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THE NEW AUDI V8 TFSI ENGINE PART 1: DESIGN AND MECHANICS Audi has developed a new generation of turbocharged 4.0-l V8 gasoline engines to replace the naturally aspirated 5.2-l V10 units in the A6 and A8 series. A key feature of the new V8 TFSI is the arrangement of the turbochargers and the exhaust manifold in the inner V of the engine. The V8 is available in two power versions, with outputs of 309 and 382 kW. The first part of the report describes the design and mechanical components of the new engine. Thermodynamics and application aspects will be presented in the second part in MTZ 3. 4 COVER STORY DOWNSIZING

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Page 1: DocumentR8

THE NEW AUDI V8 TFSI ENGINEPART 1: DESIGN AND MECHANICS

Audi has developed a new generation of

turbocharged 4.0-l V8 gasoline engines to

replace the naturally aspirated 5.2-l V10 units in

the A6 and A8 series. A key feature of the new V8 TFsi is the

arrangement of the turbochargers and the exhaust manifold in the

inner V of the engine. The V8 is available in two power versions, with outputs

of 309 and 382 kw. The fi rst part of the report describes the design and

mechanical components of the new engine. Thermodynamics and application

aspects will be presented in the second part in MTz 3.

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COVER STORY Downsizing

Downsizing

Page 2: DocumentR8

MOTIVATION

In order to meet present and future con-sumption and emissions requirements, the issue of downsizing will play an increasingly key role in engine develop-ment. It is for that reason that Audi’s successful 5.2-l V10 FSI engines fi tted in the A6 and A8 models are to be replaced by the new 4.0-l V8 TFSI generation of engines [1]. The V8, featuring two turbo-chargers, is fi tted in the new S6, S7, S8 and A8 models. A key feature of the newly developed 4.0-l V8 TFSI gasoline engines is the location of the turbocharg-ers, including the exhaust manifold, in the inner V. The main development goal, alongside delivering sporty and emotion-ally linked attributes such as spontane-ity, power, fast-revving responsiveness and sound, was to cut fuel consumption substantially while signifi cantly improv-ing performance. To that end, the new

engines for the fi rst time feature Audi’s new COD (Cylinder on Demand) effi -ciency technology.

DESIGN

The design of the new V8 TFSI engine is similar to that of the 4.2-l FSI induc-tion engine, though capacity has been reduced to 4.0-l. A key feature of the new V8 TFSI engines is the location of the turbochargers, including the exhaust manifold, in the inner V. The inlet and exhaust sides in the cylinder heads have been swapped in comparison to conven-tional V-confi guration engines. The fresh air supply to the inlet ducts comes from the turbocharger, through the throttle valves, by way of the indirect charge air cooler (likewise located in the inner V), two distribu tor pipes on the front face and intake manifolds on the engine’s outside.

AUTHoRs

DIPL.-ING. (FH) MICHAEL SCHÄFER is Head of Mechanics Cylinder Head/Charge Cycle for V-gasoline Engines

at the Audi Ag in neckarsulm (germany).

DIPL.-ING. GUIDO SCHIEDT is Design Engineer with responsibility

for the V8 Turbocharged gasoline Engine at the Audi Ag in neckarsulm

(germany).

DIPL.-ING. ROBERT MÜLLER is Head of Design for V-gasoline

Engines at the Audi Ag in neckarsulm (germany).

DIPL.-ING. JÜRGEN JABLONSKI is Head of Mechanics for V-gasoline

Engines at the Audi Ag in neckarsulm (germany).

UNIT 4.0-L V8-TFSI 4.0-L V8-TFSI PLUS

DESIGN V8-90°

CYLINDER CAPACITY cm3 3993

NUMBER OF CYLINDERS – 8

STROKE mm 89

BORE mm 84.5

CYLINDER GAP mm 90

CRANKSHAFT BEARINGS – 5

MAIN BEARING DIAMETER mm 65 67

CONROD BEARING DIAMETER mm 54

CONROD LENGTH mm 153

VALVES PER CYLINDER – 4

INLET VALVE DIAMETER mm 33.85

EXHAUST VALVE DIAMETER mm 28

CAMSHAFT ADJUSTMENT RANGE –

INLET°CA 42

CAMSHAFT ADJUSTMENT RANGE –

EXHAUST°CA 42

EVENT LENGTH – INLET °CA 180 190

EVENT LENGTH – EXHAUST °CA 200 210

COMPRESSION RATIO – 10.1 9.3

POWER kw at rpm 309 at 5500 382 at 5800

SPEC. POWER kw/l 77.25 95.5

MAX. TORQUE nm at rpm 550 at 1400–5200 650 at 1700–5500

IDLING SPEED rpm 550

IGNITION SEQUENCE – 1-5-4-8-6-3-7-2

DESELECTABLE CYLINDERS Cyl. 2, 3, 5, 8

ENGINE LENGTH mm 497

CYLINDER BLOCK HEIGHT mm 228

ENGINE WEIGHT (TO DIN GZ) kg 219 224

FUEL Ron 98/95

EMISSION STANDARD Euro 5/ULEV 2

❶ Main dimensions and characteristic data of the V8 TFSI engine

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Downsizing

Page 3: DocumentR8

To achieve the smallest possible vehicle overhang, the engine was made extremely short – just 497 mm in length, ❶. Another factor in the engine’s com-pact design is the highly integrated vent module, likewise located in the inner V. The COD function is realised by means of the AVS (Audi valve lift system). The tried and proven layout of the timing drive has been adopted from the prede-cessor engine. The broad spread of power output, from 309 to 382 kW, and the integration into various Group mod-els was achieved with a minimal number of different components.

ENGINE BLOCK

As in the 4.2-l V8 FSI induction engine, the two banks of the 4.0-l V8 TFSI are arranged at an angle of 90° to each other. The 90 mm cylinder gap, the 84.5 mm bore diameter and the 18.5 mm bank off-set are also adopted from the predeces-sor engine. The engine block is made as a homogeneous low-pressure gravity die-cast block from the hypereutectic alu-minium-silicon alloy ALSi17Cu4Mg. Owing to the increased specific power output and the associated increase in thermal and mechanical loading, the 382 kW variant is additionally heat-treated by the T6 process.

The cylinder bores are spiral slide honed using bolted hone plates. In order to reduce cylinder deformation under combustion chamber pressure, the cylin-ders are connected to the surrounding engine block structure by longitudinal

fins, ❷. To strengthen the bearing block, five inserts made of cast-iron with nodu-lar graphite are cast into the aluminium bed and additionally cross-bolted. This measure enhances the strength and cir-cularity of the bearing points and im -proves the acoustics.

OIL CIRCUIT

The oil circuit is essentially based on that of the 4.2-l V8 FSI. The vane pump is executed as a two-stage control oil pump. Up to 4000 rpm the oil pump operates in the low-pressure range at 2 bar oil pressure, then it switches to the high-pressure range. Except for the turbocharger oil supply lines, all pres-sure oil and return channels are inte-

grated into the cast of the cylinder heads, the engine block and the oil pan top sec-tion, ❸ (left). The pressure losses of the oil circuit have been greatly reduced fur-ther compared to the predecessor engine. In combination with the two-stage con-trol oil pump, this significantly reduces friction and therefore also fuel consumption.

Use of map-controlled piston spray nozzles enabled churning losses to be minimised. At engine speeds below 2500 rpm the piston spray nozzles are activated only under high loads of above 400 Nm, ③ (right), thereby reducing the oil throughput in this operating range by as much as 25 %. The higher piston tem-perature in the warm-up phase and under partial load also brought some emission

❷ Engine block

❸ Oil circuit and piston spray nozzle map

COVER STORY Downsizing

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benefits. Based on the totality of meas-ures, an oil throughput rate of < 60 l/min at 120 °C oil temperature was achieved – a very good rate for V8 en gines. The high power variant additionally features an air-oil cooler in the front end.

CRANK DRIVE

In all power variants of the 4.0-l V8 TFSI the connecting rods are executed as cracked rods with 17 mm wide three-material bearings. The upper connecting rod end has a trapezoidal angle of 13° with a piston bolt diameter of 22 mm. The connecting rod bushing is made of a cop-per alloy. The five-bearing mounted crankshaft was adopted in its basic design from the 4.2-l V8 FSI; the stroke has been reduced to 89 mm. To increase strength, all fillet radii are induction-hardened. The material used for the V8 TFSI is C38 mod. with 65 mm main bearing diameter; for the higher-powered variant the material is 42CrMoS4 with 67 mm main bearing diameter.

Cast aluminium pistons with ring car-riers are used. Owing to the differing compression, the piston head is adapted to the respective power variant. The first piston ring and the piston bolt are DLC-coated (diamond-like carbon) for fric-tion-related reasons.

COOLING CIRCUIT

Different cooling peripherals are used depending on the vehicle model and power variant; the engine-side cooling circuit is always identical, ❹. For homo-geneous temperature distribution, the flow through the engine is transverse, and the engine also features an innova-tive thermal management (ITM) system. The heated annular valve thermostat on the intake side of the coolant pump exhibits much lower pressure losses in the control range than commonly used plate thermostats. In order to provide more benefits in terms of friction, the coolant temperature is controlled to 105 °C in the partial load range when the engine is warmed up.

A ball valve downstream of the cool-ant pump additionally realises the prin-ciple of standing water throughout the engine in the warm-up phase. This hap-pens on every engine start at a coolant temperature below 80 °C. When the operating temperature is reached, the

coolant flows into the inner V of the crankcase; from there on the two cylin-der heads are filled with coolant via manifolds. A further special feature of the ITM is the autonomous heating func-tion. This additional heating circuit is connected directly to the cylinder head, and is supplied via an electric pump. The passenger compartment can thus be heated despite standing water in the engine block. This results in significant consumption savings in customer driv-ing, particularly in the warm-up phase when heating is required.

FRICTION LOSS

The friction loss of the 4.0-l V8 TFSI was effectively reduced by a large number of single measures. They include: : enlarged ventilation cross-sections in

the engine block and oil sump : increased vacuum in the engine block : derestriction of the oil and coolant

circuits : oil pressure lowering to 2 bar in the

low-pressure stage : map-controlled piston spray nozzles : enhanced crank drive rigidity thanks

to reduced piston stroke : frictionally optimal main bearing

diameters for both power variants : reduced inlet valve spring forces : three-chamber camshaft adjuster with

reduced oil throughput

: frictionless axial fixing of the AVS cam units

: reduced piston ring pre-tension of the third ring and DLC coating on the first ring and piston bolt

: less cylinder deformation thanks to combination of plate honing and longi-tudinal stiffeners on the cylinder pipes.

The totality of these measures signifi-cantly reduced friction compared to the 4.2-l V8 FSI induction engine, especially in the customer-relevant lower engine speed range, ❺.

CYLINDER HEAD AND VARIABLE VALVE LIFT SYSTEM

The high power output and resultant thermal loading on the cylinder heads of the V8 TFSI demands optimally bal-anced temperature distribution and effective cooling of the combustion chamber top in the area of the exhaust valves. To ensure this, the flow through the cylinder head is based on the trans-verse flow principle. The increased cool-ant demand of the cylinder heads was met by CFD simulation of the water chambers allied to low throttling losses. The material chosen was the high heat-resistant aluminium alloy AlSi7.

The AVS uses components from the Group modular platform, with enhance-ments having been made in particular

❹ Cooling circuit

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with regard to the package and acous-tics. The built camshafts consist of an externally splined basic shaft with bear-ing rings, two fixed cam units, two moveable AVS cam units for cylinder shut-off, a pump cam and an incremen-tal encoder wheel. A special assembly concept had to be devised for this where by the bearing rings and incre-mental encoder wheel are joined to the tooth tip, valve and pump cams on the tooth flank. In order to imple-ment a sound in keeping with a luxury-class model, the AVS cam units are for the first time held in position solely by the standard-fit detent balls, in order to prevent contacting on the ladder frame. A special detent groove was developed for this.

The AVS valve gear in the V8 TFSI is subject to the highest loading of any Group engine with AVS. As a result, the rocker arms – likewise from the Group modular platform – had to be adapted for the higher load. The exhaust valve seats are reinforced and the valves are sodium-cooled. The modification of the camshaft adjuster, reducing it from four to three chambers, enabled the oil throughput to be significantly reduced while at the same time increasing the adjustment speed. Reducing the AVS rocker arm spray nozzles in size from 0.4 to 0.3 mm reduced their oil throughput by a further 30 %. The oil demand of a cylinder head – 2.5 l/min at 120 °C oil temperature – is thus very low for a V8. In addition to reducing the oil throughput, the spring force of the inlet valve springs was mini-mised in order to further reduce the fric-tion loss of the cylinder heads.

The integration of the camshaft bear-ing into the valve hood eliminated the

need for an additional cylinder head cover. Moreover, the hood also holds the high-pressure injection pump, the AVS actuators and a number of other engine components, ❻. In line with the V8-spe-cific ignition sequence, the AVS actuators are mounted on the cylinder head cover of cylinders 2/3 (right bank) and 5/8 (left bank).

For cost and synergy reasons, special attention was paid in the development of the V8 TFSI to a high rate of standard part use. Consequently, the cylinder heads incorporate the following parts adopted from the Audi valve gear kit used by the R4, R5, V6, V8 and V10 gaso-line engines: : inlet and exhaust valves, springs,

guides and shaft seals : valve spring plate : exhaust seat rings

: AVS actuators : hydraulic compensating elements : rocker arms of the fixed cams : proportional valves : camshaft adjuster.

CRANKCASE BREATHER

The development goal with regard to the crankcase breather was to implement a highly integrated and compact complete system. The core system component is a plastic crankcase breather module flanged onto the plenum chamber housing which performs the following functions: : coarse oil separation : fine oil separation : pressure control by way of the pres-

sure regulating valve : positive crankcase ventilation (PCV)

including restrictor bores for fresh air dosing

: demand-oriented operation of full and part load venting

: return of the separated oil into the oil sump.

The blow-by gases are discharged from the engine block by way of integrated ducts in the bearing traverse, crankcase, cylinder heads, CVTS (Continuous Vari-able Tumble System) flanges and the ple-num chamber housing and are then routed via a steel pipe with a short length of hose into the breather module, ❼ (left). This compact, pressure loss-optimised blow-by guidance out of the crankcase minimised the required number of exter-nal lines.

❺ Friction loss diagram

❻ AVS valve gear

COVER STORY Downsizing

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Page 6: DocumentR8

The integration of the camshaft bear-ing into the cylinder head covers elimi-nated the need for the large volume in and beneath the conventional cylinder head covers previously used as a coarse oil separator. So as to nevertheless meet the high demands in terms of oil separa-tion, a large number of detail develop-ments of the breather system were re -quired. By optimising the position, shape, sequence and cross-section of the blow-by terminal units and the line routing to the breather module, the raw oil dis-charge from the engine block was re -duced by more than 95 % in the course of development.

The subsequent coarse oil separation is implemented by means of centrifugal force separation based on multiple flow reversal in combination with gravity sep-aration in the first chamber of the new separator module. Then the pre-cleaned blow-by gas is routed into a second chamber, ⑦ (right). There the fine oil is separated by way of the impactor, an impact separator with fleece. The sepa-rated oil from the coarse and fine oil sep-arator is fed back below the oil level via two separate channels cast into the engine block. To safeguard the full func-tionality of the separator system even under the high driving dynamics demands imposed on the engine, a spring-loaded non-return valve was additionally devel-oped for each return channel, providing a very high degree of leak-tightness allied to low opening pressure.

The blow-by module is supplied with the plenum chamber housing, and is pushed into the inner V during assembly with no need of additional procedures, and then bolted on to the engine block

and CVTS housing. The positioning of the crankcase breather module in the inner V and the integration of all media-carrying lines into heat-protected areas of the engine ensures freeze protection down to below -40 °C with no additional heating measures. In the V8 TFSI, as pre-viously in the V8 4.2-l FSI so-called HDZ engine from the RS5, a modified control spring realised an increased crankcase vacuum of 150 mbar, as a result of which the friction loss and thus the fuel con-sumption was further reduced and the oil separation improved.

The PCV system was likewise adapted to the high demands of a turbocharged direct-injection gasoline engine. By designing a long mixing section of the blow-by gases with fresh air, the poten-tial of the PCV system was fully utilised in terms of water and fuel discharge from the crankcase and the engine oil.

AIR SUPPLY AND TURBOCHARGING

The air supply was also adapted to the new space conditions due to the posi-

tioning of the turbochargers in the engine’s inner V. The fresh air is drawn in at the front end, cleaned by the air cleaners and routed to the two compres-sors. Depending on power variant and vehicle model, the intake air passes through an air cleaner housing on the right (S6, S7, A8) or through two air cleaner housings on the left and right (S8). The compressed intake air flows through the throttle valve module into the air collector, where the indirect charge air cooler is located, ❽ (right). Then the charge air is routed via two distributor arms on the front face to the intake manifolds on the outside of the cylinder heads.

The tumble flaps are located upstream of the inlet ducts in the CVTS flanges. In conjunction with the ducting geometry, the duct partition plates and the piston form, the tumble flaps generate a roller-form charge motion and so improve the mixture formation in the combustion chambers. As a result, fuel consumption and exhaust emissions are significantly reduced at low revs and under partial load. Thanks to the highly compact design of the charge air control, very small air volumes were achieved in the pressure system. This is reflected in the spontaneous responsiveness of the engine. Two electric divert-air valves prevent excessive braking of the turbo-chargers when the throttle valve is closed, so enhancing the responsiveness of the engine on renewed acceleration, ⑧ (left).

The indirect air-water charge air cooler is of two-row design. The flow through it is implemented according to the counter-flow principle, in order to achieve greater efficiency. The energy extracted from the charge air is routed via the low-temperature cooling circuit

❼ Crankcase breather

❽ Air intake and guidance

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to the radiator in the front end, where it is discharged to the outside. The electric coolant pump of the charge air circuit is actuated by the engine control unit dependent on load, engine speed and ambient temperature.

EXHAUST MANIFOLD AND TURBOCHARGER

The V8 TFSI is the first Volkswagen Group engine to feature twin-scroll technology. By separating the scrolls through to the turbine inlet, exhaust-side cross-talk of the cylinders which fire in direct sequence on one bank is greatly reduced, thereby significantly improving torque build-up, especially at low engine speeds.

Owing to the positioning in the inner V, very high demands had to be met in terms of heat shielding to prevent the sur-rounding components from being ther-mally overloaded. To minimise the sur-face temperature on the outside of the exhaust manifolds, and also to retain the exhaust energy through to the turbine for as long as possible, the turbocharger turbine housing is welded directly to the double air gap insulated exhaust mani-fold and executed as an integrated mod-ule. The exhaust manifold itself consists of gas-carrying inliners, supporting shells and heat-insulating outer shells, ❾. Eliminating the connecting flange between the turbine housing and ex -haust manifold avoided the critical ther-mal radiation which is otherwise present on flanges and produced a flow-opti-mised contour on the way to the turbine. A built-in silicate fibre insulation with a stainless steel cladding insulates the tur-bine housing from the outside. By these measures, and based on targeted flow through the engine compartment, the

need for additional costly insulation on surrounding components in the area of the inner V was largely avoided.

In view of the high thermal loading by exhaust gas temperatures of up to 980 °C and a very high mass throughput of up to 1400 kg/h, a key area of development focus was on the durability of the ex -haust manifold and the twin-scroll tur-bine housing. Extensive thermo-me -chanical calculations were applied to optimise the geometries of the exhaust manifold and the turbocharger right from an early stage of development. This reduced the plastic elongation by as much as 70 % in places. The turbine housing is made of high heat-resistant cast steel 1.4849. The inliners and the supporting shell of the exhaust manifold are made of Inconel.

The vacuum-controlled waste gate actuators are positioned on the cylinder heads, delivering key benefits in terms of the package and thermal loading. This made it possible to make the vacuum

units, including their holders, out of plas-tic. The vacuum control enables quick actuation even on cold-starting, meaning the catalytic converter heats up more rapidly and so emissions are reduced. The only difference in the turbocharger module between the 309 and 382 kW engines is that the variant with higher power output has a larger compressor wheel diameter, and so the machining in the compressor housing is adapted accordingly.

OUTLOOK

The second part of this article will appear in the MTZ 3 issue. It will cover the subject of thermodynamic develop-ment and application of the new engine in detail.

REFERENCE[1] Königstedt, J.; Aßmann, M.; Brinkmann, C.; Eiser, A.; grob, A.; Jablonski, J.; Müller, R.: The new 4.0l V8 TFsi engines from Audi. 33rd Vienna inter-national Engine symposium, 2012

❾ Turbocharger and manifold (manifold of two cylinders of one bank are directed together respectively; bank 1: cylinders 1 and 3 as well as cylinders 2 and 4; bank 2: cylinders 5 and 6 as well as cylinders 7 and 8)

COVER STORY Downsizing

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Page 8: DocumentR8

DER NEUE V8-TFSI-MOTOR VON AUDI – TEIL 1: KONSTRUKTION UND MECHANIK

Audi hat eine neue Generation

von 4,0-l-V8-Ottomotoren mit Turbo-

aufl adung entwickelt, die den 5,2-l-V10-

saugmotor in den Baureihen A6 und A8

ablöst. Wesentliches Merkmal des neuen

V8-TFsI-Motors ist die Anordnung der Turbolader inklusive

Abgaskrümmer im Innen-V. Das Aggregat wird in zwei Leistungs-

varianten angeboten, mit 309 und 382 kW. Teil eins des Beitrags beschreibt im

Folgenden Konstruktion und Mechanik des neuen Motors, Thermodynamik und

Applikation werden im zweiten Teil in der MTZ 3 erläutert.

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TITELTHEMA DOWNsIZING

Downsizing

Page 9: DocumentR8

MOTIVATION

Um heutigen und zukünftigen Verbrauchs- und Emissionsanforderungen gerecht zu werden, spielt Downsizing eine immer wichtigere Rolle in der Motorenentwick-lung. Aus diesem Grund werden die er -folgreichen 5,2-l-V10-FSI-Motoren von Audi in der A6- und A8-Baureihe von der neuen 4,0-l-V8-TFSI-Motorengeneration [1] abgelöst. Der mittels zweier Abgas-turbolader aufgeladene V8 kommt in den neuen S6-, S7-, S8- und A8-Modellen zum Einsatz. Wichtigstes Entwicklungsziel war, neben den sportlich-emotionalen Eigenschaften (Spontaneität, Leistungs-entfaltung, Drehfreude und Motor-sound), eine deutliche Reduktion des Kraftstoffverbrauchs bei signifikant ver-besserten Fahrleistungen. Erstmals kommt hierfür zur Zylinderabschaltung die neue Audi-Effizienztechnologie COD (Cylinder on Demand) zum Einsatz.

KONSTRUKTIVER AUFBAU

Die Konstruktion des neuen V8-TFSI-Motors ist analog zum 4,2-l-FSI-Saugmotor gestaltet, jedoch wurde der Hubraum auf 4,0 l reduziert. Wesentliches Merkmal der neuen V8-TFSI-Motoren ist die Anordnung der Turbolader inklusive Ab gaskrümmer im Innen-V. Die Ein- und Auslassseiten in den Zylinderköpfen sind im Vergleich zu herkömmlichen V-Motoren getauscht. Die Versorgung der Einlasskanäle mit Frisch-luft erfolgt, ausgehend vom Turbolader, durch die Drosselklappen über den eben-falls im Innen-V liegenden indirekten Ladeluftkühler, zwei stirnseitig angeord-nete Verteilerrohre und an der Außenseite des Motors angebrachte Saugrohre.

Um einen möglichst geringen Fahr-zeugüberhang darstellen zu können, wurde die Motorlänge mit 497 mm äußerst kurz gestaltet, ❶. Zur Kompakt-heit des Aggregats trägt unter anderem

AUTOREN

DIPL.-ING. (FH) MICHAEL SCHÄFER ist Leiter der Mechanik

Zylinderkopf/Ladungswechsel V-Ottomotoren bei der Audi AG

in Neckarsulm.

DIPL.-ING. GUIDO SCHIEDT ist motorverantwortlicher

Konstrukteur des V8-Turbo- Ottomotors bei der Audi AG

in Neckarsulm.

DIPL.-ING. ROBERT MÜLLER ist Leiter der Konstruktion

V-Ottomotoren bei der Audi AG in Neckarsulm.

DIPL.-ING. JÜRGEN JABLONSKI ist Leiter der Mechanik V-Ottomotoren bei der

Audi AG in Neckarsulm.

EINHEIT 4,0-L-V8-TFSI 4,0-L-V8-TFSI-PLUS

BAUART V8-90°

HUBRAUM cm3 3993

ANZAHL ZYLINDER – 8

HUB mm 89

BOHRUNG mm 84,5

ZYLINDERABSTAND mm 90

KURBELWELLENLAGER – 5

HAUPTLAGERDURCHMESSER mm 65 67

PLEUELLAGERDURCHMESSER mm 54

PLEUELLÄNGE mm 153

ANZAHL VENTILE PRO ZYLINDER – 4

EINLASSVENTILDURCHMESSER mm 33,85

AUSLASSVENTILDURCHMESSER mm 28

NOCKENWELLENVERSTELLBEREICH

EINLASS°KW 42

NOCKENWELLENVERSTELLBEREICH

AUSLASS°KW 42

EVENTLÄNGE EINLASS °KW 180 190

EVENTLÄNGE AUSLASS °KW 200 210

VERDICHTUNG – 10,1 9,3

LEISTUNG kW bei 1/min 309 bei 5500 382 bei 5800

SPEZ. LEISTUNG kW/l 77,25 95,5

MAX. MOMENT Nm bei 1/min 550 bei 1400–5200 650 bei 1700–5500

LEERLAUFDREHZAHL 1/min 550

ZÜNDFOLGE – 1-5-4-8-6-3-7-2

ABSCHALTBARE ZYLINDER Zyl. 2, 3, 5, 8

MOTORBAULÄNGE mm 497

ZYLINDERBLOCKHÖHE mm 228

MOTORGEWICHT (NACH DIN GZ) kg 219 224

KRAFTSTOFF ROZ 98/95

ABGASNORM Euro 5/ULEV 2

❶ Hauptabmessungen und Kenndaten V8-TFSI-Motor

02I2013 74. Jahrgang 99

Downsizing

Page 10: DocumentR8

das ebenfalls im Innen-V platzierte, hochintegrierte Entlüftungsmodul bei. Die COD-Funktion wird durch das Audi valve lift system (AVS) genannte variable Ventilhubsystem realisiert. Vom Vorgän-germotor konnte der bewährte Aufbau des Steuertriebs übernommen werden. So wohl die große Leistungsspreizung von 309 bis 382 kW als auch die Integra-tion in verschiedene Konzernfahrzeuge konnten mit einer nur minimalen Anzahl von Differenzteilen realisiert werden.

ZYLINDERKURBELGEHÄUSE

Wie schon beim 4,2-l-V8-FSI-Sauger sind die beiden Zylinderbänke beim 4,0-l-V8-TFSI in einem Winkel von 90° zueinan-der angeordnet. Auch der Zylinderabstand von 90 mm, der Bohrungsdurchmesser von 84,5 mm und der Bankversatz von 18,5 mm wurden vom Vorgängermotor übernommen. Das Zylinderkurbelge-häuse ist als homogener Block im Nie-derdruck-Kokillenguss ausgeführt und besteht aus der übereutektischen Alumi-nium-Silizium-Legierung ALSi17Cu4Mg. Aufgrund der gestiegenen spezifischen Leistung und der damit verbundenen höheren thermischen und mechanischen Belastungen kommt in der 382-kW-Vari-ante zusätzlich eine T6-Wärmebehand-lung zum Einsatz.

Die Zylinderlaufbahnen werden unter Verwendung von verschraubten Honbril-len spiralgleitgehont. Um die Verformun-gen der Zylinder unter Brennraumdruck zu verringern, sind diese mittels Längs-rippen an die umgebende Struktur des Zylinderkurbelgehäuses angebunden, ❷. Zur Verstärkung des Lagerstuhls sind in

die Aluminium-Bedplate fünf Einlege-teile aus Gusseisen mit Kugelgraphit ein-gegossen und zusätzlich querverschraubt. Diese Maßnahme steigert die Festigkeit und Rundheit der Lagerstellen und ver-bessert das akustische Verhalten.

ÖLKREISLAUF

Der Ölkreislauf basiert im Wesentlichen auf dem des 4,2-l-FSI-Motors. Die Flügel-zellenpumpe ist als zweistufige Regelöl-pumpe ausgeführt. Bis 4000/min arbeitet die Ölpumpe im Niederdruckbereich bei 2 bar Öldruck, danach schaltet sie in den Hochdruckbereich. Mit Ausnahme der Turbolader-Ölversorgungsleitungen sind alle Drucköl- und Rücklaufkanäle in den Guss der Zylinderköpfe, des Zylinderkur-belgehäuses und des Ölwannenoberteils integriert, ❸ (links). Die Druckverluste des Ölkreislaufs konnten im Vergleich zum Vorgängermotor nochmals deutlich gesenkt werden, was in Kombination mit der zweistufigen Regelölpumpe zu einer

signifikanten Reduzierung der Reibung und damit des Kraftstoffverbrauchs führt.

Durch den Einsatz kennfeldgesteuerter Kolbenspritzdüsen konnten die Pansch-verluste auf ein Minimum reduziert wer-den. Bei Drehzahlen unterhalb 2500/min werden die Kolbenspritzdüsen erst bei hohen Lasten größer 400 Nm zugeschal-tet, ③ (rechts), was den Öldurchsatz in diesem Betriebsbereich um bis zu 25 % reduziert. Zudem konnten mit einer hö -heren Kolbentemperatur in der Warmlauf-phase und im Teillastbetrieb Abgasemissi-onsvorteile erzielt werden. Durch die Summe aller Maßnahmen wurde eine für V8-Motoren sehr gute Öldurchsatzmenge von < 60 l/min bei 120 °C Öltemperatur erzielt. Bei der großen Leistungsvariante kommt zusätzlich ein Luft-Öl-Kühler im Fahrzeugvorderbau zum Einsatz.

KURBELTRIEB

Bei allen Leistungsvarianten des neuen Motors werden die Pleuel als Crackpleuel

❷ Zylinderkurbelgehäuse

❸ Ölkreislauf und Kennfeld der Kolbenspritzdüsen

TITELTHEMA DOWNsIZING

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Page 11: DocumentR8

02I2013 74. Jahrgang 101

Automotive

www.janu

s-wa.de

Trotz weniger Hubraum und geringerem Bauraum sollen Motoren die gleiche Leistung generieren – und das bei verringertem Verbrauch. Die Steigerung der thermischen Belastung ist eine logische Konsequenz.

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Mission Downsizing.Wir stellen uns der Herausforderung.

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mit 17 mm breiten Dreistofflagern ausge-führt. Das obere Pleuelauge besitzt einen Trapezwinkel von 13° bei einem Kolben-bolzendurchmesser von 22 mm. Die Pleuelbuchse besteht aus einer Kupferle-gierung. Die fünffach gelagerte Kurbel-welle wurde in der Grundauslegung vom 4,2-l-FSI-Motor übernommen; der Hub wurde auf 89 mm reduziert. Zur Steige-rung der Festigkeit werden alle Kehlradien induktionsgehärtet. Als Kurbelwellen-werkstoff kommt für den V8-TFSI-Motor C38 mod. bei einem Hautlagerdurchmes-ser von 65 mm und für die leistungsstär-kere Variante 42CrMoS4 bei 67 mm Haupt-lagerdurchmesser zum Einsatz.

Aufgrund der unterschiedlichen Ver-dichtung ist der Kolbenboden der Alumi-niumgusskolben mit Ringträger auf die jeweilige Leistungsvariante angepasst. Zur Reibungsreduzierung sind der erste Kolbenring sowie der Kolbenbolzen DLC-beschichtet (diamond-like carbon).

KÜHLKREISLAUF

Während sich die Kühlungsperipherie abhängig von Fahrzeugtyp und Leis-tungsvariante unterscheidet, ist der motorseitige Kühlkreislauf immer iden-tisch, ❹. Um eine homogene Tempera-turverteilung zu erzielen, strömt das Kühlmittel quer durch den Motor. Zu -dem ist das Aggregat mit einem innova-tiven Thermomanagement (ITM) aus-gestattet. Das saugseitig an der Kühl-mittelpumpe an gebrachte, beheizbare Ringschieberthermostat besitzt im Regelbereich deutlich geringere Druck-verluste als übliche Tellerthermostate. Um die Reibung weiter zu reduzieren, wird im Teillastbereich bei betriebswar-mem Motor die Kühlmitteltemperatur auf 105 °C eingeregelt.

Mittels eines der Kühlmittelpumpe nachgeschalteten Kugelventils wird zu -dem in der Warmlaufphase im gesamten Motor das Prinzip des stehenden Wassers realisiert. Dies geschieht bei jedem Motor-start mit einer Kühlmitteltempe ratur unter 80 °C. Nach Erreichen der Betriebs-temperatur fließt das Kühlmittel dann in das Innen-V des Kurbelgehäuses; ab hier werden die beiden Zylinderköpfe über Sammelleitungen mit Kühlmittel versorgt. Eine weitere Besonderheit des ITM ist die autarke Heizungsfunktion. Dieser zusätz-liche Heizungskreislauf ist direkt an den Zylinderkopf anschlossen und wird über eine elektrische Pumpe versorgt. Der

Fahrgastraum kann somit trotz stehenden Wassers im Zylinderkurbelgehäuse geheizt werden. Hieraus resultiert im kundenrele-vanten Betrieb, insbesondere in der Warm-laufphase mit eingeschalteter Heizung, eine deutliche Verbrauchseinsparung.

REIBLEISTUNG

Durch eine Vielzahl von Einzelmaßnah-men konnte die Reibleistung des 4,0-l-V8-TFSI-Motors konsequent gesenkt werden. Hierzu zählen: : vergrößerte Ventilationsquerschnitte

in Zylinderkurbelgehäuse und Ölhobel : erhöhter Unterdruck im

Zylinderkurbelgehäuse : Entdrosselung des Öl- und

Kühlmittelkreislaufs : Öldruckabsenkung auf 2 bar in der

Niederdruckstufe : kennfeldgesteuerte Kolbenspritzdüsen : gesteigerte Kurbeltriebssteifigkeit

durch Reduktion des Kolbenhubs : reibungsoptimale Hauptlagerdurch-

messer für beide Leistungsvarianten : reduzierte Einlassventil-Federkräfte : Dreikammer-Nockenwellenversteller

mit reduziertem Öldurchsatz : reibungsfreie Axialfixierung der

Nockenstücke des variablen Ventilhubs

: Reduktion der Kolbenringvorspan-nung des dritten Rings sowie DLC-Beschichtung am ersten Ring und am Kolbenbolzen

: verringerte Zylinderdeformation durch Kombination von Brillenhonung und versteifenden Längsrippen an den Zylinderrohren.

Durch die Summe dieser Maßnahmen konnte, insbesondere im kundenrelevan-ten unteren Drehzahlbereich, eine deut-liche Reibungsreduzierung im Vergleich zum 4,2-l-V8-FSI-Saugmotor erzielt wer-den, ❺.

ZYLINDERKOPF UND VARIABLER VENTILHUB

Die hohe spezifische Leistung und die hieraus resultierende thermische Belas-tung der Zylinderköpfe erfordern eine optimale Temperaturgleichverteilung sowie eine gute Kühlung des Brenn-raumdachs im Bereich der Auslassven-tile. Um dies zu gewährleisten, wird der Zylinderkopf nach dem Querstromprin-zip durchströmt. Der gestiegene Kühl-wasserbedarf der Zylinderköpfe konnte dank CFD-Simulation der Wasserräume mit geringen Drosselverlusten realisiert werden. Als Werkstoff wurde die hoch-warmfeste Aluminiumlegierung AlSi7 gewählt.

Das AVS stammt aus dem Konzern-baukasten, wobei insbesondere bezüg-lich Package und Akustik einige Opti-mierungen vorgenommen wurden. Die gebauten Nockenwellen bestehen aus einer außenverzahnten Grundwelle mit Lagerringen, zwei Festnockenstücken, zwei verschiebbaren AVS-Nockenstücken für die Zylinderabschaltung sowie einem Pumpennocken und einem Inkrementge-berrad. Hierfür musste ein spezielles Montagekonzept entwickelt werden, bei dem Lagerringe sowie Inkrementgeber-rad auf die Zahnspitze und Ventil- sowie Pumpennocken auf die Zahnflanke gefügt

❹ Kühlkreislauf

TITELTHEMA DOWNsIZING

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werden. Für eine oberklassegerechte Akustik werden die AVS-Nockenstücke erstmals ausschließlich durch die serien-mäßigen Arretierkugeln in ihrer Position gehalten, um einen Kontakt mit dem Lei-terrahmen zu verhindern. Hierfür wurde eine spezielle Arretiernut entwickelt.

Der V8-TFSI-Motor besitzt den am höchsten belasteten AVS-Ventiltrieb aller damit ausgerüsteten Motoren des Volks-wagen-Konzerns. Daher mussten die Rol-lenschlepphebel, ebenfalls aus dem Kon-zernbaukasten stammend, auf die höhere Belastung angepasst werden. Die Aus-lassventile sind sitzgepanzert und natri-umgekühlt. Durch die Weiterentwick-lung des Nockenwellenverstellers von vier auf drei Kammern konnte der Öl -durchsatz bei gleichzeitig höherer Ver-stellgeschwindigkeit deutlich reduziert werden. Die Verkleinerung der AVS-Rol-lenschlepphebel-Spritzdüsendurchmes-ser von 0,4 auf 0,3 mm senkt deren Öl -durchsatz um weitere 30 %. Der Ölbedarf eines Zylinderkopfs liegt in Folge dessen mit 2,5 l/min bei 120 °C Öltemperatur für einen V8-Motor auf sehr niedrigem Niveau. Neben dem Öldurchsatz wurde die Federkraft der Einlassventilfedern auf ein Minimum reduziert, um die Reibleis-tung der Zylinderköpfe weiter zu senken.

Durch die Integration der Nockenwel-lenlagerung in die Ventilhaube konnte auf eine zusätzliche Zylinderkopfhaube verzichtet werden. Darüber hinaus dient die Haube zur Befestigung der Hoch-druckeinspritzpumpe, der AVS-Aktuato-ren und diverser weiterer Motorkompo-nenten, ❻. Entsprechend der spezifi-schen Zündfolge von V8-Motoren sind die AVS-Aktuatoren an der Zylinderkopf-haube der Zylinder 2/3 (rechte Bank) und 5/8 (linke Bank) angebracht.

Aus Kosten- und Synergiegründen wurde bei der Entwicklung des V8-TFSI-Motors besonderer Wert auf eine hohe Gleichteilrate gelegt. Die Zylinderköpfe besitzen daher folgende Übernahmeteile aus dem Ventiltriebsbaukasten von Audi, aus dem sich R4-, R5-, V6-, V8- und V10-Ottomotoren gleichermaßen bedienen: : Ein- und Auslassventile, -Ventilfedern,

-Ventilführungen, -Ventilschaftdichtungen : Ventilfederteller : Auslasssitzringe : AVS-Aktuatoren : hydraulische Ausgleichselemente : Rollenschlepphebel der Festnocken : Proportionalventile : Nockenwellenversteller.

KURBELGEHÄUSEENTLÜFTUNG

Das Entwicklungsziel der Kurbelgehäu-seentlüftung war, ein hoch integriertes und kompaktes Gesamtsystem zu reali-sieren. Das Kernbauteil des Systems ist ein an das Luftsammelgehäuse ange-flanschtes Kurbelgehäuse-Entlüftungs-modul aus Kunststoff, das folgende Funktionen erfüllt: : Grobölabscheidung : Feinölabscheidung : Druckregelung über das

Druckregelventil : Kurbelgehäusebelüftung (Positive

Crankcase Ventilation, PCV) inklusive Drosselbohrungen zur Frischluftmengendosierung

: bedarfsgerechte Schaltung der Voll- und Teillastentlüftung

: Rückführung des abgeschiedenen Öls in den Ölsumpf.

Die Ableitung der Blow-by-Gase aus dem Zylinderkurbelgehäuse erfolgt über inte-

grierte Kanäle in der Lagertraverse, dem Kurbelgehäuse, den Zylinderköpfen, den Flanschen des schaltbaren Tumblesys-tems (Continuous Variable Tumble Sys-tem, CVTS) sowie dem Luftsammelge-häuse. Die Gase werden dann über ein Stahlrohr und ein kurzes Schlauchstück in das Entlüftungsmodul eingeleitet, ❼ (links). Durch diese kompakte und druckverlustoptimierte Blow-by-Führung aus dem Kurbelgehäuse konnte die Anzahl der externen Leitungen auf eine einzige reduziert werden.

Durch die Integration der Nockenwel-lenlagerung in die Zylinderkopfhauben entfiel das bislang als Grobölabscheider genutzte große Volumen in und unter-halb der konventionellen Zylinderkopf-hauben. Um die hohen Anforderungen an die Ölabscheidung dennoch erfüllen zu können, war eine Vielzahl von Detail-entwicklungen am Entlüftungssystem notwendig. Durch Optimierung von Po -sition, Form, Verlauf und Querschnitt der Blow-by-Entnahmestellen und der Lei-tungszuführung zum Entlüftungsmodul konnte der Rohölaustrag aus dem Zylin-derkurbelgehäuse im Zuge der Entwick-lung um mehr als 95 % reduziert werden.

Die anschließende Grobölabscheidung wird mittels Fliehkraft durch mehrfache Strömungsumlenkung in Kombination mit einer Schwerkraftabscheidung in der ers-ten Kammer des neuen Abscheidemoduls realisiert. Danach wird das vorgereinigte Blow-by-Gas in eine zweite Kammer gelei-tet, ⑦ (rechts). Hier erfolgt die Feinölab-scheidung über den Impaktor, einen Prall-abscheider mit Flies. Das abgeschiedene Öl des Grob- und Feinölabscheiders wird über zwei getrennte, im Zylinderkurbelge-

❺ Diagramm Reibleistung

❻ AVS-Ventiltrieb

02I2013 74. Jahrgang 103

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häuse eingegossene Kanäle unter den Öl -spiegel zurückgeleitet. Zur Sicherstellung der vollen Funktion des Abscheidesystems auch bei den für den Motor geforderten hohen fahrdynamischen Ansprüchen wurde zusätzlich für jeden Rücklaufkanal ein federbelastetes Rückschlagventil ent-wickelt, bei dem eine sehr hohe Dichtheit und gleichzeitig ein geringer Öffnungs-druck realisiert werden konnte.

Das Blow-by-Modul ist Lieferumfang des Luftsammelgehäuses und wird bei der Montage ohne zusätzliche Arbeits-schritte in das Innen-V geschoben und an Zylinderkurbelgehäuse und CVTS-Gehäuse geschraubt. Die Positionierung des Kurbelgehäuse-Entlüftungsmoduls im Innen-V und die Integration aller medienführenden Leitungen in warme, geschützte Bereiche des Motors stellen eine Einfriersicherheit bis unter -40 °C ohne zusätzliche Beheizungsmaßnah-men sicher. Beim V8-TFSI-Motor wurde, wie schon beim 4,2-l-V8-FSI-Hochdreh-zahlmotor aus dem RS5, durch eine geänderte Regelfeder ein erhöhter Kur-belgehäuseunterdruck von 150 mbar rea-lisiert, wodurch die Reibleistung und damit der Kraftstoffverbrauch weiter reduziert und die Ölabscheidung verbes-sert werden konnten.

Auch das PCV-System wurde an die hohen Anforderungen eines aufgelade-nen Ottomotors mit Direkteinspritzung angepasst. Durch einen gezielt lang gestalteten Beimischungsbereich der Blow-by-Gase mit Frischluft konnte das Potenzial des PCV-Systems hinsichtlich Wasser- und Kraftstoffaustrag aus dem Kurbelgehäuse und dem Motoröl voll ausgeschöpft werden.

LUFTVERSORGUNG UND AUFLADUNG

Bedingt durch die Positionierung der Abgasturbolader in das Innen-V des Motors wurde auch die Luftversorgung den neuen Bauraumbedingungen ange-passt. Die Frischluft wird im Vorderbe-reich des Fahrzeugs angesaugt, durch die Luftfilter gereinigt und zu den beiden Verdichtern geleitet. Abhängig von Leis-tungsvariante und Fahrzeugtyp erfolgt die Ansaugung durch ein rechts angeord-netes (S6, S7, A8) beziehungsweise zwei links und rechts angeordnete (S8) Luft-filtergehäuse. Die verdichtete Ansaugluft strömt durch das Drosselklappenmodul in den Luftsammler, in dem sich der indi-

rekte Ladeluftkühler befindet, ❽ (rechts). Anschließend wird die Ladeluft über zwei stirnseitig angeordnete Ver teiler-arme zu den Saugrohren auf der Außen-seite der Zylinderköpfe geleitet.

Vor den Einlasskanälen sind in den CVTS-Flanschen die Tumbleklappen an -geordnet. Diese sorgen in Verbindung mit der Kanalgeometrie, den Kanaltrennble-chen und der Kolbenform für eine wal-zenförmige Ladungsbewegung und damit für eine verbesserte Gemischbildung in den Brennräumen. Hierdurch werden Kraftstoffverbrauch und Abgasemissi-onen bei niedrigen Drehzahlen und Teil-last signifikant gesenkt. Aufgrund der äußerst kompakten Bauweise der Lade-luftführung konnten sehr kleine Luftvolu-mina in der Druckstrecke realisiert wer-den. Dies macht sich durch ein spontanes Ansprechverhalten des Motors bemerk-bar. Zwei elektrische Schubumluftventile verhindern ein zu starkes Abbremsen der Turbolader beim Schließen der Drossel-klappe, wodurch das Ansprechverhalten des Motors bei erneuter Beschleunigung verbessert wird, ⑧ (links).

Der indirekte Luft-Wasser-Ladeluftküh-ler ist zweireihig aufgebaut und arbeitet

zur Erzielung eines besseren Wirkungs-grads nach dem Gegenstromprinzip. Die der Ladeluft entzogene Energie wird über den Niedertemperatur-Kühlkreislauf zu dem im Vorderbereich des Fahrzeugs positionierten Kühler geleitet und hier an die Umgebung abgegeben. Die elektrische Kühlwasserpumpe des Ladeluftkreises wird in Ab hängigkeit von Last, Drehzahl und Außentemperatur durch das Motor-steuergerät angesteuert.

ABGASKRÜMMER UND TURBOLADER

Der V8-TFSI-Motor ist das erste Trieb-werk im Volkswagen-Konzern, bei dem eine Aufladung mit Twinscroll-Techno-logie zum Einsatz kommt. Durch die Flutentrennung bis zum Turbineneintritt wird ein abgasseitiges Übersprechen der Zylinder, die direkt hintereinander auf einer Bank zünden, wesentlich redu-ziert, was den Drehmomentaufbau, vor allem bei niedrigen Drehzahlen, deutlich verbessert.

Aufgrund der Positionierung im Innen-V mussten sehr hohe Anforderungen an die Wärmeabschirmung erfüllt werden,

❼ Kurbelgehäuseentlüftung

❽ Ansaugung und Luftführung

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damit die umliegenden Bauteile nicht thermisch überbelastet werden. Um die Oberflächentemperatur an der Außenseite der Abgaskrümmer möglichst niedrig zu halten und die Abgasenergie möglichst lange zu erhalten, ist das Turbinenge-häuse des Abgasturboladers direkt mit dem doppelt luftspaltisolierten Abgas-krümmer verschweißt und als Integral-modul ausgeführt. Der Abgaskrümmer selbst besteht aus gasführenden Inlinern, tragenden Schalen sowie wärmeisolieren-den Außenschalen, ❾. Durch den Entfall des Verbindungsflanschs zwischen Turbi-nengehäuse und Abgaskrümmer konnte die sonst an Flanschen vorhandene, kriti-sche thermische Abstrahlung vermieden und eine strömungstechnisch optimale Kontur auf dem Weg zur Turbine darge-stellt werden. Eine Integraldämmung aus Silikatfasern mit einer Edelstahlkaschie-rung isoliert das Turbinengehäuse von außen. Mit diesen Maßnahmen und einer gezielten Motorraumdurchströmung konnte auf eine weitere aufwendige Isola-tion umliegender Bauteile im Bereich des Innen-V weitgehend verzichtet werden.

Aufgrund der hohen thermischen Be -lastung durch Abgastemperaturen bis zu 980 °C und eines sehr hohen Mas-sendurchsatzes von bis zu 1400 kg/h stellte die Haltbarkeit von Abgaskrüm-mer und Twinscroll-Turbinengehäuse einen Entwicklungsschwerpunkt dar. Mittels aufwendiger Thermomechanik-Berechnungen konnten die Geometrien von Abgaskrümmer und Turbolader bereits im frühen Entwicklungsstadium optimiert und so die plastischen Deh-nungen stellenweise um bis zu 70 % reduziert werden. Das Turbinengehäuse besteht aus hochwarmfestem Stahlguss

1.4849, die Inliner und die tragende Schale des Abgaskrümmers werden aus Inconel gefertigt.

Die unterdruckgesteuerten Wastegate-steller sind auf den Zylinderköpfen posi-tioniert, was bezüglich Package und thermischer Belastung deutliche Vorteile hat. Dadurch war es möglich, die Unter-druckdosen inklusive Halter aus Kunst-stoff zu fertigen. Die Ansteuerung über Unterdruck ermöglicht die Betätigung bereits beim Kaltstart, was zum schnel-leren Aufheizen des Katalysators und damit zu geringeren Abgasemissionen führt. Die Unterscheidung des Abgas-turboladermoduls der 309- und der 382-kW-Variante erfolgt ausschließlich über das beim leistungsstärkeren Aggre-gat im Durchmesser vergrößerte Ver-dichterrad und der entsprechend ange-passten me chanischen Bearbeitung im Verdichtergehäuse.

AUSBLICK

Der zweite Teil dieses Artikels folgt in der MTZ 3. Dort werden Thermodyna-mik-Entwicklung und Applikation des neuen Motors detailliert beleuchtet.

LITERATURHINWEIS[1] Königstedt, J.; Aßmann, M.; Brinkmann, C.; Eiser, A.; Grob, A.; Jablonski, J.; Müller, R.: Die neuen 4.0l-V8-TFsI-Motoren von Audi. 33. Inter-nationales Wiener Motorensymposium, 2012

❾ Turbolader und Abgaskrümmer (Abgaskrümmer von jeweils zwei Zylindern einer Bank werden zusammengeführt; Bank 1: Zylinder 1 und 3 sowie Zylinder 2 und 4; Bank 2: Zylinder 5 und 6 sowie Zylinder 7 und 8)

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