der neue 3,0-l-tdi-biturbomotor von audi teil 2: thermodynamik und applikation
TRANSCRIPT
DeR neUe 3,0-L-TDI-BITURBOMOTOR VOn aUDI TEIL 2: THERMODYNAMIK UND APPLIKATION Derneue3,0-l-V6-tDi-BiturbomotorvonAudimitzweistufigerAufladungininnovativerV-spezifischerAnordnung,
VierventiltechnikundPiezo-Common-rail-Einspritzsystemhateineleistungvon230 kWundeinmaximales
Drehmomentvon650 nm.DasAggregaterfülltdieAbgasgrenzwerteEuro 5undsetztneuemaßstäbehinsicht-
lichFahrspaßundKraftstoffeffizienzinderoberenFahrzeugmittelklasse.DieEffizienzmaßnahmendesV6-tDi-
motorsderzweitenGenerationmitmonoturbowurdendabeiübernommen.imFolgendenwerdendiethermo-
dynamik,ApplikationundAbgasnachbehandlungdesneuenmotorsbeschrieben,imerstenteildesBeitrags
in dermtZ 1wurdenbereitsdieKonstruktions-undmechanikumfängevorgestellt.
Entwicklung DiEsElmotorEn
126
EntwicklungsziElE
Die Entwicklungsziele beim neuen Motor in Hinblick auf Thermodynamik, Applika-tion und Abgasnachbehandlung wurden bereits in einer frühen Projektphase fest-gelegt, um das Aggregat als Maßstab im Wettbewerbsvergleich zu positionieren: : hervorragende Leistungsentfaltung und
sportliches Ausdrehverhalten : gleichmäßiges und harmonisches
Beschleunigungsverhalten unter allen Bedingungen, insbesondere im Umschaltbereich der Turbolader
: sehr gutes dynamisches Ansprechver-halten bei allen Motordrehzahlen, auch beim Anfahren
: Erfüllung der Euro-5-Abgasnorm : Übernahme aller Effizienzmaßnahmen
vom V6-TDI-Monoturbomotor der zweiten Generation.
Im Folgenden werden die wesentlichen Entwicklungsumfänge zur Zielerreichung beim neuen V6-TDI-Hochleistungsaggregat mit Biturbo vorgestellt. Basisaggregat hier-für war der V6-TDI-Monoturbomotor der zweiten Generation, der im Jahr 2010 von Audi in den Markt eingeführt wurde [1].
krAftstoffsYstEm
Im V6-TDI-Biturbomotor wird ein Bosch-Einspritzsystem CRS 3.3 mit 2000 bar maxi-malem Raildruck eingesetzt. Aufgrund des gestiegenen Mengenbedarfs im Vergleich zum Basismotor wurde der Hub der Zwei-stempel-Hochdruckpumpe CP 4.2 um 6 % angehoben. Die Piezo-Servoinjektoren mit Achtlochdüse verfügen erstmals über einen Nadelsitz mit der internen Bezeichnung ZK mit sogenanntem i-Midi-Sackloch. Das
für die HC-Bildung relevante Schadvolu-men konnte mit diesen Maßnahmen um circa 32 % reduziert werden. Zur Erzielung der maximalen Leistung von 230 kW wurde der hydraulische Durchfluss gegen-über dem Basismotor um 14 % angehoben.
brEnnVErfAhrEn
Um ein hervorragendes Anfahrverhalten und eine drehfreudige Leistungsentfal-tung des V6-TDI-Biturbomotors darzustel-len, wurden der Ladungswechsel und das Brennverfahren für das Hochleis-tungskonzept angepasst. Die wesentlichen Entwicklungsschwerpunkte waren ne -ben der Injektorauslegung: : Verdichtungsverhältnis und
Kolbenauslegung: Auslegung der Ventilsteuerzeiten : Ausgestaltung der Einlasskanäle.Das geometrische Verdichtungsverhältnis des V6-TDI-Biturbomotors wurde zur Leis-tungsanhebung von 16,8 (V6-TDI-Basismo-tor der zweiten Generation) auf 16,0 durch Vergrößerung der Kolbenmulde abgesenkt.
Die Ventilsteuerzeiten für Einlass und Auslass wurden in Kombination mit der zweistufigen Aufladung mithilfe einer 1D-Ladungswechselsimulation optimiert und durch Prüfstands- und Fahrzeugver-suche verifiziert. Als zielführend erwies sich eine Verkürzung der Einlasssequenz um 23° KW (gemessen bei 1 mm Ventil-hub) gegenüber dem Basismotor.
Mehrere Effekte zeigten hier eine posi-tive Wirkung: : Steigerung des Luftaufwands bei niedri-
gen Drehzahlen um 1 bis 2 % und damit ein direkt verbessertes Anfahrverhalten aus dem Stand, ❶. Im Fahrzeug ergab
diPl.-ing. mArk bischoffistVersuchsingenieurthermo-
dynamikundApplikationV6-tDi-BiturbobeiderAudiAG
inneckarsulm.
dr.-ing. christiAn EiglmEiEristleiterderthermodynamikund
ApplikationV6-tDi-BiturbobeiderAudiAGinneckarsulm.
diPl.-ing. torstEn wErnEristVersuchsingenieurthermo-
dynamikundApplikationV6-tDi-BiturbobeiderAudiAG
inneckarsulm.
diPl.-ing. stEfAn zÜlchistleiterderthermodynamikund
ApplikationV-DieselmotorenbeiderAudiAGinneckarsulm.
AUtorEn
3000
2500
2000
1500
1000
500
9
8
7
6
5
4
3
2
1
00,50 1,0 1,5 2,0 2,5
50
40
30
20
10
0
Geschwindigkeit [km/h]
Zeit [s]
0-30 km/hΔt = 0,2 s
Ladedruck [mbar]Steuerzeiten V6-TDI-Generation 2 184 kWSteuerzeiten V6-TDI-Biturbo 230 kW
Vent
ilhub
[m
m]
Kurbelwinkel [°]
UntererTotpunkt
ObererTotpunkt
UntererTotpunkt
❶ optimierungdesAnfahrverhaltensdurchmodifikationderVentilsteuerzeiten
12702i2012 73.Jahrgang
sich bei der Beschleunigung von 0 auf 30 km/h eine Verbesserung um 0,2 s. Der Ladedruckaufbau konnte deutlich verbessert werden.
: Bei Nennleistung ergab sich eine wei-tere Leistungssteigerung, da der Liefer-gradnachteil der kurzen Nockenwelle durch ein verändertes Drallniveau (Ver-brennung) und durch einen höheren Wirkungsgrad der Aufladegruppe über-kompensiert werden konnte.
: Das effektive Verdichtungsverhältnis bei niedrigen Drehzahlen konnte im Vergleich zum Basismotor beim V6-TDI-Biturbo-motor sogar gesteigert werden, obwohl das geometrische Verdichtungsverhält-nis abgesenkt wurde. Damit entspricht die Kaltstartfähigkeit bei niedrigen Außentemperaturen weiterhin dem Anspruch von Audi.
Auch die Ausgestaltung der Einlasskanäle wurde für den V6-TDI-Biturbomotor ange-passt. Um eine weitere Verbesserung der Füllung zu erzielen, sind die Füllkanäle mit einer umlaufenden Fase statt einer Sitzdrall-fase versehen, ❷. Die Sitzdrallfase ist nur noch im Tangentialkanal umgesetzt. Die Füllungsverbesserung führt damit zu einer erhöhten Aufladefähigkeit des Aggregats. Auch im Wettbewerbsvergleich ergeben sich höchste Durchflusswerte. Die leichte Absenkung des Drallniveaus kann im Teil-lastbereich durch gezielten Einsatz der zen-tralen Drallklappe ausgeglichen werden. Die umlaufende Fase am Füllkanal konnte dabei durch Änderung eines Bearbeitungs-schritts (Sitzdrallfase) in der Motorfertigung umgesetzt werden, ohne die Synergien zum 3,0-l-TDI-Basisgaggregat zu verlieren. Das niedrige Drallniveau des V6-TDI-Biturbo-
motors und das Einspritzsystem sind opti-mal aufeinander ab gestimmt und führen zusammen mit der verbesserten Füllung zu einer effizienten Verbrennung.
AuflAdung
Das Aufladesystem besteht aus einem klei-nen Hochdruck- (HD) und einem großen Niederdruckturbolader (ND) in sequentiel-ler Anordnung. Die hohe Spreizung der beiden Ladergrößen ermöglicht ein hervor-ragendes dynamisches Ansprechverhalten im unteren und eine optimale Leistungs-entfaltung im oberen Drehzahlbereich. Diese Auslegung in Richtung Sportlichkeit
stellt hohe Anforderung an den Betrieb im Umschaltbereich, der für den Fahrer un -bemerkt durchlaufen werden muss.
Die Ladedruckregelung über die drei Stellelemente variable Turbinengeometrie (VTG) beim HD-Lader sowie Turbinenum-schaltventil und Wastegate beim ND-Lader erfolgt modellbasiert. Basis ist die konzern-eigene Ladedruckregelung, die bereits beim Reihenvierzylinder-TDI-Biturbomotor ein-gesetzt wird [2]. Für die Anwendung im V6-TDI-Biturbomotor wurden die Funkti-onalitäten erweitert, da hier erstmals ein HD-Lader mit VTG eingesetzt wird. Gleich-zeitig wurden erweiterte Maßnahmen zur Unterdrückung von Ladergeräuschen im dynamischen Fahrbetrieb umgesetzt.
Die Betriebszustände der Aufladegruppe im Kennfeld zeigt ❸. Bei Drehzahlen unter 2300/min ist das pneumatisch angesteu-erte Turbinenumschaltventil geschlossen und der gesamte Abgasmassenstrom strömt über die HD-Turbine. Der Ladedruck wird über die VTG des relativ kleinen HD-Laders eingeregelt. Das selbstregelnde Ver-dichterbypassventil ist dabei geschlossen. So wird ein hervorragendes Ansprechver-halten bei niedrigen Drehzahlen erreicht.
Im Drehzahlbereich von 2300/min bis 3400/min wird das Turbinenumschaltventil leicht geöffnet, um einen Teil des Abgas-massenstroms am HD-Lader vorbei zu lei-ten. Damit erhält der große ND-Lader mehr Abgasenergie, um die Ansaugluft vorzuver-
❷Einlasskanalauslegung:DrallundDurchfluss
❸BetriebsartenderAbgasturboladerimKennfeld
Entwicklung DiEsElmotorEn
128
dichten. Aufgrund der hohen Druck-differenz über dem Ventil führen bereits kleinste Vergrößerungen des Öffnungsquer-schnitts zu einem signifikanten Anstieg der Abgasenthalpie am großen ND-Lader. Trotzdem wird ein gleichmäßiges und har-
monisches Beschleunigungsverhalten im Übergangsbereich erreicht, was die hohe Leistungsfähigkeit der modellbasierten Ladedruckregelung unterstreicht.
Bei Drehzahlen oberhalb von 3400/min wird das Turbinenumschaltventil vollstän-
dig geöffnet und der gewünschte Lade-druck über das Wastegate des ND-Laders eingeregelt. Die Auslegung des großen ND-Laders erlaubt ein hervorragendes Aus-drehverhalten und hohe Leistungen über einen großen Drehzahlbereich. Das ver-stärkt den sportlichen Charakter des Aggre-gats und bietet Potenzial für zukünftige Leistungssteigerungen. Bei veränderten Be -triebsbedingungen wie Hitze, Kälte oder Höhe verschieben sich die genannten Betriebsbereiche. Die modellbasierte Lade-druckregelung reagiert darauf mit einer angepassten Ansteuerung der Turbolader, um dem Fahrer ein optimales Fahrerleb-nis zu garantieren [3].
Zur Umsetzung eines hervorragenden Ansprechverhaltens ist eine optimale Anströmung des kleinen HD-Turboladers bei niedrigen Drehzahlen wichtig. Im Rah-men des Entwicklungsprozesses wurde die Strömungsführung im HD-Turbinenge-häuse mithilfe von CFD-Simulationen untersucht. Dabei konnten sowohl die Druckverluste reduziert als auch die Gehäusefestigkeit gesteigert werden, ❹.
❹optimierungderAnströmungdesHD-turboladers
Folgen Sie uns online.Für mehr Informationen: [email protected]
2-für-1Melden Sie sich vor dem 13. Januar
an und Sie können einen Kollegen
KOSTENFREI* mitnehmen
*Gilt nur für bezahlte Anmeldungen
GRÜNDE FÜR DIE TEILNAHME: Top Tagungsprogramm
Lernen Sie von mehr als 50 führenden Industrieexperten, wenn diese die Geheimnisse
ihres Erfolgs preisgeben, ihre CAE Techniken erläutern und detailliert die handfesten
Vorteile darlegen, die sie durch die Anwendung von technischer Simulation bei den
schwierigsten Problemen gewonnen haben.
Vorführungen
Sehen Sie, wie technische Simulation von erfahrenen CD-adapco Mitarbeitern zur Lösung
realer Probleme in der Industrie angewandt wird.
STAR-CCM+ v7
Die STAR Globale Konferenz ist das offizielle Event für die Veröffentlichung der neuesten
und besten Version des führenden CD-adapco Simulationstools.
Erfahren Sie mehr
Die Experten am Genius Stand von CD-adapco werden Ihnen zahlreiche Tipps und Tricks
verraten, wie Sie Ihre eigenen CAE-Prozesse von Anfang an effektiver gestalten können.
Networking
Auf der STAR Globalen Konferenz treffen Sie andere Nutzer aus der Industrie und CAE
Partner, außerdem ist es Ihre Chance die Menschen hinter der Software zu treffen,
darunter die Führungskräfte von CD-adapco, die Softwareentwickler und Support-
Ingenieure.
Kostenloses Training
Erfahren Sie mehr über die Best Practices für Wärmeübertragung und Turbulenz,
Gittererzeugung und Geometrieaufbereitung, bzw. über die Simulation von Verbrennung,
Chemie, Füllprozesse oder Elektrisierung.
ANMELDUNG: www.cd-adapco.com/SGC12
19. -21.März
Grand Hotel Huis ter Duin, Amsterdam
Inklusive Workshops, Training & VorführungenEngineering Success
AbgAsAnlAgE
Die umzusetzenden Ziele bei der Ausle-gung der Abgasanlage waren: : niedriger Abgasgegendruck für hohe
Leistungen und Drehmomente, niedriger Verbrauch und nicht spür bares Umschalten der beiden Abgasturbolader
: frühes Erreichen der Katalysator-Anspringtemperatur
: ausreichendes DPF-Volumen, damit nur selten regeneriert werden muss.
Das hohe Leistungsziel und der damit ver-bundene hohe Abgasvolumenstrom erfor-derten eine konsequente Gegendruckopti-mierung der Abgasanlage. Ein niedriger Abgasgegendruck ist bei der zweistufigen Aufladung nicht nur im Nennleistungsbe-reich relevant, sondern auch im geregel-ten Umschaltbereich der beiden Abgastur-bolader [4]. Bei der hohen Spreizung der Auslegung zwischen HD- und ND-Abgas-turbolader ist er ein wichtiger Faktor dafür, ob ein für den Fahrer nicht feststellbares Umschalten gewährleistet ist. Berücksich-tigt werden muss auch, dass sich je nach Beladungszustand des Partikelfilters der Abgasgegendruck erhöhen kann. Deshalb wurde die Abgasanlage für den V6-TDI-Biturbomotor im Audi A6 und A7 konse-quent entdrosselt.
❺ zeigt den Aufbau der Abgasanlage. Der einflutige, ovale Oxidationskatalysator ist stirnwandseitig im Fahrzeug angeord-net. Er weist ein Volumen von 1,7 l und eine Zelldichte von 400 cpsi auf. Zur wir-kungsvollen Reduktion der Wärmeverluste sind die Turbinengehäuse beider Lader und die Abgasanlage vor Oxidationskatalysator mit einer Integraldämmung versehen. So wird ein frühes Erreichen der Katalysator-Anspringtemperatur sichergestellt. Die Partikelfilter sind zweiflutig im Unterboden positioniert, um einen optimalen Kompro-miss zwischen Abgasgegendruck, DPF-Volumen und Bauraumbedarf zu er zielen. Die Auftrennung in zwei runde, parallel angeordnete Partikelfilter erwies sich als zielführend, da mittig oberhalb der Parti-kelfilter die Kardanwelle des serienmäßi-gen Allradantriebs verläuft. So konnte ein DPF-Vo lumen von insgesamt 4,8 l bei niedrigen Druckverlusten umgesetzt wer-den. Der Partikelfilter (Substrat: Alumini-umtitanat) mit einer Zelldichte von 300 cpsi hat analog zum Oxidationskata-lysator eine Edelmetallbeschichtung, die in
❻HeizmaßnahmenfürfrühesAnspringendesKatalysators
Motordrehzahl [1/min]500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Dre
hmom
ent
[Nm
]
700
600
500
400
300
200
100
0
Fünf Einspritzungen
≤ Vier Einspritzungen
Sieben Einspritzungen
Acht Einspritzungen
❼AnzahlderEinspritzungenimKennfeldbeiderDPF-regeneration
❺Abgasanlage
Entwicklung DiEsElmotorEn
130
Durchströmungsrichtung in Zonen unter-teilt ist und den Rußabbrand unterstützt.
Der Rußabbrand wird von der Motor-steuerung über die Temperatursensoren nach Oxidationskatalysator und nach DPF berechnet. Um eine gleichmäßige Bela-dung der zweiflutig angeordneten Parti-kelfilter zu erreichen, wurde die konstruk-tive Ausgestaltung des Y-Stücks vor den Partikelfiltern mittels CFD-Berechnung optimiert. Das gleichmäßige Beladungs- und Abbrandverhalten der beiden Parti-kelfilter hat sich in zahlreichen Fahrzeug-versuchen bestätigt.
AbgAsEmissionEn
Der neue V6-TDI-Biturbomotor im Audi A6 und A7 ist für die aktuell geltende Ab -gasnorm Euro 5 ausgelegt. Aufgrund der zusätzlichen thermischen Massen des zweistufigen Aufladesystems wurde Haupt-augenmerk auf ein frühes Erreichen der Katalysator-Anspringtemperatur nach Motorstart gelegt. Um eine effektive inner-motorische Temperatursteigerung zu errei-chen, kann beim Dieselmotor durch gezielte Nacheinspritzungen die Verbren-
nung in der Expansionsphase verlängert werden. Dieser Effekt wird bereits bei der Partikelfilterapplikation in Serie genutzt.
Für den V6-TDI-Biturbomotor wurde eine Katalysator-Heizfunktionalität entwickelt, die nach Kaltstart über nah angelagerte und damit brennende Nacheinspritzungen zu einer effektiven Temperatursteigerung führt. In der Software waren dazu Zusatz-
entwicklungsumfänge notwendig, die die verschiedenen Betriebsarten koordinieren. Kurz nach Kaltstart wird bei gegebener Verbrennungsstabilität die erste brennende Nacheinspritzung zusätzlich aktiviert, ❻. Nach einer weiteren Stabilisierungsphase erfolgt eine zweite brennende Nachein-spritzung. Dies führt zu einem verlänger-ten Ausbrand, der eine Abgastemperatur-steigerung von circa 25 K gegenüber dem Basisbetrieb ohne Katalysatorheizen er -möglicht. Nach Erreichung der Zieltem-peratur nach Oxidationskatalysator wird der Heizbetrieb deaktiviert.
AbgAsnAchbEhAndlung
Durch die besondere Anordnung der zwei-flutigen Partikelfilter mit Y-Abzweigung waren erweiterte Softwareumfänge im Be -reich der Partikelfiltermodelle für die Ruß-beladung und den Rußabbrand erforder-lich. Die Regenerationsintervalle werden vom DPF mit der höchsten Beladung und die Regenerationsdauer vom DPF mit dem langsamsten Abbrand bestimmt.
Beim V6-TDI-Monoturbomotor kam bereits eine Dreifachnacheinspritzung zur Temperatursteigerung im Schwachlastbe-trieb zum Einsatz, die auch im Stop-and-go-Verkehr einen sicheren und schnellen Rußabbrand gewährleistet [1]. Dazu werden zwei nah angelagerte und damit brennende Nacheinspritzungen erzeugt. Die dritte und spät abgesetzte Nach-einspritzung erzeugt die Exothermie über den Oxidationskatalysator.
Beim neuen V6-TDI-Biturbomotor kommt erstmals eine nochmals weiterent-
Dre
hmom
ent
[Nm
]
Leis
tung
[kW
]
700
650
600
550
500
450
400
350
300
250
200
250
225
200
175
150
125
100
75
50
25
0
Motordrehzahl [1/min]
10000 2000 3000 4000 5000
V6-TDI-Biturbo 230 kWV6-TDI Generation 2 184 kW
6000
❽Volllastdiagramm
Rohr- und Schlauch-verschraubungen
Einbaufertige Rohr-und Schlauchleitungen
Ringstutzen und Hohlschrauben
Anschlußarmaturen und Spezialteile
Infos unter:meco-bielefeld.deTel.: 0521 68063
Kompetenz verbindet!
13102i2012 73.Jahrgang
wickelte Einspritzstrategie zum Einsatz, die die Nacheinspritzmengen der bisheri-gen dritten, späten Nacheinspritzung auf bis zu drei Teilmengen aufteilt. Die Anzahl der möglichen Teilmengen wird dabei von der Motorsteue rung laufend berechnet und anhand von erforderlichen Mindestmengen maximiert. Damit werden während der Regeneration der Partikelfil-ter bis zu acht Teileinspritzungen je Ver-brennungszyklus abgesetzt, ❼. Die größ-ten Vorteile dieser Einspritzstrategie sind im Drehzahlbereich bis 2500/min zu fin-den: Der Rußabbrand ist auch im Schwachlastbetrieb mit hohen Nachein-spritzmengen sichergestellt. Durch die Kombination mit dem Achtgang-Wandler-automaten und einer langen Getriebeüber-setzung wird bei der DPF-Regeneration
über einen kundenrelevant hohen Zeitan-teil mit Achtfacheinspritzung gefahren.
Bei dynamischer und sportlicher Fahr-weise werden zusätzliche Maßnahmen ergriffen, um auch in diesen anspruchs-vollen Fahrsituationen einen sicheren Rußabbrand zu gewährleisten. Nach Er -kennung von schnellen Pedalbewegungen des Fahrers wird auf eine schnellere Tem-peraturreglerabstimmung umgeschaltet, um die Erreichung der Zieltemperatur zu gewährleisten.
fAhrlEistungEn und VErbrAuch
Der neue V6-TDI-Biturbomotor erweitert die Dieselmotorenpalette des A6 und A7 um ein Hochleistungsaggregat mit 230 kW Leistung und 650 Nm Drehmoment [5].
Auch durch das niedrige Motorgewicht vereint das Gesamtfahrzeug hohen Fahr-spaß und einen sportlichen Charakter mit niedrigem Verbrauch. Das maximale Dreh-moment von 650 Nm entfaltet sich in einem breiten Drehzahlbereich von 1450/min bis 2800/min, ❽. Durch die Auslegung der ND-Stufe ist die maximale Leistung von 3900/min bis 4500/min nutzbar. Dieses breite Leistungsplateau ermöglicht ein herausragendes Ausdrehverhalten und Volllast-Hochschaltungen bei 5200/min ohne Zugkrafteinbruch. Im Vergleich zum V6-TDI-Basismotor liegen die Schaltpunkte damit bis zu 300/min höher. Dies verleiht dem Gesamtfahrzeug ein besonders emo-tionales Fahrerlebnis.
Im gesamten Motorkennfeld und auch an der Volllast konnten sehr gute Verbrauchs-werte erzielt werden, ❾. Im Bestpunkt werden für diese Leistungsklasse hervor-ragende 199 g/kWh spezifischer Kraft-stoffverbrauch erreicht, charakteristisch für die zweistufige Aufladung ergibt sich ein weiteres Minimum im Kennfeld mit 205 g/kWh. Durch die Laderauslegung ergibt sich ein breiter Kennfeldbereich mit einem spezi fischen Verbrauch unter 240 g/kWh. Um dem Kunden auf Wunsch weitere Verbrauchseinsparungen zu bie-ten, kann im sogenannten Audi drive select ein Effizienzmodus gewählt wer-den. Dann werden Drehmoment und Leis-tung um circa 25 % reduziert, gleichzeitig ist das Schaltprogramm der Achtgang-Wandlerautomatik auf niedrige Fahrdreh-zahlen optimiert. Im neuen Audi A6 wird
❿VergleichvonFahr-leistungundVerbrauchderV6-tDi-motorenimAudiA6
205
205199
210
210
215
225
240260280
Motordrehzahl [1/min]
Effizienzmodus
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
Eff
ekti
ves
Dre
hmom
ent
[Nm
]
700
600
500
400
300
200
100
0
❾KennfelddesspezifischenKraftstoffverbrauchs[g/kWh]
BeiderErstellungdesBeitragshabenzudem
mitgewirkt:
:Dr.-ing.tanjaEbinger,Versuchsingenieurin
inderAbteilungVorentwicklungV-Dieselmo-
toren
:Dipl.-ing.KlausGabel,Berechnungsingenieur
inderAbteilungVorentwicklungV-Dieselmo-
toren
:Dr.-ing.WalburgaKerschbaumer,Berech-
nungsingenieurininderAbteilungVorent-
wicklungV-Dieselmotoren
:Dipl.-ing.Geraldreidick,Versuchsingenieur
inderAbteilungthermodynamikundAppli-
kationV-Dieselmotoren.
Danke
Entwicklung DiEsElmotorEn
132
DO
I: 10
.136
5/s3
5146
-012
-024
7-z
downloAd dEs bEitrAgs www.mtZonline.de
rEAd thE English E-mAgAzinE orderyourtestissuenow:[email protected]
mit diesem Hochleistungsdieselmotor ein Kraftstoffverbrauch von 6,4 l/100 km (169 g CO2/km) im NEFZ erreicht, ❿. Neben dem serienmäßigen Start-Stopp-System trägt auch das Achtgang-Automa-tikgetriebe mit seiner langen Gesamtüber-setzung zum guten kundenrelevanten Kraftstoffverbrauch bei.
Der sportliche Charakter als Entwick-lungsziel wurde auch beim Anfahren optimal umgesetzt. Die sehr guten Fahr-leistungen des V6-TDI-Motors der zwei-ten Generation konnten noch einmal deutlich verbessert werden. Für die Be -schleunigung von 0 auf 100 km/h ver-gehen beim A6 mit V6-TDI-Biturbomotor nur 5,1 s, ein Bestwert im direkten Wettbewerbsvergleich.
zusAmmEnfAssung
Mit dem V6-TDI-Biturbomotor bringt Audi seinen bis heute leistungsstärksten Sechszylinder-Seriendieselmotor auf den Markt. Das Aggregat verhilft den Fahrzeu-
gen der C-Reihe zu außerordentlich sport-lichen Fahrleistungen bei niedrigen Kraft-stoffverbräuchen. Die zweistufige Aufla-dung konnte in dem engen Bauraum ohne Kompromisse hinsichtlich der ther-modynamischen Auslegung umgesetzt werden. Die relevanten Bauteile für den Ladungswechsel und für das Brennver-fahren wurden auf Basis des V6-TDI-Motors der zweiten Generation weiterent-wickelt. In der Funktionsentwicklung und Applikation wurden die Ansprüche an ein Hochleistungsaggregat hinsichtlich Anfahr- und Ansprechverhalten optimal umgesetzt. Gleichzeitig war die Erfüllung der Abgasnorm Euro 5 oberstes Ziel. Auch vor dem Hintergrund sich weiter verschärfender Emissionsvorschriften ist damit bei Audi die Grundlage für die Wei-terentwicklung der Motorfamilie gelegt.
litErAturhinwEisE[1] Bauder,r.;Kahrstedt,J.;Zülch,s.;Fröhlich,A.;streng,C.;Eiglmeier,C.;riegger,r.:Der3.0 lV6-tDiderzweitenGenerationvonAudi–konse-quenteWeiterentwicklungeineseffizientenAn-
triebs.19.AachenerKolloquiumFahrzeug-undmotorentechnik,2010[2] Pott,E.;rudolph,F.;thomforde,C.;Ziesenis,J.:DieneuenDieselmotorenderVolkswagentransporter-Baureihe.18.AachenerKolloquiumFahrzeug-undmotorentechnik,2009[3] Eiglmeier,C.;Bauder,r.;Fröhlich,A.;Gabel,K.;Helbig,J.;marckwardt,H.;Zülch,s.:thenew3,0-litreV6-tDienginewithDual-stageturbochar-gingintheAudiA6andA7.20.AachenerKollo-quiumFahrzeug-undmotorentechnik,2011[4] Ebinger,t.:UntersuchungderzweistufigenAufladungbeimPKW-Dieselmotor.Dissertation,Universitätstuttgart,2010[5] Bauder,r.;Eiglmeier,C.;Eiser,A.;marck-wardt,H.:DerneueHighPerformanceDieselvonAudi,der3,0lV6-tDiBiturbo.32.internationalesWienermotorensymposium,2011
Behind every motion,an actuatorCompact, reliable, innovative
SONCEBOZ , your partner for electric actuators and mechatronic drive solutions
SONCEBOZ core competencies consist of creating motion systems dedicated for engine controls and for harsh environ-ments. We are committed to improving safety, decreasing energy consumption and minimizing the impact on the environment.
www.sonceboz.com
from mind to motion
13302i2012 73.Jahrgang