Vezettük a dízelmotorok jövőjét

Az Audi nagyszabású sajtórendezvényen ünnepelte TDI-motorjainak 25. születésnapját. A firkászok – köztük jómagam – megnézhettek egy 82 éves, háromemeletes háznyi dízelmotort működés közben, vezethettek egy 25 éves létére 50 ezer kilométert sem futott 100-as Audit (az első TDI-t a márkától), átautózhattak Európa egyik leghosszabb hídján és gyorsulási versenyt imitálhattak egy versenypályán.

Egy kicsit értetlenül álltam a nagyon intenzív demonstráció előtt. Alig pár héttel a konnektoros hibrid A3 bemutatója után mit akar bizonyítani az Audi? Hogy ne temessük még a dízelt?

Tisztul a gáz

Évek óta megy a sutyorgás autóbuzi körökben, hogy a dízelek hamarosan kihalnak, mert nem lehet velük teljesíteni az egyre szigorúbb emissziós normákat. A VW-csoport, az Audi anyukája nem így gondolja, fáradhatatlan fejlesztőmunkával megy elébe az újabb és újabb szigorításnak.

Gondokat okoz például a dízelmotorok mind hatékonyabb üzemének köszönhetően egyre alacsonyabb kipufogógáz-hőmérséklet is. Az ECE-ciklus (az európai fogyasztásmérő szabványüzem) során az oxidációs katalizátor mögött mérve két és fél perc kell ahhoz, hogy 150 Celsius fokra melegedjen a katalizátor (e küszöbérték alatt nem működik az átalakítás folyamata). Az új 3.0 TDI esetében ezért mindkét katalizátornak – a megnövelt méretű oxidációs katalizátor, illetve az SCR-bevonatolt dízelrészecske-szűrő – a motorhoz egészen közel kellett helyet csinálni. A vízhűtésű SCR-szivattyú a két katalizátort összekötő rövid, íves csőidomba fecskendezi az AdBlue oldatot. Az új V6-os dízel 160 kW (218 LE) teljesítményű változata, az új V6 Biturbo és a 4.2 TDI elektromos fűtéssel ellátott oxidációs katalizátort kap.

A 2015-ben érkező 3.0 TDI-ben pedig az oxidációs katalizátort új fejlesztésű NOx-tárolókatalizátor váltja fel. Az úgynevezett NOC (NOx-Oxidation Catalyst) mindaddig tárolja a nitrogén-oxidokat, amíg teljesen meg nem telik, a tisztítási folyamatot pedig a motor részéről a keverék dúsítása indikálja. Az üzemanyag-fogyasztás lehető legalacsonyabb szinten tartása érdekében az NOC csak a kipufogógázok alacsony hőmérséklete mellett – az indítást követően és az alacsony terhelési tartományokban – működik, minden más esetben az SCR-bevonatolt dízelrészecske-szűrő gondoskodik a nitrogén-oxidok átalakításáról.

Nő a nyomás

Minél magasabb a befecskendezési nyomás, annál pontosabban szabályozható a keverékképzés, amelynek előnyei a magas teljesítmény- és forgatónyomaték-szint mellett a kulturált járásban és a kedvező károsanyag-kibocsátási értékekben is megmutatkoznak. A közös nyomócsöves rendszerek a legtöbb mai TDI-ben 2000 bar befecskendezési csúcsnyomással üzemelnek, de már megvan a következő célérték, a 2500 bar. A kísérleti nyúlban, az Audi R18 e-tron quattro versenyautó TDI-motorjában a négyliteres, V6-os konstrukció 2800 bar feletti befecskendezési nyomásszintjével mintegy 100 kW-os literenkénti teljesítményt produkál.

A VW-k, Audik V-motorjaiban alkalmazott piezo-injektorok fúvókái mindössze mintegy 0,1 milliméter átmérőjű furattal készülnek, hogy a gázolajat az alacsony terhelési tartományokban is finoman porlasztva juttathassák az égésterekbe. A 3.0 TDI common-rail rendszere munkaütemenként akár kilenc külön befecskendezésre is alkalmas. Az előzetes adagok az alacsony tempónál is nyugodt járást, míg az utóbefecskendezések a részecskeszűrő regenerációs, valamint a jövő NOx-tárolókatalizátorainak szulfátmentesítési folyamatát szolgálják.

A beszállítókkal való folyamatos együttműködés is a jövő TDI-motorjai fejlesztésének kulcsa. A befecskendező-rendszernek sok tízezer kilométeren át meg kell őriznie milligramm-szintű pontosságát, mivel már a legkisebb eltérések is jelentősen ronthatják a motor károsanyag-kibocsátási értékeit.

Jönnek az ultrák

A Renault-nál Eco2, a Nissannál Pure Drive, az Opelnél az EcoFlex, a Mercinél BlueTec, az Audinál mostantól az ultra. Így, kisbetűvel. Az „Audi ultra” jelzést az adott modellsorozat leggazdaságosabb tagjai kapják, mintegy a hosszú távú fenntartható mobilitás védjegyeként. Az A3, A4, A5, A6 és A7 sorozatokban jelenleg összesen 23 ultra modell sorakozik az Audi kínálatában, közülük 15 TDI-motorral.

Az Audi A3 ultra a teljes Audi-paletta leggazdaságosabb tagja. Az 1.6 TDI-vel 81 kW (110 LE) teljesítménnyel és 250 newtonméter maximális forgatónyomatékkal papíron csupán 3,3 liter üzemanyagot igényel 100 kilométerenként, ami 88 gramm CO2-t jelent kilométerenként. A nagyobb modelleknél persze többet esznek az ultra változatok, de enyhe ültetéssel, stop-start rendszerrel így is lényegesen takarékosabbak a standard változatoknál.

Elektromosodnak a dízelek

A hibridtechnika és a dízelmotor eddig még épp csak összefutottak néha egy-egy modellvariáns erejéig imitt-amott (Peugeot 3008, Mercedes E-osztály, Volvo V60), de az Audi jövőképében intenzív villamosítás várható a TDI-k körében.

Elsőre a 48 voltos alrendszer kiépítése várható. Erre várhatóan amúgy is szükség lesz az egyre energiaigényesebb fedélzeti elektronika hatékonyabb kiszolgálására, a rendszer részeként pedig a motorfékezésnél töltődő akkumulátor is megjelenik. A 48 voltos hálózatban kisebb keresztmetszetű vezetékeket is lehet használni, ez pedig súlycsökkentéssel is jár. A hibridizáció következő lépése a hajtáslánc bevonása az eddig a fékeken vagy a motorban veszendőbe ment energia újrahasznosítására. Aztán persze jöhetnek a hibridek és a konnektoros hibridek, az összkerékhajtás megoldása elektromos motorral – pont, ahogy a benzinmotor evolúciójában történt a dolog.

Elektromos kompresszoros prototípusok

A hibridesítés során az autóban megjelenő nagyobb feszültségű alrendszerekhez kapcsolódva egy dízel-specifikus fejlesztési lehetőség is előáll: az elektromos légsűrítő használata. Az Audi két ilyen prototípust is próbálgat, az egyik egy kényelmes, de erős limuzin, a másik egy sportos kupé. Az A6 és RS5 koncepcióautókkal pályán is megtehettünk pár kört. A feladatunk az volt, hogy állórajtos gyorsulásokban figyeljük, mennyire együtt lép a 326 illetve 385 lóerős dízel az 560 lóerős RS6-tal – legalábbis az első métereken.

Az A6-ban egy, az RS5-ben két nagy turbó szolgál, ezeket támogatja a kipufogógáz-szegény alapjárat-közeli fordulatszám-tartományban az elektromos légsűrítő. Hét kilowattos villanymotorja 250 milliszekundum alatt pörög teljes fordulatra, így 1500-as fordulat alatt is él és sokkal agilisebb lesz a dízelmotor. Vigyázat: bár a villanymotor hajtotta, lapátkerekes légsűrítőre tekintve nagyon természetesen jön az ember szájára az „elektromos turbó” kifejezés, ezt nem szabad kiejtenünk a szánkon mérnökök közelében. A sajtórendezvényen minden ilyen alkalommal megrovó kifejezés jelent meg az audis csávók arcán, és azonnal javították az „electric turbo”-t „You mean: electric compressor”-ra.

A légsűrítő villanymotorja egy lítiumion akkumulátorból kapja az energiát, amit menet közben folyton újratölt a dízelmotor. A megoldás a pályán teljesen bolondbiztosnak tűnt, egy fél napon át nyomták a padlógázokat az újságírók, a kocsik nem gyengültek, a turbók nem melegedtek túl. A szerkezetet egyébként a Valeo szállítja az Audinak.

Az első TDI: sehol nem húz, de nagyon kéne

A meg-megvillantott jövő után zárjuk egy kis megnyugtató múltszilánkkal ezt a cikket: egy rövid útra elvihettük az első TDI-t, az Audi 100 egy 25 éves, de csupán 48 800 kilométert futott példányát.

Úristen, ennyire régen volt 1989? Az illesztési hézagok óriásiak, az ülések váza hajladozik a súlyunk alatt, a műszerfalon nincs fordulatszámmérő, csak egy óriási analóg óra, és légkondi sincs: akkor még a tetőablak és a klíma majdhogynem egymást kizáró extrák voltak. Hiszen ki a fenének kéne hűtött levegő, ha a forró kiengedhető a tetőn, hát nem?

A futóművön esetlenül billeg a kasztni, keresztben is, hosszirányban is. A rugóutak óriásiak. A fék érzéketlen és gyenge, a kormányzás amerikásan túlszervózott. És a motor, az a híres-nevezetes, 120 lóerős, öthengeres első TDI? Nehézkesen indul be, melegen is, az alsó tartományban semmi ereje nincs, de később se kezd el húzni, hiába pörgetjük, még az a tipikus turbós lökés sem érezhető, amit a később érkezett 1.9TDI oly jellegzetesen produkált.

Ezzel együtt nagyon jópofa élmény volt és a szívem szakadt meg, hogy nem hozhattam el a fiatalságában konzervált 100-ast örökbe. Mindazonáltal ez a kocsi, amit az első igazi prémium-Audiként tisztelünk, nem is 25 évvel tűnik öregebbnek egy új Audinál, hanem vagy százzal. Kicsit átértékeltem a reptér felé, a felfrissített A7-es kormánya mögött, hogy bezzeg régen, meg hogy akkor még volt a kocsikban anyag. Ha marad a fejlődés üteme, mi lesz itt 25 éve múlva a négy karika mögött? Fluxuskondenzátor?