Historie
Wer einen neuen Motor konzipiert, muss sich entscheiden: Viel Leistung oder wenig Verbrauch? Beides zusammen geht normalerweise nicht.
Die automobile Intelligenz versucht aber nichtsdestotrotz, diese Pole zusammen zu bringen. So geschehen zum Beispiel bei der Direkteinspritzungs-Technik innerhalb von Dieselaggregaten. Dabei reüssierte man letztlich mit einer durchaus beeindruckenden Liaison von Leistung und Verbrauchssenkung.
Es folgte die Direkteinspritzung bei Ottomotoren. Mitsubishi muss hier als einer der Pioniere genannt werden, und natürlich Volkswagen mit dem Lupo. Fachleute rechnen damit, dass die direkte Benzineinspritzung in wenigen Jahren die konventionelle Saugrohreinspritzung abgelöst haben wird.
Gegenwart und Zukunft
Audi stellt nun eine neue Motorengeneration vor, die beim Wirkungsgrad "einen Quantensprung bedeutet", wie die Ingolstädter selbstbewusst verlautbaren.
Entscheidend für die Effizienz ist das besondere Brennverfahren des FSI-Motors:Anders als beim Saugrohreinspritzer wird der Kraftstoff direkt in den Brennraum eingespritzt. Die Einspritzdüse, versorgt durch eine Einkolben-Pumpe und ein Common-Rail-System, sitzt seitlich im Zylinderkopf. Das Einspritzventil dosiert millisekundengenau bei einem Einspritzdruck, der bis zu 110 bar betragen kann.
Audi bescheinigt den Motoren mit der neuen FSI-Technologie mehrere nachhaltige Vorteile gegenüber dem Saugrohr-Einspritzer:
mehr Dynamik
mehr Drehmoment und Leistung
bis zu 15 Prozent weniger Benzinverbrauch
Ins Eingemachte
Möglich macht das vor allem die Schichtladung im Teillastbereich. Das heißt: Nur im Bereich der Zündkerze benötigt man ein zündfähiges Gemisch, der übrige Brennraum wird mit deutlichem Luftüberschuss befüllt.
Dadurch kann der Motor "entdrosselt" gefahren werden. Zusätzlich profitiert der Direkteinspritzer von weniger Wärmeverlust. Das wiederum kommt daher, dass die Luftschichten um die Gemischwolke zum Zylinder und Zylinderkopf hin isolieren.
Neue Teile am Motor
Die Audi-Techniker mussten eine Vielzahl neuer Komponenten und Baugruppen entwickeln, um die Schichtladung im Teillastbereich realisieren zu können.
Dazu gehört zum Beispiel das Common-Rail-Hochdruck-Einspritzsystem mit neu entwickelter, bedarfsgerecht geregelter Einkolben-Einspritzpumpe; diese befördert nur so viel Kraftstoff ins System, dass der Solldruck erreicht werden kann.
Eine andere Novität ist der Vierventil-Zylinderkopf mit Rollenschlepphebel-Steuerung. Während bekanntlich zahlreiche Audi-Motoren (zum Beispiel der 1.8 Turbo) über fünf Ventile pro Zylinderkopf verfügen, muss sich das neue FSI-Triebwerk mit deren vier begnügen. Der Grund: Nur so ließ sich Platz für das Einspritzventil bereit stellen.
Der erste Spross der neuen Generation wird übrigens ein zwei Liter großer Vierzylinder sein.
Weitere technische Details
sind unter anderem ein optimiertes luftgeführtes Brennverfahren mit kontinuierlich gesteuerter Ladungsbewegung, sowie das externe Abgas-Rückführungs-System, das jetzt bis zu 30 Prozent des gesamten Abgases wieder zurück in den Brennraum führt.
Für die Abgasreinigung sind zwei Katalysatoren zuständig: Hinter dem Krümmer angebracht ist der motornahe 3-Wege-Stufenkatalysator, im Unterboden befindet sich der NOx-(Stickoxide-)Speicherkat.
Dieser ist für die besonderen Anforderungen eines Direkteinspritzers ausgelegt. An seinem Ausgang ist ein NOx-Sensor angebracht. In der Magerphase kann der konventionelle 3-Wege-Kat bekanntlich Stickoxide nicht ausreichend abbauen.
Die folglich vermehrt vorhandenen Stickoxide müssen also zu ungefährlichem Stickstoff reduziert werden. Dies geschieht wirkungsvoll im Speicherkat, der die Stickoxide in seiner Barium-Beschichtung bindet.
Weniger Sprit - und sauberer
Dies resultiert in einer Verbrauchssenkung von 15 Prozent gegenüber einem gleichstarken Motor mit Saugrohreinspritzung.
Audi verweist zudem auf ein inzwischen Flächen deckendes Angebot an schwefelarmem Kraftstoff, der es möglich mache, das maximale Verbrauchspotenzial im Alltagsbetrieb auszuschöpfen.
Wann und wo?
Audi gibt an, dass der Motor, der auf der IAA im September zu sehen sein wird, voraussichtlich in der ersten Hälfte des kommenden Jahres in die Serie Einzug halten wird - "vermutlich im A4", wie es heißt.