Silnikowa (r)ewolucja - czyli dokąd zmierza Audi?

Na ostatnich targach w Genewie zapytałem przedstawiciela VW, czy w grupie Volkswagena istnieje podział zadań. Odpowiedź twierdząca mnie wcale nie zdziwiła. Przecież nie miałoby sensu, gdyby w tym wielkim ulu każda z pszczółek pracowała nad tym samym. "To kto u was odpowiada za silniki?" - zapytałem. "Głównie Audi!" - padła odpowiedź.

Nie zdziwiło mnie więc, gdy kilka miesięcy później zobaczyłem cztery pierścienie Audi na zaproszeniu na warsztaty, poświęcone silnikom i paliwom przyszłości. A jako że na moim dyplomie widnieje mgr inż. to nie mogłem odmówić - w końcu mogłem liczyć na prezentację pełną technicznych konkretów, a nie abstrakcyjnego opowiadania o pięknie kształtu grilla nowego modelu

Nie przeliczyłem się - zarzucono nas taką ilością ciekawych informacji, że postanowiłem podzielić ją na dwie części. W tej części przedstawię wybrane kierunki rozwoju źródeł napędu Audi. W następnej przedstawię czym wg inżynierów z Audi te auta będą w przyszłości tankowane.

Silniki przyszłości Audi

Na warsztatach przedstawiono drogę rozwoju silników TFSI, TDI i e-tron. Co najważniejsze - miałem możliwość jazdy testowej autami A1 e-tron, A7 w technologii iHEV, oraz A6 electric biturbo.

Za chwilę powiem, co to wszystko oznacza, ale na początek przypomnijmy sobie zasługi Audi w zakresie silników TFSI oraz TDI.

Silniki TFSI i TDI

Technologia TFSI przeszła długą drogę od roku 2000, w którym na rynku pojawił się silnik R4 1,8 TMPI. Oferował od 210 do 280 Nm momentu obrotowego oraz od 150 do 224 KM mocy. Dziś, po 12 latach na szczycie tej drabiny technologicznej znajduje się silnik z modeli S6, S7, S8: potężny 4-litrowy V8 TFSI. Napędzany dwiema turbinami jest w stanie wykrzesać z siebie od 550 do 560 Nm momentu obrotowego, oraz od 420 do 520 KM mocy. To jednak nie jest kres możliwości tej technologii - inżynierowie Audi wciąż pracują nad dalszymi poprawkami, więc zapewne niedługo zobaczymy kolejne wcielenia motorów oznaczonych TFSI - niekoniecznie o wielkiej pojemności, ale ekologicznych i zapewne ekonomicznych.

Ukochane przez wielu kierowców TDI także znacznie ewoluowało od roku 2000, kiedy pokazano 2,5-litrowy V6 TDI o momencie obrotowym 310-370 Nm i mocy 150-180 KM. W zeszłym roku byliśmy świadkami prezentacji modeli Q5, A6 i A7 z silnikiem V6 TDI biturbo o niewiarygodnych parametrach 650 Nm oraz 313 KM.

Z całym szacunkiem dla powyższych wartości - nie po to przyleciałem do Monachium, aby słuchać o silnikach, które już dziś cieszą klientów. Interesuje mnie to, z czego będą się cieszyć przyszli nabywcy.

Audi A6 V6 TDI Electric biturbo

Brzmi dość dziwacznie, nieprawdaż? Silnik elektryczny z turbinami, do tego dwiema - to musi być błąd w druku… Też tak pomyślałem, aby chwilę później zmienić zdanie. Choć wspomniany wyżej V6 TDI biturbo o mocy 313 KM już ma świetne parametry i pali zaledwie 6,4 litra/100 km, to okazało się, że tę doskonałość można dodatkowo poprawić, jeśli jedna z turbin (ta, odpowiadająca za niskie obroty) zostanie zastąpiona sprężarką o napędzie elektrycznym. Skuteczność elektrycznie napędzanej sprężarki nie jest uzależniona od energii gazów przepływających przez układ wydechowy – dzięki zasilaniu elektrycznemu jest ona w stanie zwiększyć swoje obroty w bardzo krótkim czasie i wytworzyć niezbędne ciśnienie doładowania w każdej chwili na życzenie kierowcy.

Wyniki są imponujące – auto bardzo spontanicznie reaguje na wciśnięcie pedału gazu, pojęcie turbodziury jest mu obce, a prędkość obrotowa silnika przestaje mieć znaczenie – skrzynia biegów nawet nie sili się na redukcję, bo silnik i tak dosłownie katapultuje auto do przodu praktycznie z każdych obrotów.

Energia niezbędna do napędu elektrycznej turbiny pochodzi z akumulatora, a jej ubytek jest kompensowany przez alternator lub przez system odzyskiwania energii podczas hamowania.

Audi A7 Sportback 3.0 TFSI iHEV + PEA

To nie kot przeszedł mi po klawiaturze - jest to kolejny koncept Audi, bazujący na Audi A7 z 3-litrowym turbodoładowanym silnikiem TFSI. W aucie zastosowano dwa ciekawe rozwiązania. Pierwsze z nich, nazwane iHEV, w największym skrócie pozwala na gaszenie silnika i ponowne jego uruchamianie w dowolnym momencie jazdy autem. Zamiast klasycznego rozrusznika, skorzystano z potężnego silnika elektrycznego pracującego pod napięciem 48V i zapewniającego szybki i zupełnie niezauważalny dla kierowcy ponowny rozruch "benzyniaka".

Prócz oczywistej korzyści w postaci doskonale działającego systemu Start&Stop, system ten daje możliwość wyłączania silnika także w trakcie jazdy odcinkami, na których kierowca nie musi naciskać akceleratora. Jadąc w tym trybie samochód optymalnie wykorzystuje swoją energię kinetyczną, pokonując jedynie opory powietrza i siły tarcia w układzie transmisji. Po wyłączeniu silnika w trakcie jazdy cały elektryczny organizm samochodu jest zasilany z dodatkowej baterii, która jest ponownie ładowana podczas hamowania oraz w chwilach, kiedy silnik pracuje. Kierowca ma więc wciąż do dyspozycji wspomaganie hamulców i kierownicy, klimatyzację i pozostałe funkcje, wymagające zasilania elektrycznego. Wsparcie tego względnie prostego i niedrogiego systemu daje możliwość oszczędzenia około 10% paliwa. Dodatkową zaletą systemu jest to, że można go zastosować zarówno z silnikami benzynowymi, jak i Diesla czy z silnikami zasilanymi LPG czy CNG.

To jednak nie wszystko: system PEA pamięta każdą przebytą drogę i podczas ponownego przejazdu tej samej drogi analizuje wszystkie historyczne i bieżące informacje, wyliczając, kiedy warto zdjąć nogę z gazu. Kierowca zobaczy stosowne podpowiedzi na ekranie przed sobą, a jeśli będzie się do nich stosował to w połączeniu z iHEV oszczędzi kolejne litry paliwa.

Audi A1 e-tron

Na końcu prezentacji wsiadłem do Audi A1 z wielkim napisem e-tron na boku. Co znajdziemy w tym samochodzie? Mnóstwo innowacji - zastosowano tu silnik elektryczny o mocy 103 KM, który napędza przednią oś, oraz silnik 1,5 TFSI o mocy 130 KM. Dodatkowo z tyłu znajdziemy niewielki (0,25 l) silnik Wankla, służący głównie do produkcji prądu. Baterie o wadze około 200 kg można ładować w 1,5h lub w 3h z domowego gniazdka, po czym można przejechać tym samochodem na samym prądzie odległość rzędu 50 km nie uruchamiając żadnego z silników spalania. Ze wsparciem silnika Wankla zasięg wzrasta do 250km, co już powinno wystarczyć każdemu mieszkańcowi miasta.

Kiedy jedziemy ze skrzynią biegów w trybie „D”, auto korzysta przede wszystkim z baterii, choć nie zawaha się użyć silnika benzynowego w odpowiednim momencie. Aby wymusić korzystanie z samej baterii należy włączyć tryb EV. I w drugą stronę – aby zmusić auto do korzystania z silnika benzynowego, należy przestawić lewarek skrzyni biegów w tryb „S”.

Ciekawostką w tej symbiozie trzech silników jest fakt, że turbodoładowany silnik benzynowy 1,5 TFSI może pracować zarówno szeregowo, jak i równolegle. Innymi słowy może przejąć rolę dodatkowego generatora prądu dla silnika elektrycznego, ale może też samodzielnie napędzać auto, ignorując jego elektryczne składniki transmisji.

W porównaniu do zwykłego A1 uwagę zwraca przede wszystkim natychmiastowa reakcja na gaz, tak charakterystyczna dla silników elektrycznych, również dźwięk rodem z metra czy tramwaju wymaga przyzwyczajenia. Wagę baterii czuć w tym aucie dopiero w zakrętach, kiedy siła odśrodkowa staje się bardziej odczuwalna, niż w zwykłym, lekkim A1.

Quo Vadis Audi?

Dokąd zmierza Audi? Z pewnością wielu miłośników tradycyjnej motoryzacji z przerażeniem spogląda w przyszłość, ale już chyba najwyższy czas pogodzić się z ustępstwami i ogromną ingerencją elektryczności w napęd auta. Na szczęście na razie nie zapowiada się, że wszystkie auta będą miały silniki od miksera pozwalające rozpędzić się do zawrotnej prędkości 45 km/h. Dopóki elektryczność jedynie pomaga silnikom spalinowym i pozwala poczuć się w samochodzie jak… w samochodzie, wszystko jest w porządku. Ale jeśli po wejściu do auta zaczniemy odczuwać deja vu związane z programowaniem pralki, wtedy zaczniemy się porządnie martwić. Dziś nie ma takiej potrzeby. Z tego, co zobaczyłem w Monachium - jutro też nie.

Zobacz również: Energia przyszłości wg Audi - co wlejemy do baku?