Audi TechDay Combustion engine technologies

 

Audi offre motori a V da ben 29 anni. L’otto cilindri da 3,6 litri fece infatti il suo debutto nel 1988 a bordo di Audi V8. Due anni dopo venne lanciata una versione V6 da 2,8 litri su Audi 100. E gli anni Novanta non furono da meno. Nel 1997 venne introdotto il primo TDI V6 al mondo (il TDI 2.5), seguito nel 1998 dal TDI V8 da 3,3 litri di cilindrata. E nel 2000, il biturbo V6 da 2,7 litri di cilindrata si presentò al pubblico con tutta una serie di caratteristiche senza pari: una potenza di 380 CV e una coppia pari a 440 Nm, che spingeva Audi RS 4 Avant. Si definirono così nuovi standard di riferimento per la classe media.

Oggi i motori V6 e V8 Audi vengono impiegati in tutti i modelli basati sul pianale modulare longitudinale (quindi nelle gamme Audi A4, A5, A6, A8, Q5 e Q7). I propulsori V6 (Diesel e benzina) hanno una cilindrata di 3,0 litri, mentre i

motori V8 di 4,0 litri. La potenza va da 218 CV a 605 CV. Il nuovo motore V6 da 2,9 litri di Audi RS 5 si è invece ricavato una nicchia tutta per sé (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,7; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km: 197). In ragione della potenza più elevata  e delle conseguenti maggiori sollecitazioni a massimo carico, la cilindrata è stata in questo caso ridotta di 0,1 litri.

 

1.1 Le sinergie nel Gruppo: la strategia legata ai motori a V

Audi e Porsche lavorano in stretta collaborazione allo sviluppo dei propulsori. I due marchi premium utilizzano i motori benzina V6 e V8, potenti ed efficienti, nei propri modelli. «Audi e Porsche appartengono entrambe al segmento di mercato premium, ma si rivolgono a target di Clienti diversi», dichiara Nikolai Ardey, Responsabile Sviluppo Trazioni in Audi. «Così la strategia, che prevede la condivisione di determinate tecnologie e attività di sviluppo tra i due Marchi, risulta essere logica e coerente.»

Per i motori benzina a V sovralimentati è disponibile un’ampia gamma di tecnologie, che comprende tra l’altro numerose soluzioni identiche e strettamente collegate tra loro. Si pensi, per esempio, al basamento in alluminio fuso, molto leggero. Le bancate del sei e dell’otto cilindri sono posizionate con un angolo reciproco di 90 gradi.

Si tratta dell’angolo classico per le bancate dei motori V8. Nei motori V6, un albero di equilibratura nella V interna compensa invece i momenti di massa. L’angolo di 90 gradi offre al Cliente importanti vantaggi. Dà infatti vita a un baricentro basso, con effetti positivi sul comportamento dinamico.

Grazie al layout standardizzato, si vengono a creare numerosi punti in comune nel packaging dell’auto, nel posizionamento in prossimità del motore dei catalizzatori e nella posizione di montaggio dei gruppi ausiliari.

Lo sviluppo della nuova generazione di motori benzina a V ha luogo in un centro di progettazione comune. La base è rappresentata dal TFSI V8 4.0, studiata a Neckarsulm e messa sul mercato nel 2012 (EA 824). Audi è responsabile dello sviluppo del nuovo motore benzina V6 (chiamato internamente EA 839), mentre Porsche si è occupata del nuovo motore V8 (EA 825). Nell’attuale stadio di sviluppo, la variante al top è disponibile su Panamera Turbo. Audi utilizzerà invece il propulsore nella nuova generazione dell’ammiraglia A8.

In linea di principio, l’idea del nuovo TFSI V8 4.0 prende spunto dal motore precedente di Audi. I due turbocompressori twin scroll si trovano nella V interna. Il principio prevede che i circuiti dei gas di scarico di entrambe le bancate attraversino separatamente il collettore e l’alloggiamento del compressore e si incontrino immediatamente a monte della girante della turbina. Questa tecnologia migliora le caratteristiche di flusso per una risposta immediata della turbina, contribuendo così in modo decisivo a uno sviluppo tempestivo e potente della coppia. Nei regimi transitori, delle boccole sagomate disattivano quattro cilindri sugli alberi a camme. Questa tecnologia si basa sull’Audi valvelift system (AVS). Una novità è rappresentata

dal rivestimento in ferro delle piste estremamente resistente all’usura, realizzate con plasma atmosferico. Un’altra novità è costituita dal circuito dell’olio, in cui le sezioni delle gallerie si differenziano per blocco e testate. Così l’olio viene portato rapidamente alla temperatura di esercizio, con una conseguente riduzione dei consumi.

 

Una nuova caratteristica dei motori TFSI V6, del TFSI 3.0 e della sua variante ad alte

prestazioni (TFSI 2.9), sviluppata sotto la responsabilità di Audi e impiegata anche da Porsche, è la posizione centrale degli iniettori nelle camere di combustione. Possiamo ritrovare questa peculiarità anche nel nuovo TFSI 4.0. In Porsche, questi motori sono già utilizzati su Panamera. In Audi, la versione TFSI 3.0 è utilizzata in diversi modelli S.

Su RS 5 Coupé (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,7; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in l/100 km: 197) viene impiegato per la prima volta il nuovo TFSI 2.9.

Il nuovo impianto d’iniezione centrale è un componente importante del processo di combustione denominato ciclo B, altamente efficiente, adottato per entrambi i motori a sei cilindri. In questo caso si tratta di un progetto Audi basato sull’Audi valvelift system. Nel ciclo B viene adottato un artificio per abbreviare la fase di compressione, in modo che il motore funzioni con una compressione di base decisamente maggiore.

In abbinamento a una fase di espansione normale, ma più lunga rispetto alla fase di compressione, è possibile ottenere un maggiore rendimento e di conseguenza una migliore efficienza del motore.

Ai regimi transitori, l’Audi valvelift system riduce sensibilmente la durata dell’apertura

di aspirazione e, contemporaneamente, chiude in anticipo le valvole di aspirazione, abbreviando così la fase di aspirazione. In presenza di carichi più elevati, il sistema passa a un profilo degli alberi a camme con una durata più lunga dell’apertura e una maggiore corsa delle valvole di aspirazione, per cui il motore funziona con il rapporto di compressione normale e con la massima portata.

Anche nei motori V6, i compressori (uno nel TFSI 3.0, due nel TFSI 2.9) si trovano nella V interna. Questa disposizione rende possibili una struttura compatta e minime perdite di flusso, con conseguente risposta spontanea e diretta dei motori. Un’altra caratteristica peculiare dei propulsori TFSI V6 è rappresentata dal collettore di scarico integrato nella testata, che funge da elemento del sistema di gestione termica. Il collettore di scarico viene così lambito dal liquido di raffreddamento, agevolando in questo modo il rapido riscaldamento del motore. Quando il motore è caldo, il sistema fa diminuire la temperatura dei gas di scarico, riducendo così i consumi, specie durante la guida sportiva. L’impianto d’iniezione common rail genera una pressione fino a 250 bar, come nel propulsore TFSI 4.0. Con questa pressione elevata, il carburante viene finemente polverizzato. Il processo di combustione viene così ottimizzato.

 

I nuovi motori benzina V6 e V8 sono adatti anche all’ibridazione (con alta o bassa tensione). Già al lancio sul mercato della prossima Audi A8, tutte le motorizzazioni monteranno un sistema mild-hybrid, che si integra con una nuova rete di bordo principale a 48 Volt.

Lo stabilimento ungherese di Gy?r, la più grande fabbrica di motori al mondo, realizza i propulsori TFSI V6 in una linea produttiva dedicata. Per Porsche, i motori TFSI V8 sono montati nel centro di Zuffenhausen. Nel 2016 sono stati costruiti oltre 212.500 motori a sei cilindri e oltre 19.500 versioni a otto cilindri. La struttura modulare consente l’utilizzo di numerosi componenti comuni, ad esempio il modulo pompa dell’olio, la catena di distribuzione degli alberi a camme, il coperchio del copricatena o la flangia di tenuta posteriore, solo per citare alcuni esempi. Questa soluzione porta a una riduzione dei costi e a vantaggi nelle linee produttive.

Audi ha dimostrato la propria superiorità con i motori Diesel (TDI 3.0 e il nuovo TDI 4.0) occupandosi in esclusiva del loro sviluppo. Porsche impiega i motori ad accensione spontanea in vari stadi evolutivi con piccoli adattamenti.

1.2 Ottimizzato sotto molti punti di vista: il nuovo 3.0 TDI

Gli ingegneri Audi hanno ulteriormente ottimizzato sotto molti punti di vista il nuovo motore 3.0 TDI. Nei nuovi modelli Audi A5 e Q5, il motore Diesel V6 eroga una potenza di 286 CV e una coppia pari a 620 Nm, disponibile tra 1.500 e 3.000 giri al minuto (tale motorizzazione sarà disponibile prossimamente).

Il sei cilindri ha una cilindrata di 2.967 cm3 (alesaggio x corsa: 83,0 x 91,4 millimetri). Come in tutti i motori a V Audi, le due bancate sono posizionate con un angolo reciproco di 90 gradi. Nel basamento (ZKG) in ghisa a grafite vermicolare, un materiale ad alta resistenza, è montato un albero di equilibratura, che riduce le vibrazioni del motore e migliora l’acustica. In ampi settori del diagramma caratteristico, la pressione di accensione raggiunge il livello dei 200 bar. Il concept di costruzione leggera perseguito con rigore da Audi e include non solo il basamento (ZKG), ma anche l’albero motore e le testate, dà il suo contributo al bilancio in materia di efficienza proprio come il minore attrito sulle fasce e sui perni dei pistoni (grazie allo speciale rivestimento delle piste) e la pompa dell’olio a regolazione variabile. Il sistema di gestione termica separa il circuito del basamento da quello delle testate e li alimenta in maniera mirata con il liquido di raffreddamento dopo la partenza a freddo, in modo che l’olio motore raggiunga velocemente la temperatura di esercizio.

Per un raffreddamento in funzione del fabbisogno, le testate hanno camicie d’acqua costituite da due parti. A seconda delle esigenze, il raffreddamento dell’olio viene fatto confluire nel flusso del liquido di raffreddamento delle testate.

 

L’impianto common rail sviluppa fino a 2.000 bar di pressione di iniezione. Gli iniettori piezoelettrici con gli ugelli a otto fori sono in grado di effettuare fino a nove iniezioni per ciclo di combustione. Per ottimizzare il passaggio dell’aria e il sistema di aspirazione, i canali di aspirazione (uno tarato per il movimento cinetico, l’altro per la carica) e quelli di scarico sono stati modificati rispetto al motore precedente. I due canali vantano una più bassa resistenza aerodinamica. Il motore ha così una prontezza di risposta più spontanea e sviluppa potenza in maniera più omogenea.

Il turbocompressore a gas di scarico del motore 3.0 TDI funziona con una pressione di sovralimentazione relativa elevata (2,3 bar). La turbina a geometria variabile (VTG) è progettata per un flusso privo di perdite. Il riciclo dei gas di carico di bassa pressione (AGR) preleva il gas di scarico a valle del filtro antiparticolato e lo fa passare attraverso un radiatore. Soprattutto a carichi medi ed elevati, questo permette di far funzionare il compressore con l’intero flusso del gas di scarico.

I due componenti della depurazione gas di scarico sono collocati molto vicino al motore. Il primo elemento è un grande catalizzatore a ossidazione NOC (catalizzatore a ossidazione di NOx) in cui l’ossido di azoto si accumula fino a riempirlo.

La depurazione avviene mediante l’arricchimento misto nel motore. Per minimizzare il maggior consumo di carburante legato a questo fenomeno, il NOC è attivo soprattutto quando la temperatura dei gas di scarico è bassa. Se la temperatura di esercizio viene raggiunta, il filtro antiparticolato per Diesel con rivestimento SCR, il secondo elemento, si occupa della conversione di NOx nei viaggi più lunghi e in autostrada, quindi nell’intervallo di regime medio.

Il motore 3.0 TDI ulteriormente ottimizzato è pronto per l’ibridazione mild, che il marchio dei quattro anelli prevede di introdurre per la prima volta di serie nel 2017 con nuova Audi A8. La rete di bordo a 48 Volt, che alimenta un alternatore-starter a cinghia (RSG), è in grado anche di fornire energia a un compressore ad azionamento elettrico (EAV). Esso supporta il turbocompressore in fase di partenza e accelerazione in caso di regimi bassi, assicurando al Cliente una maggiore spontaneità e una migliore elasticità.

 

1.3 Il Diesel di serie attualmente più potente di Audi: il 4.0 V8 TDI

Una potenza di 435 CV e una coppia pari a 900 Nm tra i 1.000 e i 3.250 giri (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 9,3 – 7,2*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km: 215 – 189*). Il TDI 4.0 è il motore Diesel V8 più potente di Audi. Il propulsore V8 presenta il medesimo rapporto corsa/alesaggio della variante V6, ovvero 83,0 x 91,4 millimetri, e vanta una cilindrata di 3.956 cm3. Grazie a questo motore, Audi SQ7 passa da 0 a 100 km/h in 4,8 secondi, toccando una velocità massima di 250 km/h (limitata elettronicamente). Nel ciclo NEDC si accontenta però di appena 7,6 – 7,2 litri di carburante ogni 100 chilometri* (198 – 189 grammi di CO2 per chilometro*).

Il TDI 4.0 è stato progettato come biturbo con sovralimentazione multistadio. Ogni turbocompressore a gas di scarico alimenta le due bancate con aria fresca. Come tipico nei motori a V di Audi, i compressori si trovano nella V interna. I percorsi brevi dei gas di scarico assicurano una risposta istantanea. I turbocompressori presentano una turbina a geometria variabile e sviluppano fino a 2,4 bar di pressione (relativa). La gestione è affidata all’Audi valvelift system (AVS). Gli attuatori elettromagnetici spostano le boccole sugli alberi a camme, attivando o disattivando una delle due valvole di scarico per cilindro.

I gas di scarico fluiscono attraverso canali separati all’interno di un sistema collettore a due vie. Ciascuna valvola alimenta uno dei due turbocompressori.

Con carico e regime bassi e medi, l’Audi valvelift system tiene chiusa una delle valvole di scarico, in modo che l’intero flusso dei gas di scarico giunga al cosiddetto compressore attivo. Se il regime aumenta arrivando a un valore compreso tra 2.200 e 2.700 giri, l’Audi valvelift system apre la seconda valvola attivando così il secondo compressore. Grazie alla cooperazione dei due turbocompressori, il motore TDI 4.0 raggiunge la sua potenza massima.

Le altre unità Audi valvelift system si trovano sugli alberi a camme di aspirazione. In questo caso servono al riempimento ottimale della camera di combustione in tutte le situazioni di esercizio. Per esempio, a bassi regimi stabilizzano la combustione, mentre con un numero di giri più elevato ottimizzano la carica dei cilindri. L’impianto common rail sviluppa fino a 2.500 bar di pressione di iniezione.

In questo modo viene raggiunta l’elevata potenza specifica del motore TDI 4.0, pur mantenendo le emissioni basse ai regimi transitori grazie alla polverizzazione fine del carburante. La pressione di accensione arriva fino a 200 bar.

Un sistema di gestione termica completamente variabile e regolazioni specifiche nel comando dell’albero motore e degli alberi a camme mantengono basso l’attrito dell’otto cilindri. Come nel motore Diesel V6, la cooperazione del catalizzatore ad accumulo di NOx in prossimità del motore e di un catalizzatore SCR integrato nel filtro antiparticolato per Diesel, garantisce una depurazione dei gas di scarico efficace ed efficiente. Un attuatore Sound nell’impianto di scarico rinvigorisce il suono già estremamente potente del propulsore V8.

 

In Audi SQ7 (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 7,6 – 7.2*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km: 199 – 189*), il motore TDI 4.0 collabora con un compressore ad azionamento elettrico (EAV), che ricava la propria potenza, pari a 7 kW, da una rete di bordo ausiliaria a 48 Volt. Il compressore supporta i due turbocompressori in partenza e a bassi regimi. L’EAV è posizionato in un by-pass a monte dell’intercooler. Anziché una girante della turbina, integra un motore elettrico compatto, che accelera la girante del compressore a 70.000 giri al minuto in meno di 250 millisecondi. Tutto questo regala a SQ7 TDI, dal carattere marcatamente sportivo, un’elevata prontezza di risposta e performance dinamiche, soprattutto nelle partenze da fermo.

1.4 Un versatile concentrato di potenza: il nuovo 3.0 TFSI

Con il nuovo 3.0 TFSI Audi scrive una nuova pagina nella storia di successo dei suoi motori benzina. Il V6 con sovralimentazione turbo coniuga eccellenti performance (elevata potenza, coppia imponente ai bassi regimi, risposta spontanea e sound vigoroso) e un nuovo grado di efficienza. Il nuovo motore sviluppato a Neckarsulm ha debuttato nei nuovi modelli S. Verrà tuttavia introdotto progressivamente anche nelle classi maggiori fino alla nuova Audi A8. Nella fase di sviluppo gli ingegneri Audi hanno concepito il 3.0 TFSI anche in funzione dell’ibridizzazione ad alto e basso voltaggio.

Questi motori sono quindi già predisposti per l’impiego di un alternatore-starter a cinghia o di un compressore ad alimentazione elettrica.

Il nuovo 6 cilindri condivide con il suo predecessore, sovralimentato mediante compressore, l’alesaggio (84,5 mm) e la corsa (89,0 mm), la distanza tra i cilindri è tuttavia aumentata di 3 mm fino agli attuali 93 mm. A partire da una cilindrata di 2.995 cm3 il V6 turbo sviluppa 354 CV (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,5 – 7,3*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km: 195 – 166*). Già a 1.370 giri/min il gruppo raggiunge la coppia massima di 500 Nm, che resta costante fino a 4.500 giri. Su Audi S4, S5 Coupé e S5 Sportback, secondo la norma NEDC, il motore consuma solo 7,3 litri per 100 km, con 166 g/km di CO2.

Il fattore decisivo per la grande efficienza dei motori TFSI è il nuovo processo di combustione denominato ciclo B di Audi (vedi capitolo 1.1 Effetti sinergici nel Gruppo: la strategia dei motori a V). Si tratta di un’evoluzione del ciclo Miller. Nel tratto di aspirazione le valvole di aspirazione chiudono ben prima che il pistone raggiunga il proprio punto morto inferiore. A causa di questa durata d’apertura particolarmente breve, la quantità d’aria fresca risulta relativamente ridotta. In tal modo viene ottenuto artificiosamente un volume di cilindrata inferiore.

 

Quando, dopo il punto morto inferiore, il pistone torna a salire, la fase di compressione inizia in ritardo rispetto a un motore convenzionale. Ciò consente un elevato rapporto di compressione geometrico di 11,2:1 – la combustione si verifica in una camera di combustione relativamente piccola. Rispetto alla fase di compressione, si allunga la fase di espansione: a causa dell’espansione prolungata del gas, aumenta il rendimento.

Audi integra il ciclo Miller con innovative tecnologie: il turbocompressore comprime l’aria con una sovrappressione massima di 1,5 bar nei cilindri. L’impianto common rail inietta il carburante con pressioni fino a 250 bar nelle camere di combustione, l’elevata pressione di iniezione realizza una nebulizzazione omogenea e, conseguentemente, un allargamento omogeneo del fronte di fiamma. Poiché l’iniettore si trova al centro della camera di combustione, nella zona delle valvole di aspirazione gli ingegneri hanno potuto realizzare una geometria che, in sinergia con i canali di ammissione, determina una turbolenza mirata dell’aria che affluisce – con un contemporaneo raffreddamento delle pareti della camera di combustione. Ciò impedisce il cosiddetto knocking o battito in testa.

Conseguentemente Audi può realizzare i motori TFSI con rapporto di compressione alto, a tutto vantaggio della qualità della combustione, del rendimento termodinamico e quindi dell’efficienza.

I quattro alberi a camme del 3.0 TFSI possono essere regolati di 50 gradi di angolo di manovella. Ai carichi elevati l’Audi valvelift system (AVS) a due stadi, chiude le valvole di aspirazione in ritardo. La durata d’apertura si allunga da 130 a 180 gradi di angolo di manovella, al contempo la corsa delle valvole di aspirazione cresce da 6,0 a 10,0 mm. Il riempimento del cilindro cresce in misura rilevante – il 3.0 TFSI aumenta i giri di rotazione vigorosamente ed eroga una grande potenza.

Il turbocompressore a gas di scarico del nuovo 3.0 TFSI opera secondo il principio twin scroll: i circuiti dei gas di scarico di entrambe le bancate attraversano separatamente il collettore e l’alloggiamento del compressore e s’incontrano immediatamente a monte della girante della turbina. Questa tecnologia evita interazioni indesiderate fra le colonne dei gas di scarico e contribuisce in modo decisivo a uno sviluppo tempestivo e potente della coppia. Il turbocompressore è collocato nella V interna di 90 gradi delle bancate – conseguentemente sulle testate il lato dei gas di scarico è situato all’interno e il lato di aspirazione all’esterno. Questo layout consente una struttura compatta e corse dei gas di scarico brevi con minime perdite di flusso. Il 3.0 TFSI risponde in modo istantaneo e diretto ai movimenti dell’acceleratore.

Grazie alla radicale rivisitazione, il potente V6 in alluminio pesa appena 172 kg. Nel basamento, realizzato in lega di alluminio-silicio mediante il complesso procedimento della colata in sabbia, sono integrate canne dei cilindri in acciaio dello spessore di 1,5 mm. Le pareti del basamento presentano una struttura denominata deep skirt, risultando quindi profondamente ribassate; anche questa soluzione contribuisce alla riduzione del peso. In sinergia con le fasce elastiche di nuova concezione per i pistoni in alluminio, si ottiene poi una riduzione dell’attrito.

 

Per la produzione del V6 nella fabbrica ungherese di Gy?r viene adottato un metodo di levigatura denominato «a occhiale», che evita irrigidimenti nel corso del montaggio delle testate. Contribuisce all’elevata efficienza anche il sistema di gestione termica. Il basamento e la testata hanno circuiti di raffreddamento separati.

Il motore V6 dispone del cosiddetto split-cooling, grazie al quale il circuito del basamento può essere separato dalla restante parte del circuito di raffreddamento motore. All’avviamento a freddo la pompa dell’acqua disattiva completamente la corrente del liquido di raffreddamento attraverso il motore. Al raggiungimento della temperatura di esercizio della testata, la pompa dell’acqua attiva il circuito acqua attraverso tutto il motore – ad eccezione del circuito separato del basamento, il quale viene chiamato in causa solo quando il liquido di raffreddamento nel basamento raggiunge una temperatura limite. Il collettore di scarico è integrato nella testata e viene lambito dal liquido di raffreddamento al fine di agevolare un rapido riscaldamento del motore. Quando il motore è caldo, questa tecnologia abbassa la temperatura dei gas di scarico. Soprattutto adottando uno stile di guida sportivo, i consumi si abbassano notevolmente. Il catalizzatore a tre vie è molto vicino al motore e raggiunge quindi molto presto la temperatura di esercizio.

Lo stesso vale per il filtro antiparticolato per motori a benzina (OPF), che Audi introdurrà a metà dell’anno, inizialmente su A5 Coupé 2.0 TFSI (consumi ciclo combinato in l/100 km: 6,5 – 5.1*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km: 148 – 117*) per utilizzarlo successivamente su ulteriori modelli.

Contribuiscono all’efficienza del nuovo 3.0 TFSI altre tecnologia high-end. La pompa dell’olio totalmente variabile sviluppa sempre solo la pressione necessaria. Per quanto concerne la catena di distribuzione, un nuovo concept consente una minore potenza di azionamento: l’albero motore aziona tramite ingranaggi l’albero di equilibratura, situato in posizione profonda nella V delle bancate. Da qui partono le catene verso i quattro ingranaggi degli alberi a camme. Questi hanno forma triovale (lievemente triangolare) per compensare i picchi di forza e garantire un funzionamento armonioso del motore. L’albero di equilibratura ruota su cuscinetti a basso attrito.

 

1.5 Motore ad alte prestazioni: il nuovo 2.9 TFSI

Con il nuovo 2.9 TFSI Audi si richiama a un propulsore high-performance leggendario – il V6 da 2,7 litri che sulla prima RS 4 Avant (dal 2000 al 2001) erogava 380 CV. Il nuovo 6 cilindri lo supera nettamente: eroga una potenza di 450 CV e una coppia di 600 Nm da 1.900 a 5.000 giri/min (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 9,6 – 8,7*; emissioni di CO2 in g/km: 224 – 197*).

Così motorizzata, la nuova Audi RS 5 entra di diritto nel club delle supersportive: accelera da 0 a 100 km/h in 3,9 secondi, e raggiunge una velocità massima, a richiesta, di 280 km/h. Nel ciclo NEDC il 2.9 TFSI consuma 8,7 l/100 km (che corrispondono a emissioni di 197 grammi di CO2 per chilometro). 

Il nuovo 6 cilindri ad alte prestazioni di Audi deriva direttamente dal 3.0 TFSI. In ragione delle maggiori forze interne la corsa è stata accorciata di 3 mm fino agli attuali 86 mm. Per aumentare ulteriormente le sollecitazioni ammissibili, i cuscinetti principali dell’albero a gomiti presentano un diametro maggiorato di 2 mm.

I componenti tecnici più importanti di entrambi i motori sono invece identici: il basamento in alluminio con canne dei cilindri in acciaio, il nuovo processo di combustione TFSI con posizione centrale dell’iniettore e il sistema di gestione termica con collettori di scarico nelle testate.

Anche sul 2.9 TFSI il lato gas di scarico si trova nella V interna. Tuttavia qui, come già nel motore della RS 4, l’aria di aspirazione viene compressa non dal mono-compressore twin scroll ma da due turbocompressori. Ciascuno di questi presiede a una bancata e sviluppa fino a 1,5 bar di pressione di sovralimentazione. Nell’impianto di aspirazione del V6 biturbo, i componenti in acciaio inox consentono all’aria di affluire pressoché senza alcuna resistenza; nell’impianto di scarico, farfalle commutabili modulano il sound a seconda del carico e della scelta del conducente.

In tal modo RS 5 (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,7; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km: 197), con il suo suono ruggente ricorda il sound del motore di RS 4 (B5).

 

1.6 Dinamica ed emozionale: nuova Audi SQ5 3.0 TFSI

Come modello più sportivo della gamma Q5, nuova Audi SQ5 3.0 TFSI (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,5 – 8,3*; emissioni di CO2 in g/km: 195 – 189*) coniuga potenti performance ed elevata efficienza, esprimendo più che mai il concept emozionale di un SUV idoneo alle esigenze dell’impiego quotidiano.

Motore

Forte di un motore V6 TFSI da 2.995 cm3 di cilindrata, Audi SQ5 (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,5 – 8,3*; emissioni di CO2 in g/km: 195 – 189*) sprigiona una potenza di 354 CV. Inoltre già a 1.370 giri/min questo motore in alluminio con sovralimentazione turbo genera una coppia di 500 Nm, che rimane costante fino a 4.500 giri. L’accelerazione da 0 a 100 km/h avviene in 5,4 secondi, la velocità massima è limitata elettronicamente a 250 km/h. Nel ciclo NEDC nuova Audi SQ5 3.0 TFSI consuma 8,3 litri di carburante ogni 100 km, equivalenti a 189 g/km di CO2.

Nuovo processo di combustione: maggiore rendimento

Il motore 3.0 TFSI è particolarmente efficiente grazie al nuovo processo di combustione di Audi, che si basa sul cosiddetto ciclo B abbinato alle valvole di iniezione ad alta pressione montate nelle camere di combustione. Con tale metodo viene adottato un artificio per abbreviare la fase di compressione, in modo che il motore funzioni con una compressione di base decisamente maggiore.

In combinazione con una fase di espansione normale, ma più lunga rispetto alla compressione, è possibile ottenere vantaggi sul fronte del rendimento, con un conseguente incremento dell’efficienza del motore.

Ai regimi transitori, l’Audi valvelift system riduce sensibilmente la durata dell’apertura di aspirazione e contemporaneamente chiude in anticipo le valvole di aspirazione, abbreviando così la fase di aspirazione. In presenza di carichi più elevati, il sistema passa a un profilo degli alberi a camme con una durata più lunga dell’apertura e una maggiore corsa delle valvole di aspirazione, per cui il motore funziona con il rapporto di compressione normale e con la massima portata.

Il turbocompressore: circuiti dei gas di scarico separati

Il turbocompressore a gas di scarico, che sostituisce il compressore meccanico del motore precedente, lavora secondo il principio twin scroll: i circuiti dei gas di scarico di entrambe le bancate attraversano separatamente il collettore e l’alloggiamento del compressore e s’incontrano solo a monte della girante della turbina. Questa tecnologia migliora le caratteristiche di flusso per una risposta immediata della turbina, contribuendo così in modo decisivo a uno sviluppo tempestivo e potente della coppia. Il turbocompressore è collocato nella V di 90 gradi delle bancate.

Tale disposizione consente una struttura compatta con minime perdite di flusso, per cui il 3.0 TFSI reagisce in modo estremamente istantaneo e diretto.

Un altro elemento fondamentale per l’efficienza: l’innovativo sistema di gestione termica

Il basamento e la testata hanno circuiti di raffreddamento separati. Dopo l’avviamento a freddo, la pompa dell’acqua commutabile regola il flusso del liquido di raffreddamento attraverso il motore, in modo che l’olio raggiunga rapidamente la temperatura di esercizio. Il collettore di scarico è integrato nella testata e viene lambito dal liquido di raffreddamento al fine di agevolare un rapido riscaldamento del motore. Quando il motore è caldo, il sistema fa diminuire la temperatura dei gas di scarico riducendo così i consumi, specie durante la guida sportiva.

La dinamica di marcia

Su nuova Audi SQ5 (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,5 – 8,3*; emissioni di CO2 in g/km: 195 – 189*) la trasmissione della forza è affidata ad un cambio tiptronic a otto rapporti caratterizzato da rapidità e fluidità di innesto. Le marce inferiori sono corte per una reattività sportiva, quelle superiori lunghe per favorire economia dei consumi e bassi regimi. Per una marcia ancora più efficiente, quando nell’Audi drive select è attivata la funzione corrispondente, nella fascia di velocità tra i 55 e i 160 km/h il cambio passa automaticamente in modalità di disaccoppiamento del motore non appena il conducente rilascia il pedale dell’acceleratore.

Il comportamento sportivo fa affidamento sulla trazione integrale permanente quattro, che nelle normali condizioni di marcia ripartisce la potenza del motore con prevalenza al posteriore, ma se necessario la concentra sull’assale con migliore trazione. La gestione selettiva della coppia sulle singole ruote è attiva su ogni tipo di fondo stradale.

In caso di marcia dinamica in curva, la funzione software frena le ruote interne alla curva in modo che l’auto si inserisca molto agevolmente: la sterzata resta così neutra più a lungo e il comportamento di marcia è stabile, preciso e agile.

Il differenziale sportivo disponibile a richiesta migliora ulteriormente la maneggevolezza ripartendo le coppie tra le singole ruote posteriori tramite due ingranaggi a sovrapposizione. Durante l’accelerazione in uscita da una curva a corto raggio, il differenziale inoltra più coppia alla ruota posteriore esterna alla curva, incrementando ulteriormente l’agilità di Audi SQ5. In questo modo l’assetto sportivo spinge letteralmente l’auto nella curva, impedendo qualsiasi accenno di sottosterzo. La sua gestione, presieduta dalla piattaforma elettronica dell’assetto (EFP), è integrata nell’Audi drive select.

Le caratteristiche di marcia sportive di nuova Audi SQ5 (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,5 – 8,3*; emissioni di CO2 in g/km: 195 – 189*) derivano soprattutto da un assetto con assali a cinque bracci sia all’anteriore che al posteriore. Grazie a questa struttura complessa, la maggiore stabilità nel settore limite è affiancata da una maggiore agilità e da un comfort sensibilmente migliore. Inoltre la regolazione degli ammortizzatori, di serie, offre il massimo in termini di personalizzazione sul fronte di comfort e dinamismo. I cosiddetti ammortizzatori CDC adattivi (continuous damping control) sono integrati nel sistema di controllo della dinamica di marcia Audi drive select assieme a motore, sterzo, cambio tiptronic e al differenziale sportivo disponibile a richiesta, in modo che il conducente possa scegliere tra diverse caratteristiche di trazione e assetto. A richiesta sono disponibili anche le sospensioni pneumatiche specifiche S (adaptive air suspension), che permettono al conducente di adattare alle varie situazioni di marcia sia la taratura dell’assetto che il livello di altezza.

Al comportamento dinamico di SQ5 (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,5 – 8,3*; emissioni di CO2 in g/km: 195 – 189*) dà un notevole contributo il nuovo servosterzo elettromeccanico con messa a punto specifica per i modelli S. A richiesta è invece disponibile lo sterzo dinamico, che varia i suoi rapporti a seconda di velocità e angolo di sterzata.

Di serie sono montati cerchi in lega di alluminio da 20 pollici con pneumatici 255/45, mentre a richiesta sono disponibili cerchi da 21 pollici. Audi Sport offre i cerchi da 21 pollici in cinque esclusive versioni, per una personalizzazione ancora più spiccata.

Per quanto riguarda i freni, all’anteriore sono montate pinze fisse a sei pistoncini verniciate di colore nero (rosso a richiesta) con logo S e diametro dei dischi 350 mm.

I sistemi di assistenza per il conducente

Audi SQ5 attinge all’ampia gamma di dotazioni high-tech di Audi Q5 anche per quanto riguarda i sistemi di assistenza per il conducente. Il predictive efficiency assistant aiuta il conducente a risparmiare carburante fornendogli suggerimenti mirati relativi alla guida, l’Adaptive cruise control (ACC) con assistente al traffico (traffic jam assist) può intervenire parzialmente sul volante nel traffico congestionato, l’Audi active lane assist facilita il mantenimento della corsia, mentre la visualizzazione della distanza avverte il conducente al superamento della distanza di sicurezza.

L’assistente al traffico trasversale posteriore, l’avviso di uscita, l’assistente agli ostacoli (Collision avoid assist) e l’assistente alla svolta sono altre novità di straordinario rilievo in fatto di sicurezza nel traffico quotidiano. Lo stesso dicasi per i sistemi pre sense, come ad esempio l’Audi pre sense city, che rientra nella dotazione di serie.

Questo sistema, oltre a segnalare pedoni e veicoli, avvia una frenata di emergenza automatica. Completano l’offerta l’assistente al parcheggio, il riconoscimento della segnaletica basato su telecamera e l’assistenza alla discesa.

Infotainment e Audi connect

Per SQ5, l’offerta top di gamma a livello di infotainment è il sistema di navigazione MMI plus con MMI all-in-touch e schermo da 8,3 pollici. Il sistema riconosce gli input con scrittura manuale nonché i gesti tattili utilizzati comunemente sui dispositivi elettronici, come ad esempio lo zoom, ed è in grado di fornire un feedback tattile in risposta agli input. Il sistema comprende anche Audi connect, che collega SQ5 (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,5 – 8,3*; emissioni di CO2 in g/km: 195 – 189*) a Internet tramite LTE. Grazie a una SIM card installata a bordo della vettura, la SIM Audi connect con tariffa dati flat, permette di utilizzare comodamente il roaming europeo per numerosi servizi Connected Infotainment. Per l’hotspot WLAN è possibile richiedere all’occorrenza pacchetti di dati comprensivi di roaming in territorio UE.

Inoltre SQ5 (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,5 – 8,3*; emissioni di CO2 in g/km: 195 – 189*) offre anche i servizi Car2X contenuti nel pacchetto “Emergency Call & Service Audi connect”. Questo equipaggiamento aiuta il Cliente in caso di incidente o di guasto grazie ai servizi Chiamata di emergenza e Chiamata online.

Inoltre i servizi di gestione della vettura interagiscono con l’app MMI connect permettendo di aprire e chiudere nuova SQ5 in modo semplicissimo tramite lo smartphone.

Il Cliente può anche visualizzare lo stato della vettura e utilizzare altri servizi, come ad esempio, la posizione di parcheggio, informazioni sulle prossime scadenze di manutenzione o messaggi di avvertimento.

La logica di comando MMI offre, tra le altre funzioni, un’intelligente ricerca a testo libero. Il nuovo comando vocale naturale supporta anche l’inserimento di espressioni del linguaggio comune. In Audi SQ5 (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,5 – 8,3*; emissioni di CO2 in g/km: 195 – 189*) il volante multifunzionale in pelle costituisce un terzo livello di comandi. A richiesta Audi offre l’head-up display, che proietta sul parabrezza le informazioni più importanti, anche quelle dei sistemi di assistenza per il conducente, come simboli e numeri immediatamente leggibili.

Uno degli highlight del sistema di comando e di visualizzazione è l’Audi virtual cockpit (disponibile a richiesta), che visualizza tutte le informazioni importanti sotto forma di grafiche digitali estremamente nitide sul suo display da 12,3 pollici. Tra le diverse modalità di visualizzazione possibili, il conducente può scegliere la modalità sportiva specifica S con il contagiri al centro.

L’Audi phone box, un altro equipaggiamento a richiesta, connette lo smartphone all’antenna della vettura tramite accoppiamento a breve raggio e permette la ricarica tramite induzione secondo lo standard Qi. Gli appassionati dell’alta fedeltà possono ordinare il Bang & Olufsen Sound System con il nuovo suono tridimensionale. L’Audi smartphone interface porta a bordo Apple CarPlay e Android Auto.

La carrozzeria e il design degli esterni

Nuova Audi SQ5 (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,5 – 8,3*; emissioni di CO2 in g/km: 195 – 189*) è lunga 4.671 mm, larga 1.893 mm e alta 1.635 mm, mentre il passo è di 2.824 mm. Il peso a vuoto (senza conducente) è di 1.870 kg. Alluminio e acciai con eccellente resistenza alla trazione creano un intelligente mix di materiali per la carrozzeria.

Anche da ferma, nuova Audi SQ5 (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,5 – 8,3*; emissioni di CO2 in g/km: 195 – 189*) appare estremamente dinamica grazie a numerosi dettagli, come i paraurti decisamente sportivi sia all’anteriore che al posteriore, che incorporano le prese d’aria specifiche S dai bordi molto pronunciati e il diffusore con griglia a nido d’ape. La griglia radiatore, anch’essa specifica dei modelli S, è caratterizzata da doppie lamelle in alluminio e da elementi decorativi in grigio twilight opaco. Il logo S con losanga rossa è un elegante stilema presente in più punti.

Tutte le funzioni di illuminazione sono realizzate di serie in tecnica a LED, ma il vero tratto distintivo è rappresentato dagli indicatori di direzione dinamici. Ai lati brillano gli specchietti retrovisivi esterni in look alluminio, mentre un listello sulle porte in colore carrozzeria sottolinea il carattere sportivo dell’auto. Il paraurti posteriore ospita una modanatura del diffusore in alluminio. Esclusivamente per nuova Audi SQ5 (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,5 – 8,3*; emissioni di CO2 in g/km: 195 – 189*) viene offerto il colore carrozzeria Nero pantera.

L’abitacolo

L’abitacolo, che ha mantenuto tonalità scure, accoglie il conducente e il passeggero anteriore con i listelli sottoporta illuminati di serie che riportano l’esclusivo logo S. Cuciture in contrasto su volante in pelle e sedili sportivi creano un’atmosfera dinamica ed elegante. L’ulteriore pregio dei sedili sportivi S in Alcantara/pelle è costituito dalla pelle Nappa con impuntura a losanghe e da una funzione di massaggio pneumatica. Di serie sono presenti inserti decorativi in alluminio spazzolato, ma è possibile richiedere diverse applicazioni in legno e un esclusivo listello in carbonio. I bilancieri al volante in look alluminio permettono di innestare le marce del tiptronic ancora più velocemente. Le superfici di contatto di pedaliera e appoggiapiede sono in acciaio inox.

Il sedile posteriore plus di Audi SQ5 (consumi nel ciclo combinato in l/100 km: 8,5 – 8,3*; emissioni di CO2 in g/km: 195 – 189*) suddiviso in tre segmenti, è regolabile a richiesta in senso longitudinale e in inclinazione. Il vano bagagli offre una capacità base di 550 litri, ampliabile a 1.550 litri abbattendo lo schienale posteriore.

Audi SQ5 3.0 TFSI sarà disponibile in Italia a partire da fine giugno ad un prezzo base di 69.900 Euro. Il modello viene prodotto in Messico, in uno stabilimento di recente costruzione.

2. Modelli Audi g-tron con Audi e-gas: la rivoluzione energetica nel serbatoio

La visione strategica di Audi non riguarda solo i classici motori TFSI e TDI, ma si focalizza sempre più sui sistemi di trazione alternativa. L’attenzione è rivolta soprattutto sui modelli g-tron, che vengono alimentati a gas metano

(CNG = gas naturale compresso) e consentono una mobilità pressoché neutra sul fronte delle emissioni di CO2 in virtù dell’Audi e-gas ottenuto in modo sintetico.

2.1 Sportivi, efficienti e molto parsimoniosi: i modelli Audi g-tron

Audi amplia progressivamente la gamma dei suoi modelli g-tron: ad A3 Sportback

g-tron (consumi di metano in kg/100 km: 3,6 - 3,3*; consumi di carburante nel ciclo combinato in l/100 km: 5,5 - 5,1*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, metano: 98 - 89*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, benzina: 128 - 117*): si aggiungeranno, dopo l’estate 2017, A4 Avant g-tron (consumi di metano in kg/100 km: 4,4 - 3,8*; consumi di carburante nel ciclo combinato in l/100 km: 6,5 - 5,5*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, metano: 117 - 102*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, benzina: 147 - 126*) e A5 Sportback g-tron (consumi di metano in kg/100 km: 4,3 - 3,8*; consumi di carburante nel ciclo combinato in l/100 km: 6,4 - 5,6*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, metano: 115 - 102*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, benzina: 144 - 126*). Se i modelli vengono alimentati con l’Audi e-gas, un carburante particolarmente rispettoso dal punto di vista ambientale, questo compensa esattamente la stessa quantità di CO2 emessa dall’auto.

Audi A5 Sportback g-tron (consumi di metano in kg/100 km: 4,3 - 3,8*; consumi di carburante nel ciclo combinato in l/100 km: 6,4 - 5,6*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, metano: 115 - 102*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, benzina: 144 - 126*) si avvale di un motore 2.0 TFSI dotato di un innovativo sistema di combustione, estremamente efficiente e ulteriormente ottimizzato da Audi (denominato «ciclo B»). I pistoni e le valvole, specificatamente adattati per il funzionamento a gas, consentono di ottenere una compressione ottimale.

Il motore turbo così adattato in funzione dell’alimentazione a metano eroga 170 CV.

A 1.650 giri/min è disponibile una coppia massima di 270 Nm.

Un regolatore elettronico riduce l’elevata pressione del gas metano (CNG = gas naturale compresso), proveniente dal serbatoio con valori fino a 200 bar, ad una pressione di esercizio da 5 a 10 bar nel motore. La regolazione della pressione è dinamica e precisa in funzione della potenza richiesta dal conducente. In questo modo nel sistema del gas e nelle valvole di iniezione è sempre presente la giusta pressione: bassa per la marcia efficiente ai regimi inferiori, alta per maggiore potenza e coppia.

Complessivamente con questi accorgimenti gli ingegneri Audi hanno raggiunto un livello di efficienza ineguagliato nel campo dei motori a metano. Nel ciclo NEDC Audi A5 Sportback g-tron con S tronic consuma appena 3,8 kg di metano per 100 km, per un costo corrispondente di poco più di 3,50 Euro di carburante (dato aggiornato a maggio 2017, Italia). Le emissioni di CO2 misurano 102 g/km. Con alimentazione a benzina il modello consuma 5,6 l/100 km ed emette 126 grammi di CO2 per chilometro. I valori per versioni con cambio manuale si attestano su 4,0 kg di metano per 100 chilometri (108 grammi di CO2 per chilometro) con alimentazione a gas e 5,9 l/100 km (135 grammi di CO2 per chilometro) con alimentazione a benzina. Con il cambio automatico a sette rapporti S tronic, disponibile a richiesta, la cinque porte accelera da 0 a 100 km/h in 8,4 secondi e raggiunge una velocità massima di 224 km/h; con cambio manuale a 6 marce, rispettivamente 8,5 secondi e 226 km/h.

Si basa sulla stessa motorizzazione anche Audi A4 Avant g-tron (consumi di metano kg/100 km: 4,4 - 3,8*; consumi di carburante nel ciclo combinato in l/100 km: 6,5 - 5,5*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, metano: 117 - 102*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, benzina: 147 - 126*). Con il suo motore 2.0 TFSI, la versione dotata di cambio S tronic accelera da 0 a 100 km/h in 8,4 secondi, raggiungendo una velocità massima di 221 km/h. Con cambio manuale lo sprint da 0 a 100 km/h è coperto in 8,5 secondi, mentre la velocità massima arriva a 223 km/h. Anche i valori di consumi ed emissioni sono pressoché i medesimi di A5 Sportback g-tron: equipaggiata con il cambio automatico S tronic, a richiesta, per 100 chilometri consuma 3,8 kg di metano (102 grammi di CO2 per chilometro), con cambio manuale 4,0 kg di metano (109 grammi di CO2 per chilometro).

Con alimentazione a benzina il consumo si attesta su un valore di 5,5 l/100 km (126 grammi di CO2 per chilometro) e sulla versione con cambio automatico di 6,0 l/100 km (136 grammi di CO2 per chilometro) con cambio manuale.

In virtù del contenuto di carbonio più basso tra tutti gli altri idrocarburi, la combustione del gas metano sviluppa ben il 25% in meno di CO2 rispetto all’alimentazione a benzina. Anche le emissioni di particolato, inoltre, sono molto basse. L’Audi e-gas è un carburante prodotto in modo ecocompatibile; dal punto di vista chimico è praticamente identico al pregiato gas metano naturale e può quindi essere immesso in grandi quantità nella rete del metano. Per tale ragione, in un’ottica Well-to-Wheel (ovvero dalla fonte del carburante fino alle ruote dell’auto), la flotta g-tron alimentata con tale gas viaggia in modo pressoché neutro dal punto di vista dell’interazione con il clima. Rispetto a un modello paragonabile alimentato a benzina, l’impatto di CO2 si riduce dell’80%.

Nel ciclo NEDC il modello bivalente g-tron, con capacità del serbatoio di 19 kg di gas (a 15 °C) può percorrere fino a 500 chilometri. Se, con una quantità residua di gas di circa 0,6 kg, la pressione nel serbatoio scende sotto i 10 bar, la gestione del motore attiva automaticamente la modalità di alimentazione a benzina. In questa modalità, le A4 Avant g-tron (consumi di metano kg/100 km: 4,4 - 3,8*; consumi di carburante nel ciclo combinato in l/100 km: 6,5 - 5,5*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, metano: 117 - 102*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, benzina: 147 - 126*) e A5 Sportback g-tron (consumi di metano in kg/100 km: 4,3 - 3,8*; consumi di carburante nel ciclo combinato in l/100 km: 6,4 - 5,6*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, metano: 115 - 102*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, benzina: 144 - 126*) sono in grado di percorrere altri 450 km. Dopo il rifornimento di carburante (per l’analisi della qualità del gas) o in caso di basse temperature esterne, il motore si avvia a benzina. Successivamente passa all’alimentazione a gas non appena possibile. Le commutazioni durano pochi decimi di secondo e sono pressoché impercettibili.

2.2 Sicurezza senza compromessi: i serbatoi del metano

Audi monta i quattro serbatoi cilindrici del metano sotto forma di modulo compatto nella zona posteriore di A4 Avant g-tron (consumi di metano kg/100 km: 4,4 - 3,8*; consumi di carburante nel ciclo combinato in l/100 km: 6,5 - 5,5*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, metano: 117 - 102*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, benzina: 147 - 126*) e A5 Sportback g-tron (consumi di metano in kg/100 km: 4,3 - 3,8*; consumi di carburante nel ciclo combinato in l/100 km: 6,4 - 5,6*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, metano: 115 - 102*; emissioni di CO2 nel ciclo combinato in g/km, benzina: 144 - 126*). Sono adattati in modo ottimale agli spazi e adeguatamente dimensionati. Il serbatoio è contenuto in gusci di lamiera in acciaio con bande di serraggio, che lo proteggono da eventuali danneggiamenti, per esempio contro i marciapiedi. L’intero modulo del serbatoio per il metano, che comprende anche il serbatoio della benzina da 25 litri, viene adattato alla carrozzeria dei modelli g-tron durante la produzione. Il vano della ruota di scorta è stato eliminato. Inoltre la batteria è stata spostata dal bagagliaio al vano motore. Il piano di carico è posizionato all’altezza del bordo di carico, a tutto vantaggio della praticità del bagagliaio. I bocchettoni di rifornimento per gas e benzina si trovano sotto un unico sportello del serbatoio.

Due indicatori informano il conducente sui livelli di riempimento dei serbatoi. Il sistema di informazioni per il conducente visualizza i consumi nella rispettiva modalità di funzionamento attiva.

I serbatoi per gas metano, che immagazzinano il gas a una pressione di esercizio di 200 bar a 15 °C, sono conformi alla filosofia della struttura leggera Audi: grazie all’innovativo layout pesano il 56% in meno dei serbatoi analoghi in acciaio. Una matrice in poliammide impermeabile al gas ne costituisce il rivestimento interno. Il secondo strato, composto da materiale sintetico rinforzato con fibre di carbonio (CFK) e fibre di vetro (GFK), garantisce la massima resistenza. Il terzo strato, costruito esclusivamente in fibre di vetro (GFK), serve principalmente per il controllo visivo, poiché nei punti danneggiati assume una colorazione bianco latte. In fase di produzione ogni serbatoio viene controllato a 300 bar prima di essere montato sull’auto. La reale pressione limite è ancora superiore ed è perfettamente conforme alle disposizioni di legge.

2.3 Viaggiare senza influire negativamente sul clima: l’Audi e-gas

Con l’Audi e-gas già oggi è possibile guidare un’auto senza influire negativamente sul clima. Il carburante viene prodotto a partire da acqua e biossido di carbonio o materiali residui quali per esempio la paglia e scarti vegetali, utilizzando corrente elettrica ecologica.

È indipendente dal petrolio, allo scarico libera CO? esattamente nella quantità che è stata utilizzata per la sua produzione e non è in competizione con la produzione di prodotti alimentari.

Ai Clienti che ordineranno un modello g-tron entro il 31 maggio 2018, Audi offrirà questo carburante di serie per tre anni. In tal modo il Marchio abbasserà le emissioni di CO2 della flotta g-tron, in caso di alimentazione a gas, di ben l’80%.

Il Cliente può fare rifornimento con il suo modello g-tron in qualunque distributore di metano, pagando regolarmente il prezzo. Audi assicurerà l’ecocompatibilità del rifornimento e la conseguente riduzione di CO2 immettendo nella rete del metano la corrispondente quantità di carburante sotto forma di Audi e-gas. Il tutto avviene in modo automatico sulla base di rilevamenti e dati Service delle auto. Il procedimento viene monitorato e certificato da TÜV Süd. I Clienti g-tron ricevono un documento che conferma l’alimentazione della loro auto con l’Audi e-gas e informa sulla certificazione.

Audi produce l’e-gas, tra l’altro, nel suo stabilimento Power-to-Gas di Werlte (nel circondario di Emsland, Bassa Sassonia), che è stato messo in funzione nel 2013 e produce fino a 1.000 tonnellate di e-gas l’anno, legando fino a 2.800 tonnellate di CO2. Con questa quantità di gas, 1.500 modelli Audi g‑tron possono percorrere 15.000 chilometri l’anno ciascuno, a fronte di un bilancio di CO2 pressoché neutro.

L’impianto di Audi e-gas produce carburante rinnovabile in due grandi fasi – l’elettrolisi e la metanizzazione. Nella prima fase l’impianto utilizza la corrente da fonte rinnovabile per scindere l’acqua in ossigeno e idrogeno. Quest’ultimo nel medio periodo potrà anche servire per l’alimentazione di vetture a celle a combustibile.

Poiché, tuttavia, ad oggi è ancora assente un’infrastruttura adeguatamente estesa per l’idrogeno, il focus si concentra attualmente sulla seconda fase del processo: mediante la reazione dell’idrogeno con la CO2 proveniente dal flusso dei gas di scarico di un adiacente impianto che produce biogas dai rifiuti, viene prodotto del metano sintetico, l’Audi e‑gas.

Questo gas è chimicamente quasi identico al gas naturale di origine fossile. Viene quindi immesso nella rete europea del gas e compensa la quantità di gas metano consumata dal modello g-tron secondo il nuovo ciclo di guida europeo (NEDC).

2.4 Potenzialità: ampliamento della rete del metano e nuovi metodi di produzione

L’impianto di Audi e‑gas di Werlte mostra la grande validità del progetto «Power to Gas», ovvero il progetto della trasformazione della corrente in carburante. Gli impianti Power-to-Gas rendono accumulabili le frequenti quantità di energia rinnovabile eccedenti, fornendo così un contributo prezioso alla rivoluzione energetica. Allo stesso tempo l’impianto Audi e-gas contribuisce a stabilizzare la rete di corrente con un’immissione elevata di energie rinnovabili. In tal modo la tecnologia Audi è parte attiva e rilevante della rivoluzione energetica.

Poiché la flotta g-tron è in continua crescita, Audi potenzia le proprie capacità sul fronte dell’e-gas dando vita a nuove cooperazioni. Si tratta dei partner gruppo Thüga e Viessmann GmbH. Quest’ultimo sta lavorando a un metodo di metanizzazione su base biologica anziché chimica. Audi inoltre acquista metano da impianti di biogas certificati, che sfruttano materie residue rispettando i più severi criteri di sostenibilità.

All’inizio di maggio il gruppo Volkswagen, società di gestione di stazioni di rifornimento e aziende operanti nella distribuzione del gas hanno reso nota la sottoscrizione di una dichiarazione d’intenti, nella quale i protagonisti s’impegnano nel potenziamento della mobilità basata sul metano. L’obiettivo dichiarato è di decuplicare in Germania entro il 2025 la flotta di veicoli a metano, anche in collaborazione con altre case automobilistiche, fino al raggiungimento di un milione di unità. Allo stesso tempo, entro il 2025 la rete dei distributori presenti in Germania dovrà crescere dalle attuali 900 stazioni di rifornimento fino a 2.000. Il consorzio intende accelerare questo sviluppo anche in altri Paesi europei, conformemente alle indicazioni contenute nella direttiva europea 2014/94 (Direttiva sulla realizzazione di un’infrastruttura per i combustibili alternativi).

Oltre al progetto e-gas, Audi porta avanti ricerche anche su altri carburanti ecocompatibili, gli Audi e-fuels. Audi e-diesel, Audi e-benzina e Audi e-etanolo sono carburanti sintetici di ultimissima generazione. Nella produzione di tali carburanti, viene legata la quantità di CO? che l’auto emette durante il suo funzionamento. L’energia necessaria alla produzione degli e-fuels è ottenuta da fonti rinnovabili.

3. Cicli di controllo e direttive sui gas di scarico

Da oltre 20 anni i valori di consumi ed emissioni delle autovetture vengono rilevati sulla base del nuovo ciclo di guida europeo (NEDC). Da settembre 2017 il WLTP (Worldwide Harmonized Light Duty Test Procedure) sostituirà l’attuale metodo di misurazione. L’obiettivo è raccogliere dati molto fedeli alla realtà, per adeguarsi alle variazioni delle condizioni del traffico e dell’utilizzo delle vetture in Europa. Contemporaneamente sono prescritte misurazioni delle emissioni nel traffico stradale reale (RDE = Real Driving Emissions). Entrerà inoltre in vigore la nuova normativa sui gas di scarico Euro 6c.

3.1 Nuovo ciclo di guida europeo (NEDC)

A partire dall’introduzione delle direttive sui gas di scarico valide a livello europeo, avvenuta nell’anno 1996, nell’Unione Europea le emissioni dei veicoli vengono stabilite sulla base di un ciclo di marcia standardizzato (nuovo ciclo di guida europeo, abbreviato con l’acronimo inglese NEDC). Negli anni 90 la Commissione UE e la Commissione economica per l’Europa delle Nazioni Unite (UNECE) hanno sviluppato il NEDC con l’obiettivo di fornire ai consumatori europei e alla classe politica uno strumento di misurazione unitario.

Questo serve come base per la certificazione del mantenimento dei limiti di sostanze nocive prescritti per legge e per il rilevamento ufficiale dei consumi e delle emissioni di CO2 dei veicoli a motore per il trasporto di persone (auto) e dei veicoli commerciali leggeri. Sulla base del NEDC viene stabilita anche l’autonomia elettrica dei modelli ibridi plug-in o delle auto elettriche.

Il NEDC viene effettuato su un banco di prova a rulli ed è composto da due fasi: dopo un avviamento a freddo del motore, per 13 minuti viene simulato il ciclo urbano – con ripetute accelerazioni e frenate e fasi di arresto. La velocità media in questa fase del ciclo è di 18,8 km/h, che corrisponde all’incirca alle condizioni del traffico presenti durante le ore di punta. Successivamente, per 400 secondi viene simulata una marcia su strada extraurbana, durante la quale l’auto tocca una velocità massima di 120 km/h. Durante la misurazione sono esattamente definiti i punti di cambio marcia (con cambio manuale), le resistenze di marcia e il peso del test, sotto forma di classi di inerzia.

Dal 1° settembre 2015 viene ponderata nella misurazione anche la resistenza al rotolamento degli pneumatici, non viene tuttavia considerato l’influsso di dotazioni a richiesta o utenze elettrice. Il NEDC non descrive solo il profilo di marcia, ma anche le condizioni di misurazione e le condizioni ambientali. Per esempio è esattamente stabilito come debba essere caricato il veicolo e a quali temperature debba essere eseguita la misurazione. Questa determinazione standardizzata delle condizioni quadro della misurazione consente un raffronto oggettivo dei risultati.

Poiché un ciclo di test standardizzato come il NEDC può simulare la molteplicità delle possibili condizioni d’impiego e i differenti profili di guida solo entro determinati limiti, durante l’impiego reale nel traffico stradale possono verificarsi scostamenti rispetto ai valori previsti dal NEDC. Nel ciclo NEDC non vengono neppure prese in considerazione regolazioni quali per esempio l’attivazione del climatizzatore o di altre utenze, né configurazioni personalizzate dei veicoli mediante equipaggiamenti a richiesta.

3.2 WLTP

Il 1° settembre 2017 il NEDC verrà sostituito dal metodo misurazione dei consumi WLTP (Worldwide Harmonized Light Duty Test Procedure). Il WLTP rappresenta una procedura per l’esecuzione di test unitaria, per vetture e veicoli commerciali leggeri, in grado di illustrare i valori dei gas di scarico e i consumi di carburante in modo più realistico che in passato.

Alla fine di maggio 2017 gli stati membri della UE riceveranno una raccomandazione circa l’implementazione di tale procedura, vincolante in termini fiscali e legali, a partire dal 2018. Nella fase di transizione, dal 1° settembre 2017 al 1° gennaio 2019 (sono possibili variazioni a seconda del Paese) per i Clienti varrà sempre come parametro fiscalmente rilevante il valore NEDC (o il valore NEDC corretto in funzione della misurazione WLTP).

Rispetto al NEDC, il WLTP è molto più dinamico: il profilo di guida in esso definito presenta più accelerazioni e frenate e contiene quattro fasi: fino a 60, 80, 100 e 130 km/h. Ciò consente di simulare differenti situazione di guida, dal traffico urbano alla marcia in autostrada. Nel ciclo di marcia WLTP la velocità massima è di 131 km/h, quindi di 10 km/h maggiore rispetto al metodo NEDC. Inoltre il nuovo ciclo di test supera quello precedente sia per durata (30 minuti) sia per velocità media (46,6 km/h). La lunghezza del tragitto percorso sul banco di prova a rulli corrisponde a 23 chilometri invece che agli attuali 11, la temperatura nella camera del test deve essere di 23° Celsius.

Con l’Ambient Temperature Correction Test, il metodo prende in considerazione l’influsso esercitato sui consumi dalla temperatura ambiente media definita dalla UE: 14°C su un veicolo parcheggiato per 9 ore.

Con il WLTP vengono ponderate anche le conseguenze degli equipaggiamenti a richiesta scelti dai Clienti in termini di peso, aerodinamica e consumo di corrente elettrica dalla rete di bordo (corrente di riposo). Come già con il ciclo NEDC, durante la misurazione, le utenze Comfort, come il climatizzatore o il riscaldamento dei sedili, sono disattivate.

Ulteriori novità concernono i punti di cambio marcia (con cambio manuale): questi non sono più prescritti in modo statico, ma in funzione dei parametri del veicolo, quali la potenza del motore e i rapporti del cambio .

Per tutti i nuovi controlli del tipo relativi a motori e modelli, i valori dei gas di scarico e dei consumi devono essere stabiliti con il metodo WLTP a partire 1° settembre 2017; a partire dal 1° settembre 2018 il metodo si applicherà a tutti i veicoli nuovi.