1.8 TFSI, nuovo motore high-tech Audi

La tecnologia TFSI ha superato il suo battesimo del fuoco vincendo a Le Mans, nella gara a lunga percorrenza più dura al mondo. Anche su strada il 2.0 TFSI ha dato prova della superiorità della combinazione di iniezione diretta di benzina e sovralimentazione turbo già dal settembre 2004. Adesso la Audi prosegue sulla strada del successo con la tecnologia TFSI. Il nuovo motore high-tech 1.8 TFSI abbina dinamicità sportiva a un eccellente comfort di propulsione e affianca inoltre la massima silenziosità a un brillante sviluppo della potenza.

La nuova generazione di motori porta il numero di progetto EA888 e segue le orme della ormai leggendaria serie 827, una delle famiglie di motori di maggior successo nella storia dell’auto. Questi quattro cilindri tanto compatti quanto potenti ed economici debuttarono già nel 1972 sulla Audi 80. Fino ad oggi sono stati il cuore pulsante di oltre 40 milioni di modelli Audi e di vari marchi del gruppo Volkswagen. In tutti questi anni sono stati continuamente sviluppati e sono sempre rimasti dei gioielli tecnologici di ineguagliata qualità.

L’opera pionieristica della Audi

La più recente evoluzione di questa serie di motori è l’acclamatissimo 2.0 TFSI. Nella Audi viene impiegato sulla A3, A4 e A6 in tre stadi di potenza da 170 a 220 CV. Il 2.0 TFSI dà prova delle sue grandi potenzialità sulla nuova Audi S3 con una potenza di 265 CV e una coppia massima di 350 Nm.

Ancora una volta questo motore è un’opera pionieristica, visto che Audi è stata la prima casa automobilistica al mondo a combinare l’iniezione diretta di benzina con la sovralimentazione turbo nella produzione in grande serie. È nato un propulsore che non è soltanto molto amato dai Clienti, ma anche apprezzato dagli esperti del settore. Una giuria di 56 illustri giornalisti di 26 paesi ha assegnato al 2.0 TFSI il premio “Engine of the year” due volte di seguito (nel 2005 e nel 2006).

Un’ottima base per un ulteriore, costante sviluppo. Per il nuovo progetto gli ingegneri della Audi si erano imposti un lungo elenco di obiettivi. In cima alla lista, come sempre per la Audi, c’era il massimo piacere di guida, ovvero risposta rapida, potenza e coppia disponibili già ai bassi regimi. Al tempo stesso il propulsore doveva essere silenzioso e produrre poche vibrazioni per venire incontro alle esigenze di comfort di un’automobile sportiva premium. Si perseguiva inoltre, naturalmente, la riduzione dei consumi e si aspirava all’impiego di dispositivi di depurazione tali da poter soddisfare anche in futuro le varie norme sulle emissioni con le tipologie più diverse di carburante. Infine la nuova famiglia di motori aveva l’ambizione di diventare un motore apprezzato in tutto il mondo, impiegato su tutti e cinque i continenti.

Finissimi getti di carburante, distribuiti con grande precisione

La tecnologia FSI con sovralimentazione turbo, meticolosamente perfezionata in ogni suo aspetto in vista del nuovo motore, secondo la Audi si trova sulla buona strada per raggiungere tutti questi obiettivi. Nella tecnologia FSI il carburante viene iniettato direttamente nella camera di combustione. Sul nuovo 1.8 TFSI ciò avviene con una pressione massima ancora maggiore, che tocca i 150 bar. Assieme ai nuovi iniettori a sei fori e al movimento di aria nella camera di combustione gestito con valvole di regolazione del flusso di carico, la pressione garantisce una formazione molto omogenea della miscela ed una combustione estremamente efficiente. Ciò determina la caratteristica agilità del motore, la sua generosa erogazione di potenza, nonché i suoi consumi molto ridotti su strada.

Un nuovo tipo di pompa ad alta pressione mette a disposizione questa pressione di iniezione. La pompa è azionata da una camma quadrupla sull’albero a camme di scarico che riduce le forze motrici necessarie per l’attuazione e aumenta la precisione dei movimenti, a tutto vantaggio delle emissioni che risultano più contenute. Le tubazioni ad alta pressione attraverso le quali il carburante raggiunge gli iniettori sotto la massima pressione sono interamente costruite in acciaio inossidabile. I nuovi iniettori a sei fori assicurano una distribuzione precisa dei finissimi getti di carburante nella camera di combustione. La doppia iniezione e la suddivisione della quantità di carburante tra corsa di aspirazione e corsa di compressione costituiscono ulteriori vantaggi per l’omogenizzazione della miscela e il riscaldamento dei catalizzatori dopo l’avviamento a freddo.

Turbocompressione con dinamica dell’aria perfezionata

Il turbocompressore K03 di Borg Warner raffreddato ad acqua garantisce in ogni momento il riempimento ottimale dei cilindri. Una turbina ottimizzata crea una migliore dinamica dell’aria nel compressore, migliorandone ulteriormente la risposta nella fascia di regime inferiore. Nel sistema di aspirazione la valvola di regolazione del flusso di carico di nuova concezione riduce i rallentamenti nel flusso dell’aria e al tempo stesso assicura una distribuzione molto omogenea della miscela.

Il risultato è una risposta eccezionalmente pronta del motore all’acceleratore, indipendentemente dal numero di giri. Già a 1.000 giri il nuovo 1.8 TFSI fornisce una coppia di 165 Nm. La coppia massima è disponibile subito in una fascia di regime estremamente ampia che va dai 1.500 ai 4.200 giri. Anche la potenza massima di 160 CV è mantenuta su un plateau molto ampio tra i 5.000 e i 6.200 giri. Questo ha reso possibile impostare la rapportatura del cambio in modo tale che essa, pur mantenendo un carattere chiaramente sportivo, possa contribuire a ridurre i consumi. Con un rapporto di compressione di 9,6: 1 il motore è concepito per il funzionamento con benzina super (95 ROZ). Risultato: per la A3 con cambio manuale il consumo complessivo ammonta ad appena 7,3 l/100 km.

Eccezionalmente silenzioso

La tecnologia TFSI ottimizzata viene qui applicata ad un motore completamente nuovo. In comune con i suoi predecessori il basamento in pratica ha solo la distanza di 88 millimetri tra i cilindri. Gli ingegneri della Audi hanno scelto questa misura perchè permette dimensioni molto compatte e il montaggio nel vano motore sia in senso longitudinale, sia in senso trasversale. Nel basamento sono integrati due alberi di equilibratura ciascuno dei quali ruota in senso opposto rispetto all’altro. Sono azionati dall’albero motore tramite una catena dentata e assorbono completamente le forze di massa libere di secondo ordine. In questo modo si eliminano efficacemente i ronzii a bassa frequenza e le vibrazioni.

In generale il comportamento acustico e il comfort sono stati molto a cuore ai progettisti. Infatti i nuovi propulsori TFSI non vogliono distinguersi soltanto per la loro potenza, ma anche per la loro raffinatezza. Come materiale per il basamento è stata scelta la ghisa, per la sua migliore acustica. Ciò nonostante è nato un basamento con un peso complessivo di 33 chilogrammi che merita davvero di essere definito una “costruzione leggera”.

La struttura particolarmente rigida del basamento, le componenti ottimizzate per quanto riguarda l’acustica e i coperchi acusticamente disaccoppiati sono prova del lavoro acribico svolto sui calcolatori in progettazione e sui banchi di prova. Anche l’albero motore è determinante per la silenziosità del motore. Molto importanti in questo contesto gli otto contrappesi cui si è fatto ricorso; ad essere decisiva è però la rigidità ottimizzata favorita da grandi cuscinetti di banco del diametro di 58 millimetri. Il risultato: anche sotto pieno carico il 1.8 TFSI è un propulsore brillante, discreto dal punto di vista acustico ed estremamente agile.

High-tech fin nei minimi particolari

Il 1.8 TFSI è il primo quattro cilindri della Audi equipaggiato con una catena dentata per l’azionamento delle valvole. La catena molto compatta non deve mai essere cambiata. Per la precisione si tratta di tre catene: una più lunga per l’azionamento degli alberi a camme e due più corte per l’azionamento delle pompe dell’olio e degli alberi di equilibratura. Anche la scelta di catene dentate speciali, le cosiddette “silent chains” contribuisce ulteriormente al tono straordinariamente discreto del nuovo motore. Il meccanismo di regolazione continuo dell’albero a camme è di nuova progettazione; si tratta di un sistema a palette che agisce molto più rapidamente rispetto alle soluzioni precedenti. Questo favorisce la rapida risposta del motore anche ai regimi più bassi.

Gli ingegneri hanno attribuito molta importanza anche alle dimensioni compatte del propulsore. Questo li ha portati a soluzioni innovative come il supporto del gruppo ausiliare molto perfezionato che ora oltre ad assolvere alla sua funzione tradizionale, ricomprende in un’unica unità il radiatore olio, il filtro dell’olio e l’interruttore azionato dalla pressione dell’olio. Così, quello che prima era un semplice supporto, ora è diventato il cuore della circolazione dell’olio e dell’acqua.

Per occupare ancora meno posto la pompa dell’acqua, il termostato e il sensore di temperatura sono stati integrati in una scatola. Il turbocompressore forma un modulo integrale assieme al collettore per i gas di scarico. In questo modo è stato possibile posizionare il precatalizzatore ceramico molto vicino al motore (favorendone il rapido riscaldamento). Esso e il catalizzatore ceramico nel sottoscocca fanno sì che le emissioni siano contenute.

Una carriera che non conosce confini

Con questo patrimonio genetico il 1.8 TFSI ha le potenzialità per poter soddisfare anche in futuro le norme sulle emissioni più severe in ogni Paese. Una circostanza importante, perché la carriera che lo aspetta non conosce confini. Questo nuovo motore ha già un futuro brillante e tuttavia, un domani, potrà superare se stesso. Andrà in produzione nell’autunno 2006 non soltanto nella fabbrica di motori della Audi a Györ in Ungheria, ma contemporaneamente a Dahlean/Cina come primo motore a iniezione diretta sul mercato cinese. La tecnologia TFSI è pronta anche per gli USA e l’America del Sud, dove le tipologie di carburante sono nettamente diverse.