Mehr Fahrspaß, weniger Emission - Audi TDI

Mehr Dynamik bei immer weniger Verbrauch – Audi arbeitet mit einer konsequenten Strategie an weiter reduzierten Emissionen. Mit drei seriennahen Technikkonzepten zeigt Audi bei der IAA die Fortschritte der nahen Zukunft: Der neue A4 2.0 TDI e Concept verbraucht nur 4,9 Liter Kraftstoff auf 100 Kilometer und setzt damit einen Meilenstein in der sportlichen Mittelklasse. Der sauberste Diesel der Welt geht 2008 im neuen Audi A4 3.0 TDI mit ultra low emission system in Serie. Das Hybridmodul der neuesten Generation setzt auf die überlegene Parallelhybrid-Bauweise und auf modernste Technologien wie die Lithium-Ionen-Batterie.

Nur 129 Gramm CO2 – der 2.0 TDI e Concept

Mit dem neuen 2.0 TDI e Concept zeigt Audi die Wirksamkeit seines neu angelegten Modularen Effizienzbaukastens: Die sportliche Mittelklasse­limousine unterbietet die Grenze von fünf Liter Verbrauch pro 100 km. Der A4 2.0 TDI e Concept gibt sich im EU-Zyklus mit 4,9 Liter zufrieden. Damit emittiert er nur 129 Gramm CO2 pro km – weniger als der Wert, den die Europäische Union ab 2012 für den Durchschnitt der Fahrzeugflotten anstrebt. Mit 105 kW / 143 PS Leistung und maximal 320 Nm Drehmoment ist der A4 2.0 TDI e Concept eine kraftvolle Limousine – bei Audi gehört zum niedrigen Verbrauch immer ein dynamischer Charakter.

Audi realisierte in diesem Fahrzeug ein ganzes Paket an innovativen Technik­lösungen. Zum Teil sind sie im neuen Audi A4 bereits in der Serie verfügbar, andere wie das Start-Stopp-System oder die Energierückgewinnung durch Rekuperation werden in naher Zukunft eingeführt.

TDI verbindet Effizienz mit Dynamik

Der 2.0 TDI präsentiert sich im neuen Audi A4 in grundlegend verbesserter Form. Eine Common Rail-Einspritzanlage löst die bisherigen Pumpe-Düse-Einheiten ab, ihre Piezo-Injektoren spritzen den Treibstoff mit maximal 1.800 bar Druck und damit extrem fein zerstäubt in die Brennräume. Das verbessert die Verbrennung und auch die Laufruhe.

Der kultivierte Antrieb leistet kraftvolle 105 kW / 143 PS. Schon zwischen 1.750 und 2.500 1/min stemmt er satte 320 Nm Drehmoment auf die Kurbelwelle – diese hohe Durchzugskraft bei niedrigen Drehzahlen ist eine große Stärke des TDI-Prinzips. Eine modifizierte Geometrie der Kolben verbessert die Thermodynamik in den Brennräumen; Maßnahmen zur Reduzierung der inneren Reibung und für das Temperaturmanagement erhöhen die Verbrauchseffizienz weiter.

Für den A4 e Concept wurde der 2.0 TDI-Motor durch das ultra low emission system ergänzt. Damit arbeitet dieser Antrieb nicht nur extrem effizient, sondern auch mustergültig sauber und absolut zukunftssicher: Er unterbietet schon heute die strengsten europäischen Grenzwerte, die erst für das Jahr 2014 zu erwarten sind. In Serie geht das ultra low emission system, das den TDI zum saubersten Diesel der Welt macht, bereits 2008 als Option im neuen Audi A4 3.0 TDI.

Getriebe mit geringer Reibung

Der TDI schickt seine Kräfte auf ein neu entwickeltes Sechsgang-Schalt­getriebe, das sich durch eine stark verringerte innere Reibung auszeichnet. Es wurde speziell auf den drehmomentstarken TDI-Motor zugeschnitten – in den Gängen drei bis sechs präsentiert es sich etwas länger übersetzt. Wie alle Audi-Getriebe lässt sich spielend leicht und hochpräzise schalten. Die Schaltanzeige des Fahrerinformationssystems unterstützt eine wirtschaftliche Fahrweise. Sie zeigt den eingelegten Gang an; falls bei konstanter Fahrt ein anderer sinnvoller ist, präsentiert sie ihn als Empfehlung.

Besonders schneller und komfortabler Start

Einen wichtigen Beitrag spielt auch das Start-Stopp-System – es vermeidet den ineffizienten Betrieb des Motors, wenn das Fahrzeug steht. Schließlich ist ein Großteil der täglichen Fahrten kürzer als zehn Kilometer und dabei von zahl­reichen Ampelstopps unterbrochen.

Sobald der A4 2.0 TDI e Concept zum Stillstand kommt, der Schalthebel in Leerlaufposition steht, und der Fuß des Fahrers das Kupplungspedal verlassen hat, wird der TDI automatisch abgeschaltet. Der Start erfolgt, wenn der Fahrer die Kupplung durchtritt. Während er den Gang einlegt, läuft der TDI hoch; wenn das Pedal gelöst wird, hat er seine Leerlaufdrehzahl erreicht. Ein speziell entwickelter Anlasser dreht den Motor in wenig mehr als zwei Zehntelsekunden durch – 60 Prozent schneller als ein herkömmliches Bauteil und dabei akustisch besonders komfortabel.

Microhybrid sammelt Energie in Ausrollphasen und beim Bremsen

Das Rekuperationssystem an Bord des A4 2.0 TDI e Concept wandelt die Bewegungsenergie beim Verzögern in nutzbare elektrische Energie um. Als Bordnetz-Batterie dient eine neuartige Gel-Batterie. Sie verhält sich auch bei hoher Belastung und tiefer Entladung robust und erreicht eine besonders hohe Lebensdauer.

In den Schub- und Bremsphasen des A4 2.0 TDI e Concept wird die Sekundär­spannung des Gleichstromwandlers hochgefahren. Jetzt kann der Generator die kinetische Energie in elektrische Energie umwandeln, die in der Gel-Batterie zwischengespeichert wird. Wenn die Limousine anschließend wieder beschleunigt, speist die Batterie die Energie zurück – so entlastet sie den Generator.

Auch die Servolenkung erfuhr eine intensive Überarbeitung – ihr Wirkungsgrad verbesserte sich um etwa 50 Prozent, weil sie jetzt von einer bedarfsgeregelten Flügelzellenpumpe mit hydraulischer Energie versorgt wird. Im Gegensatz zu konventionellen Servopumpen, die permanent große Volumenströme umwälzen, fördert sie nur so viel Öl, wie im jeweiligen Betriebspunkt erforderlich ist.

Bei der Klimaautomatik nutzt Audi einen neuartigen, thermostatisch geregelten Kältekreis mit einem internen Wärmetauscher. Durch ihn und durch intensive Feinarbeit an den weiteren Komponenten verbesserte sich die Effizienz des Systems erheblich – die neue Klimaautomatik beansprucht 20 Prozent weniger Kraftstoff für sich als ihr Vorgängermodell.

Sportliche Performance bei hoher Effizienz

Der A4 2.0 TDI e Concept gleitet besonders leicht und mühelos durch den Wind; seine von Haus aus höchst strömungsgünstige Karosserie erhielt einen Heckdeckel mit einer zusätzlichen leichten Abrisskante. Speziell gezeichnete Leichtmetallräder verbessern die Umströmung der Räder und der Radhäuser, eine sportliche Abstimmung legt die Karosserie um 20 Millimeter tiefer. Diese Maßnahme verringert die Stirnfläche und verbessert auf diese Weise den Luftwiderstand.

Effizienz ist bei Audi gleichbedeutend mit Dynamik. So sind die Reifen auf leichten Lauf ausgelegt, bringen aber sportliche Performance – sie haben das auch optisch attraktive Breitformat 225/50 R17. Den eindrucksvollsten Beweis für das Potenzial des A4 2.0 TDI e Concept liefern jedoch die Fahrleistungs­werte: Die Mittelklasselimousine sprintet in 9,3 Sekunden aus dem Stand auf 100 km/h, ihre Höchstgeschwindigkeit liegt bei 215 km/h. Beim Zwischenspurt von 80 auf 120 km/h im 5. Gang vergehen nur 8,7 Sekunden.

Nur 119 Gramm CO2/km: Der Audi A3 1.9 TDI

Audi-Modelle mit dem Buchstaben e vereinen effiziente Energienutzung mit hoher Dynamik. Der Audi A3 1.9 TDI e und der A3 1.9 TDI e Sportback erzielen einen Normverbrauch von nur 4,5 Liter pro 100 km und einen CO2-Wert von lediglich 119 Gramm pro km. Dabei erreichen beide Modelle mit 77 kW (105 PS) Leistung eine Höchstgeschwindigkeit von 194 km/h.

In naher Zukunft wird Audi das Angebot an diesen besonders effizienten Modellen erheblich ausweiten und in den Volumen-Baureihen e-Modelle als TDI, FSI und als TFSI anbieten. Der Audi A4 2.0 TDI e Concept zeigt, wie ein solches Angebot in der neuen A4-Baureihe aussehen kann. Bis zum Jahr 2012 wird Audi bei sämtlichen Modellen die CO2-Emissionen um rund 20 Prozent reduzieren und dabei den sportlich-hochwertigen Charakter weiter schärfen.

Der sauberste Diesel der Welt

Mit dem neuen Audi A4 3.0 TDI mit ultra low emission system beweist Audi die Zukunftssicherheit und das Potenzial des Hightech-Antriebs TDI: Ab Mitte 2008 ist dieser sauberste Diesel der Welt in der sportlichsten Limousine der Mittelklasse verfügbar. Dort begeistert er nicht nur durch die Dynamik von 176 kW / 240 PS und das überragende Drehmoment von 500 Nm, sondern ebenso durch geringe Verbrauchswerte und extrem niedrige Emissionen.

Der A4 3.0 TDI mit ultra low emission system erfüllt vom Start weg jene Grenz­werte, die in Europa erst ab 2014 verpflichtend werden, ebenso wie die in den USA gültige LEV II BIN 5-Norm. Die Reinigungswirkung des Systems liegt auch bei den Stickoxiden NOx bei über 90 Prozent. Damit arbeitet es wirkungs­voller als jede andere auf dem Markt befindliche Technik.

Audi startet die konsequente TDI-Strategie ab dem zweiten Halbjahr 2008 nicht nur mit dem A4. Auch der Audi Q7 ist dann mit dem saubersten Diesel der Welt lieferbar, hier liegt das maximale Drehmoment sogar bei 550 Nm. Zusätzliche Modelle werden zügig folgen, bis 2010 will Audi die neue Technologie in weiteren Fahrzeug- und Leistungsklassen anbieten.

Innovative Technologie für niedrigste Emissionen

Die Ingenieure der Dieselmotoren-Entwicklung bei Audi haben für diese jüngste TDI-Generation ein ganzes Bündel innovativer Maßnahmen kombiniert: Das neue Piezo-Common Rail-System mit 2.000 bar Einspritzdruck, die hoch effiziente Abgasrückführung sowie die optimierte Aufladung bringen deutlich gesenkte Motor-Rohemissionen. Ein Highlight sind die weltweit erstmals eingesetzten Brennraumsensoren, die eine noch präzisere Regelung der Verbrennungsvorgänge im Motor ermöglichen – eine weitere Innovation von Audi.

Endgültig zum sauberen Hightech-Diesel wird die neueste TDI-Generation durch das nachgeschaltete ultra low emission system. Es reduziert die Stickoxid­emissionen um bis zu 90 Prozent. Zu seinem Betrieb wird AdBlue genutzt, eine biologisch abbaubare wässrige Zusatzlösung. Sie wird in minimaler Dosierung vor dem DeNOx-Katalysator eingespritzt. Das ultra low emission system besteht neben dem Katalysator aus Dosiermodul, AdBlue Tank und beheizten Leitungen sowie einer umfassenden Sensorik. Der zusätzliche Oxidationskatalysator und der hoch wirksame, geregelte Dieselpartikelfilter komplettieren das umfassende Abgasreinigungssystem.

Großes Potenzial zur weltweiten Verbrauchsreduzierung

Dank dieser niedrigsten Emissionen können die modernen Diesel-Direkteinspritzer weltweit eingesetzt werden, selbst im US-Bundestaat Kalifornien mit den weltweit strengsten Emissionsgrenzwerten. Gegenüber dem Flottendurchschnitt der in den USA üblichen Ottomotoren erzielt der TDI einen Verbrauchsvorteil von bis zu 35 Prozent. Damit kann die Diesel-Technologie mehr als jede andere Antriebsart der Gegenwart dazu beitragen, den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu reduzieren.

Mit dem neuesten TDI mit ultra low emission system bestätigt Audi seine weg­weisende Rolle bei der Durchsetzung verbrauchsgünstiger Technologien: Als Audi den ersten TDI 1989 in Serie produzierte, war er ein markanter Meilen­stein des technischen Vorsprungs. Schnell entwickelte sich TDI zum Synonym für souveräne Durchzugskraft und höchste Effizienz und damit zum Trendsetter für die gesamte Automobilindustrie. Bis heute gelingt es keinem anderen Antriebssystem, den aufgeladenen Diesel-Direkteinspritzer unter realen Bedingungen in Leistungsfreude bei gleichzeitig niedrigsten Verbrauchswerten zu schlagen.

Umfassendes Paket zur Senkung der CO2-Emission

Die Perfektionierung des TDI ist für Audi ein Teil der integrierten Technologie-Strategie zur weiteren Senkung der CO2- und sonstigen Emissionen bei allen Modellen. Insgesamt setzt Audi auf das hohe Potenzial seiner modernen Verbrennungsmotoren: Mit Direkteinspritzung und Turboaufladung, mit hohem Drehmoment bei reduziertem Hubraum und geringen Reibungsverlusten über­zeugen die TFSI-Ottomotoren ebenso wie die TDI-Dieseltriebwerke schon heute durch günstige Verbrauchswerte.

Hybridmodul der neuesten Generation

Für spezifische Anforderungen und einzelne Märkte ist die Ergänzung der Verbrennungsmotoren durch ein Hybridmodul sinnvoll. Bei der IAA präsentiert Audi in einem Triebstrang-Modell die neueste Generation seines Hybrid-Antriebskonzepts. Aufgrund der klar modularen Bauweise lässt es sich in allen Audi-Modellen mit Längsmotor einsetzen und fast mit allen Verbrennungs­motoren kombinieren. In Serie bringt Audi dieses Hybridkonzept, sobald sich dadurch überzeugende Vorteile für die Kunden ergeben. Natürlich hat Audi einen besonderen Maßstab für die Qualitäten des Hybridantriebs – er muss sich mit der Effizienz moderner Audi TDI messen.

Das Audi Hybridmodul ist als Einwellen-Parallel-Hybrid aufgebaut. Hier ist der Elektromotor/Generator im Antriebsstrang zwischen Motor und Getriebe integriert. Als so genannter Vollhybrid kann dieses System entweder allein mit dem Benzin- oder mit dem Elektromotor fahren oder die Kraft beider Motoren kombinieren. In Ausrollphasen oder beim Bremsen wird kinetische Energie in elektrische umgewandelt, in die Batterie gespeist und bei Bedarf in Vortrieb umgewandelt.

Parallelhybrid ist effizienteste Lösung

Dabei ist das von Audi gewählte Prinzip des Parallel-Hybrid in dieser Klasse eine neue Lösung und besitzt wettbewerbsüberlegenes Potenzial: Gerade bei Überland- und Autobahnfahrten ist es effizienter als bisher am Markt befind­liche Systeme. Zudem erlaubt das spontane Ansprechverhalten eine sportlich-dynamische Charakteristik. Damit können die für Audi typischen Fahreigen­schaften auch beim Hybridantrieb beibehalten werden.

Eine wesentliche Grundlage für guten Wirkungsgrad beim Hybridantrieb ist immer ein hoch effizienter Verbrennungsmotor: Der Audi 2.0 TFSI glänzt nicht nur mit der hohen Leistung von 155 kW / 210 PS und dem Drehmoment von mehr als 300 Nm, sondern ebenso mit niedrigem Verbrauch. Sein Gegenstück auf der elektrischen Seite stellt ebenfalls das Optimum aus Wirkungsgrad und Leistungsdichte dar: Der Elektromotor, eine permanent erregte Synchron­maschine, leistet weitere 32 kW / 44 PS und liefert praktisch aus dem Stand sein maximales Drehmoment von 230 Nm.

Achtstufen-tiptronic mit E-Maschine

Integriert ist die E-Maschine in das Gehäuse der ebenfalls neuen Achtstufen-tiptronic, die gesamte Einheit braucht keinen zusätzlichen Bauraum. Geschaffen wurde der Platz durch den Entfall des hydraulischen Drehmomentwandlers. Für die Schwingungsentkoppelung sorgt beim Audi Hybridmodul ein Zweimassen-Schwungrad, für die Koppelung und Trennung von Verbrennungsmotor und E-Maschine ist eine nasse Lamellenkupplung zuständig.

In der feinen Steuerung dieser Kupplung liegt ein wesentlicher Teil der Hightech-Kompetenz des Audi Hybridmoduls. Start und Stopp des Verbrennungsmotors geschehen extrem schnell und leise und damit für die Passagiere unmerklich. Der Hybridantrieb ist für rein elektrisches Fahren bis zu einer Geschwindigkeit von etwa 50 km/h und einer Reichweite von circa drei Kilometer ausgelegt. Das reicht für einen großen Teil der innerstädtischen Fahrten völlig aus.

Besonders kompakte Batterie sichert Nutzbarkeit

Die Energie dafür kommt aus einer Lithium-Ion-Batterie neuester Bauart. Gegenüber den derzeit benutzten Speichern in Nickel-Metallhydrid-Technologie können hier das Bauvolumen und das Systemgewicht bei gleicher Leistung auf die Hälfte reduziert werden.

Bei einer Betriebsspannung von 264 Volt liefert der nur 26 Liter große Batteriepack eine maximale Leistung von 39 Kilowatt. Das Gepäckraum­volumen und seine Nutzbarkeit bleiben beim Audi Hybridmodul uneingeschränkt erhalten.

Neuartiges Bremssystem für optimierte Energierückgewinnung

Einen wesentlichen Teil der Batterieladung gewinnt die E-Maschine beim Bremsen – die so genannte Rekuperation. Ein komplett neues Bremssystem ermöglicht die stufenlose Mischung von hydraulischer und elektrischer Brems­leistung. Mit diesem System wird die elektrische Bremsleistung bis zu einem Maximum von 30 kW optimal an den Ladezustand der Batterie angepasst und die Energierückgewinnung gegenüber bisherigen Systemen deutlich gesteigert. Pedalgefühl oder Bremsweg sind davon nicht beeinträchtigt.

Nur 100 Kilogramm Mehrgewicht

Für dieses Hybridmodul der neuesten Generation haben die Ingenieure jedes Bauteil in Funktion, Baugröße und Gewicht optimiert. Die Servolenkung wird von einer elektrohydraulischen Pumpe versorgt, ebenso werden der Kompressor der Klimaanlage und die Unterdruckpumpe für die Bremskraftverstärkung elektrisch angetrieben. Die Fahrstabilisierungssysteme ABS und ESP sind in der Funktion erweitert und haben die elektrischen Antriebskomponenten in ihre Regelstrategie voll integriert. Das hybridbedingte Mehrgewicht beträgt insgesamt nur noch etwa 100 Kilogramm.

Nur 6,4 Liter Normverbrauch

Die bei der IAA präsentierte Kombination aus 2.0 TFSI-Aggregat und Hybrid­modul erreicht die Fahrleistungen eines großvolumigen Sechszylinder-Saugmotors. Gerade das sehr spontane und kraftvolle Anfahrverhalten garantiert die Audi-typische Dynamik. Dennoch ist die zukunftsweisende Kombination um rund 30 Prozent verbrauchsgünstiger als ein konventioneller Benzinmotor: Bei einem Fahrzeuggewicht von 1.850 Kilogramm – entsprechend einer Oberklasse-Limousine oder einem mittelgroßen SUV – errechnet sich im Normzyklus ein Verbrauch von nur 6,4 Liter auf 100 Kilometer.

Klarer Weg in die Zukunft

Mit seiner integrierten Effizienzstrategie arbeitet Audi konsequent an der weiteren Senkung des Flottenverbrauchs. Der Verbrennungsmotor wird dabei auf absehbare Zeit die wesentliche Antriebsart bleiben. Der TDI als besonders effizientes Prinzip besitzt dabei noch ein erhebliches Potenzial zur weiteren Verbrauchssenkung, das ultra low emission system gewährleistet seine absolute Zukunftssicherheit. Das TFSI-Prinzip und der Modulare Effizienz Baukasten sichern eine erhebliche Reduktion der CO2-Werte bei jeder neuen Baureihe. Schließlich können TFSI-Motoren mit Ergänzung durch Hybridmodule eine Alternative zum TDI darstellen.

Dabei ist eines für Audi immer klar: Effizienz und Verbrauchsreduzierung werden niemals auf Kosten der weiteren Stärken der Marke gehen, Audi wird den sportlich-eleganten Charakter, den Fahrspaß und die hochwertige Qualität seiner Modelle auch bei weiter reduzierten Emissionen betonen.