del mercato automobilistico”.

Dal 1989 la tecnologia TDI ha portato il motore Diesel all’apice del successo.
L’evoluzione è stata segnata da diverse pietre miliari, tra cui l’introduzione della sovralimentazione, il perfezionamento dell’iniezione e l’ottimizzazione della depurazione dei gas di scarico sono state quelle più significative. In termini di cilindrata, questi 25 anni di TDI hanno portato a un miglioramento del 100% sia delle prestazioni sia della coppia. Inoltre, nello stesso lasso di tempo le emissioni di gas di scarico sono state ridotte del 98%.

Sino a oggi Audi ha prodotto circa 7,5 milioni di motori TDI: solo nel 2013 è stata quasi raggiunta la soglia delle 600.000 unità. Grazie alla nuova tecnologia, il marchio dei 4 anelli ha potuto ridurre le emissioni medie di CO2 del 3% nei nuovi modelli destinati al mercato europeo. Dei 156 modelli Audi con tecnologia TDI, ben 58 hanno un’emissione che va da 85 ai 120 grammi di CO2. La Audi A3 ultra con motore 1.6 TDI ha un consumo medio di 3,2 litri ogni 100 chilometri. La definizione “ultra” è sinonimo di sostenibilità a 360 gradi. Audi sta ampliando con grande energia la gamma degli efficientissimi modelli ultra.

 
Tutti i modelli TDI proposti oggi da Audi sono efficienti, puliti, confortevoli e potenti. Fatta eccezione per la Audi R8, in tutte le famiglie di modelli sono presenti motorizzazioni con cilindrate che spaziano dai 1.6 ai 4.2 litri e potenza da 90 CV (66 kW) nel 1.6 TDI sino a 385 CV (283 kW) nel 4.2 TDI. Il bestseller indiscusso nelle classifiche di vendita è il 2.0 TDI. Ne sono stati venduti complessivamente circa 3 milioni di unità, ben 370.000 solo l’anno scorso.

La tecnologia TDI Audi ha riscontrato un enorme successo ed è proiettata al futuro. La nuova versione del 3.0 TDI clean diesel a basse emissioni, sottoposta a un radicale reengineering, impone nuovi standard. Nei modelli compatti sarà presentato a breve il nuovo 1.4 TDI clean diesel a 3 cilindri. Nei motori TDI V6 sarà montato un compressore elettrico addizionale per conferire maggiore potenza e propulsione alla vettura anche ai bassi regimi: ciò renderà la guida ancora più sportiva e dinamica.

Con il Biturbo elettrico Audi segna l’inizio di una nuova era del TDI elettronico.
I nuovi elementi ibridi saranno lanciati a breve sul mercato. In futuro verrà offerta ad ogni cliente una soluzione personalizzata che comprenderà anche il TDI con tecnologia ibrida plug-in. Per quanto riguarda i combustibili, il Marchio punta sulla sostenibilità e quindi sulla produzione di Audi e-diesel con un impatto ambientale zero.

Entro il 2020 Audi desidera ridurre il consumo delle sue autovetture in modo da raggiungere un’emissione complessiva di 95 grammi di CO2 ogni chilometro. I tecnici lavorano alacremente non solo allo sviluppo dell’ibridazione, ma anche in tutti gli altri campi classici legati alle tecnologie automobilistiche. Tra questi la diminuzione dell’attrito, il sistema di gestione dell’energia termica e la combustione con particolare attenzione all’iniezione e alla sovralimentazione. Audi non punta sul “downsizing”, ma sul “rightsizing”: ogni vettura deve avere il motore che fa per lei. E infatti le versioni TDI da 6 e 8 cilindri sono estremamente efficienti in quanto, sulle vetture che li montano, funzionano alla perfezione anche ai bassi regimi.

Le competizioni fanno parte del DNA di Audi. Il circuito rappresenta il banco di prova più temuto per le nuove tecnologie che diventeranno in futuro produzione di serie. Il debutto del motore TDI si ebbe nel 2006 durante la 24 Ore di Le Mans. Da allora, con motorizzazioni TDI il marchio dei quattro anelli si è assicurato ben otto vittorie complessive in nove partecipazioni. Gli stessi requisiti devono essere soddisfatti sia in gara che nella produzione in serie: lo scopo da raggiungere è quello di ottenere da ogni goccia di carburante la massima potenza. I successi nell’ambito delle gare sono la prova tangibile del potenziale della tecnologia TDI Audi. La conferma più recente è stata la doppia vittoria conseguita nel 2014 nella più prestigiosa di tutte le gare, la 24 Ore di Le Mans.

 
Lo sviluppo del TDI
I tre pilastri su cui si basa lo sviluppo dei motori TDI sono: la sovralimentazione Turbo, l’iniezione e la depurazione dei gas di scarico. Gli ingegneri addetti lavorano continuamente alla riduzione dei consumi, allo sviluppo delle prestazioni e della coppia e al miglioramento del comfort di guida.
Il mondo economico e i legislatori impongono ulteriori criteri di cui si deve tener conto, per esempio le normative sui gas di scarico e il tipo di gasolio disponibile sui mercati internazionali. In Europa i temi principali sono il biodiesel, le sue miscele e i cicli di prova del futuro RDE (Real Driving Emission - Emissioni in Condizioni Reali di Guida). Per soddisfare i requisiti della Norma ULEV-II in vigore in alcuni Stati Americani, Audi ha dotato il suo 3.0 TDI con un sistema EGR. Quando la Cina, paese in cui oggi la qualità dei carburanti è variabile, diventerà un mercato per le automobili a gasolio, cambieranno anche i requisiti di qualità e sulle emissioni.

Sovralimentazione Turbo
I numeri che caratterizzano i turbocompressori Audi parlano da soli. Il turbocompressore del nuovo 3.0 TDI è in grado di generare una pressione relativa pari 2,0 bar e a pieno carico comprime 1.200 m3 nominali di aria all’ora (1,2 tonnellate). La sua potenza è pari a 35 kW e il numero di giri supera i 200.000 al minuto.
Le attività di sviluppo degli ingegneri Audi delle tecnologie legate ai turbocompressori si basano soprattutto su rendimento, generazione della coppia, comportamento del veicolo, acustica e alleggerimento della costruzione. Il progresso tecnologico è il risultato di innumerevoli test e passi avanti misurabili in millesimi di millimetro. Un esempio è rappresentato dalle giranti del futuro. Sono prodotte da un blocco unico e presentano un livello di precisione superiore rispetto ai prodotti in ghisa.
Il turbocompressore del nuovo 3.0 TDI utilizza un attuatore elettrico che può regolare le palette della girante in meno di 200 millesimi di secondo. L’attuatore è montato in un nuovo tipo di cartuccia formato da due gusci rivettati: i rivetti sottili ostacolano meno il flusso rispetto alle giunture colate delle costruzioni precedenti. Le temperature dei gas di scarico, che possono raggiungere gli 830oC, rappresentano delle sfide particolari soprattutto per i componenti mobili: ogni ulteriore aumento della temperatura richiede l’uso di materiali nuovi.
 
Iniezione
Negli impianti Common Rail di gran parte dei motori Audi, la pressione di iniezioneraggiunge i 2.000 bar. Il prossimo obiettivo saranno i 2.500 bar e gli ingegneri Audi stanno già lavorando per raggiungere valori superiori. Il motore TDI del modello da competizione Audi R18 e-tron quattro ne è un chiaro esempio: è dotato di un 4.0 litri V6 con pressione di 2.800 bar e circa 136 CV/litro. I pistoni in acciaio, oggi montati nel modelli TDI di serie, rappresentano un’ulteriore opzione tecnologica e sono in grado di sopportare pressioni di iniezioni superiori a 200 bar. Gli iniettori piezoelettrici, che Audi monta nei suoi motore a V, presentano ugelli con diametro di 0,1 millimetri che permettono di spruzzare il combustibile in modo uniforme anche con carichi bassi. Maggiore è la pressione, più accurata sarà la miscela a tutto vantaggio del rendimento, della coppia, del comfort di guida e della riduzione delle emissioni.
L’impianto Common Rail del nuovo 3.0 TDI è in grado di produrre nove singole iniezioni per ogni ciclo di lavoro. Le pre-iniezioni sono importanti soprattutto a basse velocità, mentre le post-iniezioni lo sono per la rigenerazione del filtro particolato e per la desolfatazione dei futuri catalizzatori NOx Storage. I sistemi di iniezione Audi devono presentare un livello di accuratezza nell’ordine di milligrammi e vengono testati per decine di migliaia di chilometri: la più piccola deviazione può influire negativamente sulla misurazione dei gas di scarico.

Depurazione dei gas di scarico
In passato gli ingegneri si sono dovuti impegnare a modificare il processo di depurazione dei gas di scarico in modo che fosse più reattivo. La maggiore efficienza dei motori TDI permette di ridurre ulteriormente la temperatura dei gas di scarico. Attualmente nel ciclo ECE le temperature misurate dopo due minuti, a valle del catalizzatore a ossidazione, raggiungono i 1500°C; al di sotto di questa soglia non avviene l’abbattimento.
Per questo motivo nel 3.0 TDI sia il catalizzatore a ossidazione sia il filtro particolato con rivestimento SCR sono montati molto vicino al motore. Nel tubo corto a gomito di raccordo di questi componenti viene immessa la soluzione AdBlue per mezzo della pompa SCR raffreddata ad acqua. Nella versione da 218 CV (160 kW) del nuovo V6 Diesel, nel nuovo V6 Biturbo e nel 4.2 TDI i catalizzatori a ossidazioni vengono riscaldati elettricamente.
La prossima evoluzione del 3.0 TDI di Audi avverrà nel 2015: al posto del catalizzatore a ossidazione sarà utilizzato un catalizzatore NOx Storage. Il così detto NOC (catalizzatore NOx a ossidazione) incamera il NOx fino a quando non si è raffreddato completamente; la depurazione avviene nel motore per mezzo dell’arricchimento della miscela. Per mantenere bassi i consumi, il NOC sarà utilizzato solo a basse temperatura e cioè in fase di accensione e con carico basso. In tutte le altre situazioni di guida, l’abbattimento del NOx sarà svolto dal filtro particolato con rivestimento SCR. I grandi potenziali di questa tecnologia permetteranno a Audi di rimanere conforme con i nuovi requisiti in materia di emissioni anche in futuro.

Il nuovo 1.4 TDI
Accanto al 4 cilindri da 2 litri, il nuovo 1.4 TDI è l’altro propulsore del Sistema del Pianale Modulare per Motori Diesel (MDB) del Gruppo Volkswagen. Il tre cilindri è stato ideato per essere montato trasversalmente e a breve andrà in produzione. La cilindrata è di 1.422 cc: il cilindro da 95,5 millimetri è derivato dal 2.0 TDI, l’alesaggio è stato ridotto da 81,0 a 79,5 millimetri. La distanza tra i cilindri è di 88,0 millimetri.
A differenza del motore precedente che fino al 2005 era montato sulla Audi A2, il nuovo 1.4 TDI ha un carter in lega leggera di alluminio-silicio che offre grandi vantaggi in tema di competitività. Il carter viene realizzato con un procedimento di pressofusione che garantisce grande resistenza, densità e omogeneità. L’impiego di nervature specifiche e dettagli tecnici particolari riducono l’emissione sonora nelle unità periferiche del motore.
Il carter pesa solamente 17 kg , ben 12 kg in meno rispetto alla precedente costruzione in ghisa. Il peso complessivo del motore è pari a 132 kg. Gli alloggiamenti sottili in ghisa sono saldati termicamente e il peso dei pistoni e delle bielle è stato ridotto. Il gioco dei pistoni, l’anello raschiaolio e le fasce elastiche sono stati ottimizzati per ridurre l’attrito.

Contrapposto all’albero a gomito ruota un albero di bilanciamento, la cui propulsione è integrata nella cosiddetta “pompa doppia”. La pompa dell’olio e la pompa del vuoto sono montate nello stesso alloggiamento. A seconda delle necessità, la pompa dell’olio si attiva tra un livello e l’altro di pressione. Un ulteriore elemento che contribuisce a migliorare l’efficienza è la separazione dei circuiti di raffreddamento per il blocco cilindri e la testata. Il circuito del blocco motore si può interrompere nella fase di riscaldamento del motore stesso: in questo caso è solo attivo il sistema di circolazione della testata che alimenta lo scambiatore di calore per il riscaldamento dell’abitacolo. Questo sistema di gestione dell’energia termica permette al 1.4 TDI di raggiungere velocemente la temperatura di funzionamento dopo la partenza a freddo.
Anche le pulegge degli alberi a camme sono dotate di sofisticati cuscinetti ad aghi. Le pulegge sono fissate ad un apposito telaio su cui vengono montate durante l’assemblaggio del motore: il nuovo modulo di distribuzione assicura elevata rigidità e peso contenuto.
Il sistema d’iniezione Common Rail raggiunge una pressione pari a 2.000 bar e le valvole magnetiche aprono e chiudono gli ugelli negli iniettori a sette fori. La pressione elevata permette una più fine atomizzazione del gasolio nelle camere e quindi una combustione più efficiente e pulita.

Il turbocompressore del 1.4 TDI presenta una regolazione pneumatica delle palette fisse della girante. L’intercooler, che utilizza per il sistema di raffreddamento un proprio sistema di circolazione, è fissato sulla testa del cilindro. Esattamente a monte del compressore sbocca il sistema di riciclo del gas di scarico (EGR), anch’esso con raffreddamento ad acqua. Ciò permette di ridurre l’emissione di NOx con il motore caldo e un carico medio o alto, mentre il sistema di riciclo di gas di scarico (EGR) non raffreddato si attiva sopratutto dopo l‘avviamento a freddo. Il nuovo motore è conforme alla norma Euro 6; il sistema di depurazione dei gas di scarico, con la sua costruzione compatta, garantisce una perdita minima di flusso.
Il nuovo 1.4 TDI eroga 90 CV (66 kW) di potenza e sviluppa una coppia costante di 230 Nm tra 1.500 e 2.500 giri.
 
Il nuovo 2.0 TDI longitudinale
Nella gamma di modelli Audi il 2.0 TDI è un talento allround. Il 4 cilindri da 2 litri è il propulsore di diversi modelli, dalla Audi A1 sino alla Audi A6. Nel SUV di classe media Audi Q5, il 2.0 TDI, montato longitudinalmente, si contraddistingue nella nuova evoluzione, per la conformità alla norma EU 6.
Si può scegliere tra due versioni: una con 150 CV (110 kW) e l’altra con 190 CV (140 kW) e la coppia massima è rispettivamente di 320 e 400 Nm. Il modello Audi Q5 con motore da 150 CV ha un’accelerazione da 0 a 100 km/h in 10,9 secondi; la velocità massima è di 192 km/h, il consumo ogni 100 km è pari a 4,9 litri di gasolio (129 grammi di CO2 ogni chilometro). Questi i dati del nuovo motore a 4 cilindri Diesel: accelerazione in 8,4 secondi, velocità massima 210 km/h e 5,7 litri di carburante ogni 100 km (149 grammi di CO2 ogni chilometro).

Il nuovo 2.0 TDI, con 1.968 cc3 di cilindrata (alesaggio x corsa 81,0 x 95,5 millimetri), è studiato per mantenere elevato il rendimento. La cinghia che aziona gli alberi a camme e i gruppi ausiliari è leggera e silenziosa. Entrambi gli alberi di equilibratura, spostati dalla coppa dell’olio nel basamento, sono dotati di cuscinetti a rotolamento; sono lubrificati con nebbia d’olio. Anche le pulegge degli alberi a camme sono dotate di sofisticati cuscinetti ad aghi.
Gli alberi sono inseriti in un telaio di supporto separato; questo nuovo modulo di distribuzione assicura elevata rigidità e peso contenuto. Le valvole di aspirazione e di scarico della testata sono ruotate di 90 gradi; entrambi gli alberi a camme azionano una valvola di aspirazione e di scarico per cilindro. L’albero a camme con valvola d’aspirazione può essere spostato di 50 gradi idraulicamente; la fasatura variabile migliora il riempimento delle camere di combustione, il vortice, la compressione effettiva e la durata dell’espansione.

Il sistema d’iniezione Common Rail permette di raggiungere una pressione pari a 2.000 bar; le valvole magnetiche atomizzano il gasolio attraverso gli ugelli a otto fori. Nell’iniettore si trova una quantità aggiuntiva di gasolio sotto forma di mini rail. Questo riduce al minimo la pressione sull’ago dell’ugello e assicura un’iniezione dosata di carburante. Un sensore all’interno di una delle candelette analizza la pressione durante la combustione e i dati rilevati influenzano il sistema di gestione del motore.
Una tensione ridotta delle fasce elastiche assicura la scorrevolezza ottimale dei pistoni; un cosiddetto “occhiale di levigatura” utilizzato in fase di produzione del motore garantisce elevata precisione di rifinitura delle canne dei cilindri. La pompa dell’olio con regolazione a due livelli ha un basso consumo energetico. Il sistema di gestione termica lavora in maniera flessibile: il sistema di raffreddamento si può disattivare nel blocco cilindri grazie ad una pompa durante la fase di riscaldamento e ciò permette di scaldare velocemente l’olio. La micro-circolazione della testata è azionata da una pompa elettrica che assicura il riscaldamento dell’abitacolo ed il funzionamento del sistema di ricircolo del gas di scarico (EGR). Con un sistema di depurazione dei gas di scarico, composto da un catalizzatore a ossidazione e da un filtro particolato Diesel con rivestimento SCR (selettive catalytic reduction) posizionato in prossimità del motore, il nuovo 2.0 TDI nel Audi Q5 è conforme alla norma Euro 6. Il ricircolo del gas di scarico (EGR) non raffreddato ad alta pressione, che si attiva dopo la partenza a freddo e in presenza di carico basso, percorre la testata in senso longitudinale. Il sistema di ricircolo del gas di scarico (EGR) a bassa pressione è posizionato direttamente sul blocco motore e viene raffreddato. Copre gran parte delle condizioni di marcia ed è studiato per ridurre al minimo le perdite di rendimento.
La turbina a geometria variabile (VTG) del Turbo viene azionata pneumaticamente. L’intercooler raffreddato ad acqua è integrato nel condotto di aspirazione: questo accorgimento comporta percorsi di uscita dei gas di scarico brevi, un’elevata qualità di regolazione e ottimi rendimenti.
 
Il nuovo 3.0 TDI
Il 3.0 TDI presenta nuovi standard tecnici. Il bestseller di Audi tra i modelli di segmento superiore è oggi più pulito e soddisfa appieno i requisiti della norma Euro 6 sui gas di scarico. Anche le performance sono migliorate: la potenza erogata è pari a 272 CV (200 kW) e la coppia massima, tra 1.250 e 3.250 giri, è di 580 Nm.
La Audi A7 Sportback monta per la prima volta il nuovo V6 Diesel. Con la trazione quattro, passa da 0 a 100 km/h in 5,7 secondi. La velocità massima, limitata elettronicamente, è pari a 250 km/h. La vettura consuma in media 5,2 litri di carburante per 100 chilometri, a fronte di emissioni di CO2 di 136 grammi al chilometro. Rispetto al modello precedente il nuovo 3.0 TDI migliora le sue prestazioni del 13%.

Nella versione ultra il V6 Diesel è ancora più efficiente e brilla per gli eccellenti valori: la potenza è di 218 CV (160 kW) e la coppia massima di 400 Nm. Il propulsore porta la vettura da 0 a 100 km/h in 7,3 secondi e le fa raggiungere una velocità massima di 239 km/h. I consumi medi sono di appena 4,7 litri di carburante ogni 100 km (122 grammi di CO2 ogni chilometro).
Il nuovo 3.0 TDI, con una pressione d’iniezione pari a 180 bar, ha ereditato le dimensioni dalle due generazioni precedenti: alesaggio di 83,0 millimetri e corsa di 91,4 millimetri per una cilindrata di 2.967 cm3. Le bancate sono poste a 90 gradi l’una rispetto all’altra. Il basamento dei cilindri, all’interno del quale ruota un albero di bilanciamento, è in ghisa grafitica vermicolare estremamente resistente e leggera. Grazie alla particolare lavorazione dei dettagli, inoltre, è stato possibile ridurre ulteriormente le masse, cosicché il peso complessivo del motore è di 192 chilogrammi.
L’albero a gomiti di tipo “Split-pin”, fucinato e dal peso ottimizzato, garantisce un andamento armonioso del motore. Il perno di manovella dei pistoni contrapposti è disassato di 30 gradi in modo da ottenere intervalli d’accensione regolari. L’olio viene convogliato sui pistoni in alluminio, raffreddandoli, attraverso canali fusi. Per ridurre l’attrito, gli spinotti dei pistoni presentano un rivestimento al carbonio simile al diamante e anche il primo anello dei pistoni è rivestito di materiale tecnologicamente avanzato ad alta resistenza. Il pacchetto degli anelli raschiaolio è stato completamente rinnovato in modo da ridurre la tensione tangenziale del 25% e da permettere lo scorrimento uniforme senza attrito negli alloggiamenti. Il rapporto di compressione è pari a 16,0:1. Per la produzione del 3.0 TDI si utilizza l’esclusiva tecnica con il cosiddetto “occhiale di levigatura”.
Un pannello (“occhiale”) viene fissato al carter prima che le canne vengano lavorate per simulare la tensione esercitata dalla testata dei cilindri al momento del funzionamento, in modo da individuare differenze di rotondità nell’ordine dei millesimi di millimetro.

Il V6 Diesel adotta un sistema di gestione dell’energia termica altamente evoluto. Il basamento motore e le testate sono dotate di circuiti di raffreddamento separati, collegati tra loro da una valvola. Nella fase di riscaldamento il liquido di raffreddamento non viene messo in circolo. In questo modo l’olio si riscalda più velocemente. Per ridurre le perdite energetiche, a basso carico anche l’acqua non viene messa in circolo. Il liquido di raffreddamento del circuito delle testate riscalda gli interni della vettura e alimenta il sistema di raffreddamento del sistema di riciclo del gas di scarico (EGR). Per ridurre al minimo le perdite di pressione, la camicia d’acqua della testata è divisa in due sezioni: una superiore ed una inferiore.
Nel sistema Common Rail il livello di pressione è di 2.000 bar. I velocissimi iniettori piezoelettrici con gli ugelli a otto fori possono iniettare il gasolio fino a otto volte per ogni fase. La valvola a farfalla centrale posta all’ingresso del condotto di aspirazione riduce al minimo le perdite di pressione. In presenza di un basso numero di giri la chiusura del condotto di riempimento genera forti turbolenze che contribuiscono ad aumentare la coppia. In regime di giri elevato, invece, la condotta aperta assicura il riempimento massimo delle camere di combustione.
I turbocompressori raffreddati ad acqua sono di nuova generazione. Il meccanismo di regolazione elettronico all’interno della turbina a geometria variabile è ancora più aerodinamico e preciso, il motore reagisce quindi ancora più velocemente al pedale del gas. La pressione massima relativa di sovralimentazione passa da 1,6 a 2,0 bar. Anche il collettore di scarico è stato rielaborato. La nuova pompa dell’olio opera in funzione dal carico e dal numero di giri reagendo, in quasi ogni situazione, in modo completamente variabile. Il sistema di raffreddamento ad olio è collegato al sistema di circolazione tramite bypass dotato di termostato. Grazie alla depurazione dei gas di scarico conforme alla norma EURO 6 il 3.0 TDI viene denominato, in tutte le varianti, “clean diesel”. I componenti destinati alla depurazione nel nuovo motore sono posti il più vicino possibile alla parte posteriore del propulsore, così da entrare rapidamente in funzione. Il catalizzatore a ossidazione dalle dimensioni maggiorate è montato, nel V6 da 18 CV (160 kW), in modo coassiale dietro l’uscita della turbina del turbocompressore.
Esattamente dietro ad esso si trova il filtro antiparticolato; le pareti interne del filtro hanno un rivestimento che contribuisce all’abbattimento del NOx nel gas di scarico secondo il procedimento SCR (selective catalytic reduction). Un modulo di dosaggio inietta l’additivo AdBlue. Il nuovo blocco dei componenti di depurazione dei gas di scarico ha reso necessarie delle modifiche nella trasmissione a catena. La pompa del vuoto e dell’olio e quella ad alta pressione del sistema Common Rail hanno dispositivi di azionamento indipendenti. Nell’azionamento dell’albero a camme, le grandi pulegge dentate sono state sostituite da ingranaggi intermedi con cuscinetti a spillo e rapporti di trasmissione. Gli alberi a camme con struttura cava sono particolarmente leggeri e azionano le valvole per mezzo di un bilanciere a rullo estremamente rigido. Il diametro ridotto dei cuscinetti degli alberi a camme riduce l’attrito.
 
La Audi A7 Sportback 3.0 TDI competition
Nella Audi A7 Sportback 3.0 TDI competition è all’opera un 3.0 TDI biturbo clean diesel di 2.967 cm3 di cilindrata. Grazie a modifiche apportate alla sovralimentazione e agli alberi a camme la potenza è aumentata a 240 kW (326 CV), con un incremento di 5 kW (7 CV) rispetto alla versione di serie; quando il guidatore accelera a tutto gas, grazie alla funzione boost vengono brevemente in aiuto altri 15 kW (20 CV) di potenza. La coppia massima è di 650 Nm ed è disponibile tra 1.400 e 2.800 giri. Tutti i propulsori sono a norma Euro 6.
In linea con il suo temperamento dinamico, la Audi A7 Sportback 3.0 TDI competition ha in dotazione il pacchetto sportivo S line, che comprende anche la carrozzeria ribassata di 20 millimetri. I cerchi a cinque razze a W hanno fianchi verniciati in nero. Con un diametro di 20 pollici sono molto imponenti; i pneumatici sono del tipo 265/35. Le pinze freno rosse e i dischi freno da 17 pollici all'avantreno e al retrotreno sottolineano la sportività della versione speciale.

Il pacchetto per esterni S line e il pacchetto modanature cromate nere conferiscono eleganza dinamica alla carrozzeria; sono inoltre disponibili anche emblemi V6 T per i parafanghi, alloggiamenti neri dei retrovisori e terminali di scarico in nero lucido. La versione speciale è disponibile nei colori grigio Daytona, rosso Misano, grigio nardo e blu Sepang.
Nello stile del pacchetto sportivo S line l'abitacolo della Audi A7 Sportback 3.0 TDI competition è nero. I sedili sportivi hanno rivestimenti in pelle fine Valcona nera o argento luna e decorazioni S line. Come optional i sedili sportivi S sono disponibili anche con cuciture di contrasto in rosso Misano o grigio agata; in tal caso sono rivestiti in pelle e dotati di cuciture di contrasto anche gli appoggiabraccia. Gli inserti decorativi sono in alluminio e legno Beaufort nero - una combinazione di metallo e legno particolarmente pregiata. Sui listelli battitacco figura la scritta “quattro”. Il cambio tiptronic a otto rapporti può essere comandato anche manualmente con i bilancieri posti dietro il volante sportivo in pelle.
La versione speciale presenta tutte le caratteristiche già confluite nella gamma A7 dopo il restyling. Tra queste i fari di serie a LED e le luci di direzione dinamiche. A richiesta sono disponibili anche i fari Matrix LED, il sistema di navigazione MMI plus, ancora più potente, e sistemi di assistenza perfezionati come il sistema di assistenza alla guida notturna.

 
Il 4.2 TDI
Nella gamma di modelli Audi il 4.2 TDI è il propulsore con la coppia più potente. Nella sua versione più recente, questo propulsore nella Audi A8 raggiunge una coppia pari a 850 Nm con 2.000 e 2.750 giri; i suoi 385 CV (283 kW) di potenza vengono erogati già a 3.750 giri.
Questa enorme potenza dona un’esperienza di guida sportiva. Attraverso un cambio tiptronic a otto rapporti, il V8 Diesel garantisce a questa berlina di lusso con trazione quattro un’accelerazione da 0 a 100 km/h in 4,7 secondi e una velocità massima autolimitata elettronicamente pari a 250 km/h.
Il motore top TDI di Audi ha una cilindrata di 4.134 cc (alesaggio x corsa: 83,0 x 95,5 millimetri). Il carter in ghisa grafitica vermicolare consente di ridurre sensibilmente il peso complessivo del motore che si aggira intorno ai 250 kg. Quattro alberi a camme azionati a catena comandano complessivamente 32 valvole mediante bilancieri a rullo.

Gli ingegneri hanno modificato il 4.2 TDI per poterlo utilizzare nella Audi A8. Ad esempio i pistoni in alluminio sono dotati di bordi rinforzati che, insieme alle valvole di scarico di nuova generazione, aumentano la resistenza alle alte temperature. Il sistema Common Rail genera una pressione pari a 2.000 bar, mentre gli iniettori piezoelettrici cosiddetti “inline” atomizzano il gasolio nelle camere di combustione per mezzo dei nuovi ugelli a otto fori.
Anche i due turbocompressori a geometria variabile (VTG) sono stati migliorati ulteriormente, soprattutto per quanto riguarda i cuscinetti delle giranti dei compressori. Entrambi i turbo, che generano una pressione relativa pari a 1,7 bar, alimentano rispettivamente una bancata motore per mezzo di un intercooler post-azionato. Grazie alla geometria variabile della turbina la propulsione inizia ad essere generata già in fase di messa in marcia, quindi ad un numero di giri molto basso.
Grazie al particolare comfort di guida, con l’inserimento della modalità efficiency del sistema Audi drive select, il motore diesel può essere messo in movimento con appena 800 giri. Il numero di giri basso riduce sensibilmente il consumo effettivo. Nel ciclo ECE la Audi A8 4.2 TDI clean diesel consuma ogni 100 km 7,4 litri di gasolio (194 grammi di CO2/km).
La Audi A8 4.2 TDI clean diesel è conforme alla norma Euro 6. Vicino al motore sono montati due catalizzatori a ossidazione riscaldabili, mentre nella parte posteriore si trovano entrambi i filtri antiparticolato con rivestimento SCR. La pompa di dosaggio inietta l’additivo AdBlue che abbatte i NOx. La soluzione è contenuta in due serbatoio che hanno una capienza complessiva pari a 27 litri.

 
I modelli ultra di Audi
La denominazione “Audi ultra” viene attribuita ai modelli più efficienti delle rispettive serie. Essa è sinonimo di mobilità quotidiana e rispetto dell’ambiente. Attualmente Audi offre ben 23 modelli ultra nelle gamme A3, A4, A5 e A7, tutti con motori TDI. I modelli ultra di Audi sono le autovetture più efficienti della loro serie, grazie ad un consumo medio compreso tra 3.2 e 4.6 litri ogni 100 chilometri ed emissioni di CO2 tra 85 e 122 grammi ogni chilometro, senza per altro rinunciare a dinamica e comfort.
La Audi A3 ultra è il modello più efficiente in assoluto dell’intera gamma, infatti ha un consumo di 3,2 litri ogni 100 chilometri e un’emissione di CO2 equivalente pari a 85 grammi ogni chilometro. Monta il 1.6 TDI con 110 CV (81 kW), 250 Nm di coppia e attrito minimo. Sia la Audi A3 Sportback ultra cinque porte sia la berlina A3 hanno un consumo di 3,3 litri ogni 100 km (88 grammi di CO2 ogni chilometro). La Audi A3 Cabriolet consuma 4,9 litri di carburante ogni 100 km (114 grammi di CO2 ogni chilometro).

Nei nuovissimi modelli A4 e A5 ultra si è optato per il 2.0 TDI in versione modificata. In base alla versione si possono avere 136 CV (100 kW) oppure 163 CV (120 kW) con coppia di 320 o 400 Nm. La A4 berlina con 136 CV (100 kW) consuma in media solo 4,0 litri di carburante ogni 100 km (104 grammi di CO2 ogni chilometro). Sia la A4 Avant sia la A5 Sportback con motore da 136 CV (100 kW) hanno un consumo di 4,2 litri ogni 100 km (109 grammi di CO2 ogni chilometro). La A4 berlina e la A5 Coupé vantano 163 CV (120 kW). L’altrettanto potente A5 Sportback ha consumi pari a 4,3 litri ogni 100 km (111 grammi di CO2 ogni chilometro) mentre la A4 Avant sempre da 163 CV (120 kW) consuma 4,4 litri ogni 100 km (114 grammi di CO2 ogni chilometro).
I modelli ultra della serie A6 utilizzano il TDI 2.0 nella versione più potente con 190 CV
(140 kW) e 400 Nm di coppia. I dati principali sono: A6 berlina con S tronic 4,4 litri ogni 100 chilometri (114 grammi di CO2 ogni chilometro), A6 berlina con cambio manuale 4,5 litri ogni 100 chilometri (117 grammi di CO2 ogni chilometro), A6 Avant con S tronic oppure cambio manuale 4,6 litri ogni 100 chilometri (119 grammi di CO2 ogni chilometro).
Di serie i modelli ultra sono dotati di un cambio manuale con rapporti leggermente più lunghi nelle marce superiori. Il cambio automatico opzionale S tronic della seria A6 si presenta in una versione completamente nuova. Il sistema d’informazione per il conducente con programma efficienza e il sistema Start&Stop aumentano notevolmente l’efficienza della vettura. Per quanto riguarda i modelli A3 e A4 Family sono state apportate delle modifiche sull’aerodinamica e il telaio è stato ribassato per un pacchetto senza eguali. Tutti i modelli ultra sono contrassegnati da un logo discreto posto sulla parte posteriore delle vetture.
I motori da corsa

 
Audi considera le competizioni il palcoscenico ideale per testare le autovetture di serie. Il banco di prova più duro in assoluto è la 24 Ore di Le Mans. Il marchio dei quattro anelli vi ha partecipato per la prima volta con un motore TDI nel 2006. Complessivamente Audi ha schierato le sue vetture 15 volte ai nastri di partenza, vincendo ben 13 competizioni, otto delle quali con propulsori TDI. Tra questi successi c’è anche la doppia vittoria del 15 giugno 2014. Sia per i prototipi sportivi per Le Mans, sia per le vetture Gran Turismo che partecipano alle competizioni internazionali FIA, valgono gli stessi principi adottati per le autovetture di serie: da ogni goccia di combustibile si deve ottenere il massimo per aumentare l’efficienza e, allo stesso tempo, diminuire gradualmente i consumi.
Nel corso degli anni i regolamenti di gara per i motori TDI in vigore a Le Mans sono divenuti sempre più severi. Dal 2006 il diametro per il limitatore d’aria è stato ridotto del 34% e la cilindrata quasi del 33%. In termini assoluti le prestazioni sono diminuite di circa il 25%: da più di 650 CV (478 kW) nel 2006, si è passati a 490 CV (360 kW) nel 2013.
Contemporaneamente Audi ha sistematicamente perseguito il downsizing migliorando però sensibilmente le prestazioni specifiche. Nel 2006 la potenza per ogni litro di cilindrata era pari a 118 CV (87 kW). Nel 2011 si era a quota 146 CV (107 kW), per un aumento di quasi il 24%. La prestazione della superficie del pistone, cioè la prestazione di ogni singolo cilindro, è passata nello stesso periodo da 54 CV (40 kW) a 90 CV (66 kW), facendo registrare quindi una crescita del 65%. La velocità sul tracciato è aumentata notevolmente ma Audi, ciò nonostante, è riuscita a ridurre sensibilmente i consumi.

2006 – 2008: il V12 TDI nella Audi R10 TDI
Con il TDI R10 e il 12 cilindri TDI Audi ha dato inizio ad un’era rivoluzionaria e i modelli da corsa con motore Diesel vantano una lunga serie di trionfi. Il 5.5 TDI da ha superato di gran lunga i motori a benzina con oltre 1.100 Nm di coppia. A regime nominale il silenzioso Biturbo erogava più di 650 CV (circa 480 kW) e i piloti cambiavano marcia già a 5.000 giri. I gas di scarico erano depurati da due filtri antiparticolato e il cambio a cinque marce sequenziale scaricava tutta la potenza del motore sull’asse posteriore. Il consumo relativamente basso e l’ottima autonomia del TDI R10 sono state le chiavi del successo in occasione delle 24 Ore di Le Mans del 2006. Frank Biela, Emanuele Pirro e Marco Werner hanno fatto solo 27 stop ai box.  Lo stesso team si è imposto nel 2007 con la Audi R10 TDI sebbene le condizioni climatiche fossero pessime e l’organizzazione della gara avesse ridotto il volume massimo del serbatoio del 10%. Nel 2008 Rinaldo Capello, Allan McNish e Tom Kristensen hanno conseguito di nuovo la vittoria: la terza consecutiva per la Audi R10 TDI.

 
2009 - 2010: il V10 TDI nella Audi R15 TDI
Nella R15 TDI Audi ha ridotto di due cilindri il suo 5.5 litri. Il V10 TDI aveva circa 600 CV (440 kW) e più di 1.050 Nm di coppia. Questo motore era più corto e più leggero del 12 cilindri, a tutto vantaggio delle vetture che ne hanno guadagnato notevolmente in agilità.
Nel 2010 Audi ha festeggiato una grande tripletta nella classe prototipi sportivi con carrozzeria aperta. Timo Bernhard, Romain Dumas e Mike Rockenfeller hanno migliorato di cinque giri, cioè 75,4 chilometri su 5.410,713 chilometri, il record di distanza che la Porsche aveva stabilito 39 anni prima.
Sebbene le regole di gara a Le Mans abbiano ridotto ulteriormente la pressione del compressore e la pressione dell’aria, le prestazioni del TDI 10 cilindri sono rimaste pressoché invariate. Per la prima volta Audi ha utilizzato il compressore V10 TDI con turbina a geometria variabile (VTG) che ha migliorato notevolmente la risposta del motore. Le temperature dei gas di scarico, che possono raggiungere nella turbina i 1.050 gradi, hanno messo a dura prova i materiali. Per la prima volta sono stati utilizzati nel V10 TDI gli stessi pistoni in acciaio che erano stati testati nel V12. Questi permettono di raggiungere pressioni ancora superiori e quindi una migliore efficienza.

2011 – 2013: il V6 TDI nella Audi R18 TDI, R18 ultra e R18 e-tron quattro
Audi ha partecipato alla 24 ore di Le Mans del 2011 con la R18 TDI: il primo prototipo sportivo a carrozzeria chiusa del Marchio dopo la R8C del 1999. Il nuovo regolamento ha imposto una drastica riduzione del motore portandone la cilindrata a 3,7 litri. Audi ha sviluppato da zero un nuovo V6 TDI leggero e compatto con un angolo tra le bancate di 120 gradi con oltre 540 CV (397 kW) di potenza e più di 900 Nm di coppia, dotandolo di un cambio a sei marce. L’impianto Common Rail generava una pressione di 2.600 bar.
Audi ha scelto soluzioni innovative anche per il layout e il sistema di raffreddamento della testata: il lato di aspirazione si trova all’esterno e quello dei gas di scarico caldi all’interno. Il Monoturbo è posto all’interno della V e aspira aria fresca dal collettore sul tettuccio. Il grande turbocompressore a geometria variabile (VTG) che genera una pressione relativa fino a 2,0 bar (2011: 2.960 mbar assoluti; 2012 – 2013: 2.800 mbar assoluti) è dotato di un principio innovativo a doppio canale con due ingressi contrapposti per l’entrata dei gas di scarico e due uscite per il lato compressore. L’aria compressa fluisce attraverso l’intercooler in due collettori di aspirazione. La corsa di Le Mans ha avuto sviluppi decisamente drammatici: Marcel Fässler, André Lotterer e Benoît Tréluyer hanno vinto con l’ultima rimasta delle Audi R18 TDI con appena 13,854 secondi di distacco sulle quattro Peugeot.
La Audi R18 e-tron quattro ha potuto disporre di una trazione integrale temporanea grazie al gruppo motore-generatore (MGU) sull’asse anteriore che in base alla quantità di energia era in grado di erogare per un lasso di tempo limitato fino a 231 CV di potenza. Fässler, Lotterer e Tréluyer hanno festeggiato a Le Mans la prima tripla vittoria nel 2012 di una macchina da corsa ibrida. L’anno successivo hanno vinto i piloti Tom Kristensen, Loïc Duval e Allan McNish.
 
2014: il nuovo V6 TDI nella Audi R18 e-tron quattro
Audi ha partecipato alla 24 ore di Le Mans del 2014 con la nuova R18 e-tron quattro con un propulsore assolutamente innovativo quale il 4.0 V6 TDI. I dati principali sono: 537 CV (395 kW), più di 800 Nm di coppia e una pressione di iniezione superiore ai 2.800 bar. Grazie ai dettagli costruttivi studiati nei minimi particolari questo motore è il più leggero ed efficiente motore da corsa a gasolio di Audi. Il consumo è diminuito di più del 25% rispetto al motore da 3.7 litri. Il sistema ibrido con il gruppo motore-generatore posto nella parte anteriore del veicolo e il KERS accanto al pilota, erogano più di 231 CV. Con questo pacchetto Audi ha iniziato la 24 Ore nella classe di recupero energetico fino a 2 mega joule. Il nuovo regolamento ha limitato la quantità di energia utilizzabile per giro, lasciando invece liberi tanti altri parametri. In una corsa entusiasmante caratterizzata da numerosi avvicendamenti al vertice, la Audi R18 e-tron quattro con al volante Marcel Fässler/André Lotterer/Benoît Tréluye e il numero di gara 2 ha vinto la classifica generale completando 379 giri. Il secondo posto è stato conquistato da Tom Kristensen/Luca di Grassi/Marc Gené  con il numero di gara 1, completando il trionfo Audi. L’auto vincitrice ha utilizzano il 22% di gasolio in meno rispetto al modello del 2013. Dall’inizio dell’era TDI (2006) Audi è riuscita a ridurre i consumi durante le 24 Ore di Le Mans del 38%.

Biturbo elettrico e Ibridizzazione
Normalmente, la potenza del motore TDI viene generata dalla sovralimentazione del turbocompressore che a sua volta dipende dall’energia dei gas di scarico. Grazie al compressore ausiliario azionato elettricamente il Biturbo elettrico elimina questa dipendenza, aumenta rapidamente la pressione e la coppia anche in presenza di un numero di giri basso. 25 anni dopo il lancio del TDI, Audi fa il prossimo grande passo in avanti, donando al motore a gasolio un carattere più sportivo e grintoso. Oltre al classico turbocompressore a gas di scarico, il Biturbo elettrico presenta un secondo compressore montato in serie. Al posto della girante monta un piccolo motore elettrico che in soli 250 millisecondi porta la girante del compressore ad una potenza di circa 10 CV e al numero massimo di giri.
Il compressore elettrico si trova a valle dell’intercooler. La valvola di bypass del turbo si chiude con un numero di giri basso e con un’energia altrettanto bassa dei gas di scarico, di conseguenza l’aria viene inviata nel compressore elettrico. Il Biturbo elettrico può essere integrato in diverse soluzioni in modo flessibile e compatto.

Audi ha realizzato due studi pilota con il Biturbo elettrico: nella Audi A6 TDI concept è montato il nuovo 3.0 TDI Monoturbo e nella RS 5 TDI concept nel 3.0 TDI Biturbo. Il Monoturbo eroga 326 CV (240 kW) di potenza costante e sviluppa una coppia di 650 Nm tra 1.500 e 3.500 giri. Il compressore elettrico copre la coppia al di sotto di questa soglia e garantisce una risposta rapida e un’ottima flessibilità: in sesta è possibile accelerare da 60 a 120 km/h in 8,3 secondi e non più in 13,7 secondi.
Ancora più entusiasmante è il V6 Biturbo nella Audi RS 5 TDI concept che eroga 385 CV (283 kW) con una coppia massima di 750 Nm e un numero di giri compreso tra i 1.250 e i 2.000. In partenza il compressore elettrico fa sì che la coppia disponibile sia normale. Se il conducente continua ad accelerare, l’autovettura è in grado di raggiungere i 100 km/h in circa 4 secondi. Grazie all’interazione intelligente con il turbo la pressione è immediatamente disponibile dopo ogni cambio di marcia. Entrambi gli studi hanno inoltre evidenziato che la potenza viene erogata in modo quasi uniforme anche in presenza di un numero di giri basso. Il Biturbo elettrico rende il motore più potente proprio nelle situazioni in cui, nella guida di tutti i giorni, è necessario che lo sia. Riduce il fabbisogno di scalare le marce e consente così di tenere basso il numero dei giri.
I conducenti con uno stile di guida più sportivo apprezzeranno la potenza nel sorpasso e all’uscita delle curve. Il Biturbo elettrico è particolarmente indicato per diversi modelli Audi, anche con motore a benzina. Sarà disponibile di serie a breve nei modelli TDI.
L’energia che il compressore elettrico necessita per il proprio azionamento viene in gran parte ottenuta senza incidere sui consumi mediante recupero nelle fasi di rilascio. Il Biturbo utilizza per l’alimentazione una rete dedicata da 48 volt, una batteria a ioni di litio collocata nel bagagliaio e un impianto elettronico di potenza. Il collegamento con l’impianto elettrico da 12 V dell’autovettura avviene tramite un trasduttore DC/DC.

L’uso di un impianto elettrico dedicato da 48 volt offre numerosi vantaggi. Infatti, potrà alimentare i dispositivi elettrici del futuro come per esempio gli elementi riscaldanti termoelettrici, i freni posteriori elettromeccanici o i gruppi ausiliari del motore come la pompe dell’olio e quella dell’acqua che hanno bisogno di più di 12 V. L’aumento della tensione riduce la corrente e quindi saranno necessari cavi con diametro inferiore che contribuiranno a ridurre il peso dell’autovettura. Audi pensa già di lanciare la rete dedicata da 48 V in vari modelli.  Contemporaneamente gli ingegneri di Audi continueranno a lavorare all’elettrificazione del propulsore. A ogni Cliente sarà offerta una soluzione personalizzata. I moduli dei sistemi ibridi presentano già numerose soluzioni: dal Biturbo elettrico al TDI con tecnologia plug-in. L’interazione con il motore elettrico offre nuovi scenari, perché permette di spostare i punti di carico e quindi di ridurre sia i consumi sia i livelli di emissione. Nel traffico cittadino il motore elettrico è un propulsore a emissioni zero.
Un’altra interessante opzione, in materia di propulsione elettrica, è il motore elettrico e-quattro della serie quattro. Audi ha presentato questa novità in numerose showcar. L’asse anteriore viene azionato dal TDI e da un motore elettrico, mentre quello posteriore da un secondo motore elettrico. La batteria può essere ospitata anche nel tunnel del pianale.

Audi e-diesel
La filosofia Audi prevede anche un profondo impegno e un approccio innovativo e rivoluzionario nella creazione di una tipologia di gasolio di nuova generazione. A questo scopo la Casa tedesca collabora con l’azienda americana Joule. Fondata nel 2007 a Bedford nel Massachusetts, questa azienda biotecnologica americana produce combustibili sintetici, Audi e-diesel e Audi e-ethanol, utilizzando microorganismi particolari. Entrambi i prodotti hanno un impatto zero sull’ambiente dato che durante la combustione viene prodotto tanto CO2 quanto ne viene legato durante la produzione. Un’autovettura che utilizza il nuovo Audi e-diesel ha, secondo le valutazioni più recenti, un bilancio CO2 positivo paragonabile a un’auto con motore elettrico con energia proveniente da fonti rinnovabili.
Per Audi e-diesel e Audi e-ethanol sono necessari acqua, CO2, energia solare e microorganismi particolari. Si tratta di organismi monocellulari con una grandezza pari a circa 3 millesimi di millimetro. Come le piante, questi organismi producono la cosiddetta fotosintesi ossigenica, sfruttando la luce del sole e l’anidride carbonica, ad esempio dai gas di scarico, per formare carboidrati e crescere. A tale scopo non hanno bisogno di acqua pulita ma solo di acqua salata e/o non potabile. Come prodotto secondario della fotosintesi ossigenica viene generato ossigeno. Gli esperti di Joule hanno modificato il processo di fotosintesi in modo da permettere ai microorganismi di produrre anidride carbonica direttamente degli alcani, parti integranti del gasolio o anche dell’etanolo. I carburanti vengono scissi dall’acqua e depurati.
Audi e-diesel ha il vantaggio di essere altamente puro. A differenza del gasolio ottenuto dal petrolio, che è sostanzialmente una miscela di idrocarburi, quello di Audi è assolutamente privo di zolfo e di aromatici. Grazie all’elevato numero di cetani questo nuovo combustibile è particolarmente infiammabile. La sua composizione chimica permette di miscelarlo illimitatamente al gasolio di origine fossile. Nei motori clean diesel il Audi e-diesel può essere utilizzato senza apportare grandi modifiche al propulsore.
Nel 2012 Audi e Joule hanno costruito nel deserto dello Stato del New Mexico un impianto pilota. Questo si trova in una zona poco fertile, non interessante per la coltivazione e con un alto numero di ore di luce. La collaborazione tra le due aziende è iniziata già nel 2011 e Joule ha brevettato questa nuova tecnologia. Audi lavora in esclusiva con Joule nel campo delle applicazioni legate al mondo automobilistico. Joule vanta un grande know-how nel settore dei test su combustibili e motori, inoltre implementa sistemi di valutazione LCA (Life Cycle Assessment). La sua esperienza aiuta gli ingegneri Audi nello sviluppo di combustibili commerciabili che potrebbero andare in produzione già nei prossimi anni.
A prescindere dalla collaborazione con Joule, Audi investe numerose risorse nello sviluppo di combustibili innovativi a impatto CO2 zero. Audi e-gas a Werlte nella Bassa Sassonia è il primo impianto industriale power-to-gas a livello mondiale che produce gas metano sintetico sfruttando fonti rinnovabili come l’eco-energia, l’acqua e anidride carbonica, ottenute attraverso lo stoccaggio di grandi quantità di energia pulita quale la solare e la eolica.
Audi, in collaborazione con l’azienda francese Global Bioenergies, esplora le possibilità per la produzione di e-benzina sintetica.

Le Showcar di Audi con motori TDI
La produzione di concept car è iniziata nel 2005 e continua ancora oggi. A questo scopo sono stati realizzati motori TDI da quattro, sei, otto, dieci e persino dodici cilindri.

2007: la Audi Q7 coastline
La showcar Q7 V12 TDI 500 CV (368 kW) e coppia pari a 1.000 Nm, è stata presentata da Audi nel gennaio del 2007 in occasione del Salone dell’Auto di Detroit per anticipare l’inizio della produzione dei modelli di serie iniziata nel 2008. Grazie alle sue prestazioni, questo concept SUV, si è subito fatto strada tra le concorrenti della categoria delle autovetture sportive: accelerazione da 0 a 100 km/h in 5,5 secondi e attivazione del limitatore elettrico di velocità a 250 km/h. La tecnologia del sei litri TDI era quella di serie. Grazie agli iniettori piezoelettrici l’impianto Common Rail era in grado di generare una pressione di iniezione fino a 2.000 bar. Entrambi i turbocompressori a geometria variabile erano in grado di generare una pressione di sovralimentazione nominale pari a 1,6 bar. Il carter era realizzato in ghisa grafitica vermicolare e i cilindri erano montati ad un angolo di 60°. Inoltre il V12 Diesel di Audi era particolarmente interessante per il suo straordinario comfort di guida.

2008: la Audi R8 V12 concept e la R8 TDI Le Mans
La Audi R8 V12 TDI concept è stata presentata agli inizi del 2008 a Detroit e alcune settimane dopo, un modello analogo, il R8 TDI Le Mans veniva esposto al Salone dell’Auto di Ginevra. Entrambi i modelli riprendevano le vittorie del 2006 e 2007 del Marchio con la Audi R10 TDI in occasione della 24 Ore di Le Mans. Così come per i modelli da competizione, anche la showcar disponeva di un propulsore da 6.0 V12 TDI. Il motore era montato centralmente dietro al pilota e al copilota, al posto del vano che normalmente nella R8 ospita il vano bagagli.
I 500 CV (368 kW) e la coppia da 1.000 Nm raggiunta a 1.750 giri erano in grado di portare questa biposto da 0 a 100 km/h in 4,2 secondi, per una velocità massima di 300 km/h. Secondo i calcoli, i consumi erano al di sotto dei dieci litri per 100 chilometri.

2008 : la Audi A3 TDI clubsport quattro
La Audi A3 TDI clubsport quattro è stata presentata per la prima volta nel maggio del 2008. Aveva una potenza di 224 CV (165 kW) e a 1.750 giri raggiungeva una coppia pari a 450 Nm. La showcar era in grado di accelerare da 0 a 100 km/h in 6,6 secondi e di raggiungere la velocità massima di 240 km/h. I valori specifici del 2.0 litri Diesel erano 113,8 CV (83,8 kW) e 228,7 Nm per litro di cilindrata. Una turbina a geometria variabile maggiorata era responsabile di comprimere l’aria nelle camere di combustione, mentre l’impianto Common Rail iniettava il gasolio a una pressione pari a 1.800 bar. Le camere di risonanza collocate nei terminali di scarico, donavano al 2.0 TDI un suono pieno.

2010: la Audi e-tron Spyder
La Audi e-tron Spyder è stata una delle novità del Salone dell’Auto di Parigi del 2010. Era una biposto cabrio lunga quattro metri. Presentava un telaio Audi Space Frame in alluminio, una carrozzeria in CFK rinforzata al carbonio e un motore ibrido plug-in.
Il 3.0 TDI Biturbo a trazione posteriore erogava 300 CV (221kW) e una coppia di 650 Nm. Due motori elettrici ciascuno da 87 CV e 352 Nm azionavano l’asse anteriore, erano selezionabili singolarmente e quindi garantivano un “torque vectoring” intelligente. L’alimentazione avveniva tramite una batteria a ioni di litio con una potenza pari a 9,1 kWh. L’autonomia dei motori elettrici era pari a 50 km e quindi la Audi e-tron Spyder consumava solo 2,2 litri di gasolio ogni 100 km (59 grammi di CO2 ogni chilometro). Parametri fondamentali: da 0 a 100 km/h in 4,4 secondi, con velocità massima autolimitata pari a 250 km/h.

2013: la Audi nanuk quattro concept
Lo studio tecnologico Audi nanuk quattro concept è stato presentato nel 2013 in occasione della Salone di Francoforte. Questo crossover concilia il dinamismo di una sportiva ad alte prestazioni con la competenza che Audi ha acquisito nella trazione quattro su strada, pista e sterrato. Il motore era un V10 TDI montato longitudinalmente sull’asse posteriore. Questo potente 5 litri Diesel era in grado di generare una potenza di 544 CV (400 kW) già da 1.5000 giri e una coppia di 1.000 Nm. Il motore dispone di una sovralimentazione biturbo e della tecnologia Audi Valvelift System (AVS) che nel frattempo Audi a continuato a sviluppare ulteriormente. Il suo impianto Common Rail genera una pressione pari a i 2.500 bar. La Audi nanuk quattro concept è in grado di accelerare da 0 a 100 km/h in 3,8 secondi, raggiungendo la velocità massima di 305 km/h. In media il consumo è pari ad appena 7,8 litri di carburante ogni 100 km.

Dal 2005 al 2009: altre showcar con motori TDI
Audi ha presentato al pubblico altre concept car con motori TDI. Al Salone di Detroit nel 2005, Audi ha presentato la allroad quattro con l’allora nuovissimo V8 Diesel che poco dopo è entrato a far parte della produzione di serie. Nel 2008 a Shanghai Audi ha presentato il Cross Coupé e ,a Los Angele,s il Cross Cabriolet quattro. Il biposto chiuso era alimentato da un 2.0 TDI, mentre il Cabrio dal 3.0 TDI. Sempre a Detrot, ma agli inizi del 2009 Audi ha presentato lo Sportback concept. Il predecessore della Audi A7 Sportback presentava un motore 3.0 TDI clean diesel con catalizzatore SCR (selective catalytic reduction).

Pietre miliari tecnologiche
Audi ha lanciato i motori TDI nel 1989 e, da allora, non ha mai smesso di perfezionarli. Nel corso di questi 25 anni Audi ha consolidato il suo primato nel know-how di questa tecnologia e ha introdotto innovazioni che sono altrettante pietre miliari.

Gli anni ’70: le sfide create dalla crisi del petrolio
Lo sviluppo della tecnologia TDI è iniziata in Audi durante la metà degli anni ‘70 in piena crisi petrolifera, quando ci fu la necessità di mettere a punto un nuovo motore con consumi più bassi. Durante la fase di sviluppo, il team composto da dieci ingegneri Audi decise per il metodo multi-iniezione; Bosch sviluppò una pompa assiale a pistoni comandata elettronicamente in grado di generare una pressione di 900 bar. Un supporto a doppia molla apriva lo spillo dell’ugello in due fasi permettendo la pre-iniezione di piccole quantità di combustibile in modo da rendere la combustione più uniforme e meno rumorosa.

1989: 2.5 TDI
Una delle pietre miliari della tecnica automobilistica fu presentata da Audi nel 1989 in occasione del Salone di Francoforte con il 2.5 TDI montato nella Audi 100. Il 5 cilindri in linea da 2.461 cc era un turbodiesel a iniezione diretta con controllo completamente elettronico: era nato il primo TDI. All’epoca nessuno avrebbe mai pensato che questa innovazione sarebbe stata introdotta di serie in Europa nella produzione dei motori a gasolio e che avrebbe segnato l’inizio di una nuova era.  Con una potenza di 120 CV (88 kW) e coppia pari a 265 Nm, quest’ultima raggiunta a 2.250 giri, introdusse uno standard completamente nuovo. La Audi 100 2.5 TDI era in grado di raggiungere i 200 km/h di velocità e di consumare in media solo 5,7 litri di gasolio ogni 100 km. A partire dal 1994 fu lanciato nella Audi A6 da 140 CV (103 kW) un cinque cilindri con una nuova pompa a pistoni radiali, catalizzatore di ossidazione e il ricircolo dei gas di scarico. In alternativa venne offerta anche una versione da 115 CV (85 kW).

1991: 1.9 TDI con Turbina a geometria variabile
I motori TDI iniziarono a essere introdotti con successo da Audi anche nelle autovetture di classe media. Nel 1991 la Audi 80 fu dotata del quattro cilindri 1.9 TDI da 90 CV (66 kW) e una coppia pari a 182 Nm. Quattro anni più tardi seguì un’evoluzione da 110 CV (81 kW) per la Audi A4. Responsabile della crescita di potenza fu un nuovo turbo con palette regolabili sul lato dei gas di scarico, il turbocompressore a geometria variabile, che permetteva l’aumento uniforme della coppia già a 1.700 giri.

1997: prima mondiale per il V6 TDI
Il 1997 segna un nuovo sviluppo pionieristico di Audi. L’innovazione per il settore delle autovetture a gasolio era la combinazione di un V6 TDI con una testata a quattro valvole. Il 2.5 aveva una potenza di 150 CV (110 kW) e una coppia di 310 Nm. Il motore presentava diffusori a vortice, condotti di aspirazione tangenziali e una pompa di iniezione radiale in grado di generare una pressione di 1.850 bar. Il 2.5 TDI fu montato nei modelli A4, A6 e A8 e nella sua ultima versione erogava 180 CV (132 KW).

1999: V8 TDI
3.328 cc, quattro alberi a camme sovrapposti, due turbo a geometria variabile: dall’ottobre del 1999 il V8 TDI, all’epoca il non plus ultra tra i motori Diesel, iniziò ad essere montato nella Audi A8. Il suo carter era realizzato in ghisa grafitica vermicolare leggera e super resistente, l’aria di alimentazione e i gas di scarico erano raffreddati ad acqua. Un impianto Common Rail, allora una novità per Audi, iniettava il gasolio con una pressione pari a 1.350 bar. Grazie ai suoi 225 CV (165 kW) e alla coppia pari a 480 Nm, il V8 TDI era in grado di portare la vettura alla straordinaria velocità massima di 242 km/h.

2001: 1.2 TDI
Nel 2001 Audi inanellò un ulteriore successo: la Audi A2 1.2 TDI riuscì a raggiungere un consumo medio di 2,99 litri ogni 100 km (81 grammi di CO2 ogni chilometro). La cinque porte compatta con carrozzeria aerodinamica in alluminio, montava un tre cilindri da 1,2 litri con una potenza di 61 CV (45 kW) ed una coppia di 140 Nm. La due valvole per cilindro utilizzava una turbina a geometria variabile, un dispositivo di iniezione con iniettore e pompa con pressione pari a 2.050 bar lanciato l’anno prima dal Gruppo Volkswagen. Ancora oggi la A2 1.2 TDI rimane l’unica 5 porte in grado di percorre 100 km con 3 litri di carburante.

2004: 3.0 TDI
Nel 2004 debutta il 3.0 TDI, il primo dei motori a V di Audi con angolo di 90 gradi, una distanza tra i cilindri pari a 90 millimetri e una trasmissione a catena sulla parte posteriore. Come tutti gli altri grandi motori Audi a gasolio, anche questo presentava un blocco in ghisa grafitica vermicolata. I gas di scarico venivano invece puliti per mezzo di un filtro antiparticolato, che all’epoca rappresentava una novità assoluta per il marchio.
Un’altra novità era rappresentata dagli iniettori piezoelettrici “inline” che erano in grado di iniettare minuscole quantità di gasolio: l’apertura e chiusura rapidissima degli ugelli permetteva di ottenere un’iniezione multipla. Questo tipo di iniezione consentiva l’aumento modulato della pressione fino ad un massimo di 1.600 bar e una combustione silenziosa. Il V6 TDI veniva offerto in tre versioni: da 204 CV (150 kW), 224 CV (165 kW) e 233 CV (171 kW). Questo tipo di motori fu utilizzato con successo in numerosi modelli e, nel 2009, Audi ne introdusse una seconda generazione.

2008: V12 TDI
Alla fine del 2008, il dodici cilindri del Q7 segnò la consacrazione ufficiale della tecnologia Audi TDI, collocando i modelli a gasolio tra i migliori a livello mondiale. Gli elementi caratteristici erano l’impianto Common Rail e i 2.000 bar di pressione generati da entrambi i turbocompressori a geometria variabile. L’angolo di 60 gradi tra le bancate garantiva un’eccellente equilibratura delle masse e, quindi, una marcia piacevole.
Il 6.0 V12 TDI erogava una potenza di 500 CV (368 kW) e una coppia di 1.000 Nm, questa raggiunta da 1.750 a 3.250 giri. Con questo motore il SUV era in grado di accelerare da 0 a 100 km/h in 5,5 secondi, come un'auto sportiva, e di raggiungere una velocità massima limitata elettronicamente a 250 km/h.

2009: 3.0 TDI clean diesel
Nel 2009 Audi introdusse la tecnologia clean diesel in risposta alle richieste di abbattimento dei gas di scarico imposte soprattutto negli Stati Uniti. Il 3.0 TDI clean diesel era dotato di un impianto Common Rail con una pressione di 2.000 bar e un nuovo tipo di sensori di combustione. Le emissioni venivano ridotte grazie all’iniezione omogenea e alla combustione ottimale del gasolio. Il NOx era abbattuto da un catalizzatore SCR (selective catalytic reduction) collocato nel tratto di scarico. L’additivo liquido AdBlue atomizzato nei gas di scarico si trasformava in ammoniaca che abbatteva i NOx riducendoli in acqua e azoto.
Nel 2013 fu introdotto un nuovo componente che riuscì a unire le funzioni del filtro particolato e del catalizzatore SCR. L’abbattimento dei NOx viene eseguito da un substrato ceramico, il titanato di alluminio o il carburo di silicio che si trovano sulle pareti del filtro. Un ulteriore catalizzatore (Ammonia Slip Catalyst, ASC) depura il rimanente cloruro di ammoniaca prodotto in presenza di carichi elevati.


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