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25 anni di TDI

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2.0 TDI Clean Diesel

Dal 1989 la tecnologia TDI ha portato il motore Diesel all’apice del successo.

L’evoluzione del TDI è stata segnata da diverse pietre miliari, tra cui l’introduzione della sovralimentazione, il perfezionamento dell’iniezione e l’ottimizzazione della depurazione dei gas di scarico sono state quelle più significative. In termini di cilindrata, questi 25 anni di TDI hanno portato a un miglioramento del 100% sia delle prestazioni sia della coppia. Inoltre, nello stesso lasso di tempo le emissioni di gas di scarico sono state ridotte del 98%.

Sino a oggi Audi ha prodotto circa 7,5 milioni di motori TDI: solo nel 2013 è stata quasi raggiunta la soglia delle 600.000 unità. Grazie alla nuova tecnologia, il marchio dei 4 anelli ha potuto ridurre le emissioni medie di CO2 del 3% nei nuovi modelli destinati al mercato europeo. Dei 156 modelli Audi con tecnologia TDI, ben 58 hanno un’emissione che va da 85 ai 120 grammi di CO2. La Audi A3 ultra con motore 1.6 TDI ha un consumo medio di 3,2 litri ogni 100 chilometri. La definizione “ultra” è sinonimo di sostenibilità a 360 gradi. Audi sta ampliando con grande energia la gamma degli efficientissimi modelli ultra.

Tutti i modelli TDI proposti oggi da Audi sono efficienti, puliti, confortevoli e potenti. Fatta eccezione per la Audi R8, in tutte le famiglie di modelli sono presenti motorizzazioni con cilindrate che spaziano dai 1.6 ai 4.2 litri e potenza da 90 CV (66 kW) nel 1.6 TDI sino a 385 CV (283 kW) nel 4.2 TDI. Il bestseller indiscusso nelle classifiche di vendita è il 2.0 TDI. Ne sono stati venduti complessivamente circa 3 milioni di unità, ben 370.000 solo l’anno scorso.

La tecnologia TDI Audi ha riscontrato un enorme successo ed è proiettata al futuro. La nuova versione del 3.0 TDI clean diesel a basse emissioni, sottoposta a un radicale reengineering, impone nuovi standard. Nei modelli compatti sarà presentato a breve il nuovo 1.4 TDI clean diesel a 3 cilindri. Nei motori TDI V6 sarà montato un compressore elettrico addizionale per conferire maggiore potenza e propulsione alla vettura anche ai bassi regimi: ciò renderà la guida ancora più sportiva e dinamica.

Con il Biturbo elettrico Audi segna l’inizio di una nuova era del TDI elettronico.
I nuovi elementi ibridi saranno lanciati a breve sul mercato. In futuro verrà offerta ad ogni cliente una soluzione personalizzata che comprenderà anche il TDI con tecnologia ibrida plug-in. Per quanto riguarda i combustibili, il Marchio punta sulla sostenibilità e quindi sulla produzione di Audi e-diesel con un impatto ambientale zero.

Entro il 2020 Audi desidera ridurre il consumo delle sue autovetture in modo da raggiungere un’emissione complessiva di 95 grammi di CO2 ogni chilometro. I tecnici lavorano alacremente non solo allo sviluppo dell’ibridazione, ma anche in tutti gli altri campi classici legati alle tecnologie automobilistiche. Tra questi la diminuzione dell’attrito, il sistema di gestione dell’energia termica e la combustione con particolare attenzione all’iniezione e alla sovralimentazione. Audi non punta sul “downsizing”, ma sul “rightsizing”: ogni vettura deve avere il motore che fa per lei. E infatti le versioni TDI da 6 e 8 cilindri sono estremamente efficienti in quanto, sulle vetture che li montano, funzionano alla perfezione anche ai bassi regimi.

Le competizioni fanno parte del DNA di Audi. Il circuito rappresenta il banco di prova più temuto per le nuove tecnologie che diventeranno in futuro produzione di serie. Il debutto del motore TDI si ebbe nel 2006 durante la 24 Ore di Le Mans. Da allora, con motorizzazioni TDI il marchio dei quattro anelli si è assicurato ben otto vittorie complessive in nove partecipazioni. Gli stessi requisiti devono essere soddisfatti sia in gara che nella produzione in serie: lo scopo da raggiungere è quello di ottenere da ogni goccia di carburante la massima potenza. I successi nell’ambito delle gare sono la prova tangibile del potenziale della tecnologia TDI Audi. La conferma più recente è stata la doppia vittoria conseguita nel 2014 nella più prestigiosa di tutte le gare, la 24 Ore di Le Mans.

Lo sviluppo del TDI
I tre pilastri su cui si basa lo sviluppo dei motori TDI sono: la sovralimentazione Turbo, l’iniezione e la depurazione dei gas di scarico. Gli ingegneri addetti lavorano continuamente alla riduzione dei consumi, allo sviluppo delle prestazioni e della coppia e al miglioramento del comfort di guida.

Il mondo economico e i legislatori impongono ulteriori criteri di cui si deve tener conto, per esempio le normative sui gas di scarico e il tipo di gasolio disponibile sui mercati internazionali. In Europa i temi principali sono il biodiesel, le sue miscele e i cicli di prova del futuro RDE (Real Driving Emission – Emissioni in Condizioni Reali di Guida). Per soddisfare i requisiti della Norma ULEV-II in vigore in alcuni Stati Americani, Audi ha dotato il suo 3.0 TDI con un sistema EGR. Quando la Cina, paese in cui oggi la qualità dei carburanti è variabile, diventerà un mercato per le automobili a gasolio, cambieranno anche i requisiti di qualità e sulle emissioni.

Sovralimentazione Turbo

I numeri che caratterizzano i turbocompressori Audi parlano da soli. Il turbocompressore del nuovo 3.0 TDI è in grado di generare una pressione relativa pari 2,0 bar e a pieno carico comprime 1.200 m3 nominali di aria all’ora (1,2 tonnellate). La sua potenza è pari a 35 kW e il numero di giri supera i 200.000 al minuto.

Le attività di sviluppo degli ingegneri Audi delle tecnologie legate ai turbocompressori si basano soprattutto su rendimento, generazione della coppia, comportamento del veicolo, acustica e alleggerimento della costruzione. Il progresso tecnologico è il risultato di innumerevoli test e passi avanti misurabili in millesimi di millimetro. Un esempio è rappresentato dalle giranti del futuro. Sono prodotte da un blocco unico e presentano un livello di precisione superiore rispetto ai prodotti in ghisa.

Il turbocompressore del nuovo 3.0 TDI utilizza un attuatore elettrico che può regolare le palette della girante in meno di 200 millesimi di secondo. L’attuatore è montato in un nuovo tipo di cartuccia formato da due gusci rivettati: i rivetti sottili ostacolano meno il flusso rispetto alle giunture colate delle costruzioni precedenti. Le temperature dei gas di scarico, che possono raggiungere gli 830oC, rappresentano delle sfide particolari soprattutto per i componenti mobili: ogni ulteriore aumento della temperatura richiede l’uso di materiali nuovi.

Iniezione

Negli impianti Common Rail di gran parte dei motori Audi, la pressione di iniezione- raggiunge i 2.000 bar. Il prossimo obiettivo saranno i 2.500 bar e gli ingegneri Audi stanno già lavorando per raggiungere valori superiori. Il motore TDI del modello da competizione Audi R18 e-tron quattro ne è un chiaro esempio: è dotato di un 4.0 litri V6 con pressione di 2.800 bar e circa 136 CV/litro. I pistoni in acciaio, oggi montati nel modelli TDI di serie, rappresentano un’ulteriore opzione tecnologica e sono in grado di sopportare pressioni di iniezioni superiori a 200 bar.

Gli iniettori piezoelettrici, che Audi monta nei suoi motore a V, presentano ugelli con diametro di 0,1 millimetri che permettono di spruzzare il combustibile in modo uniforme anche con carichi bassi. Maggiore è la pressione, più accurata sarà la miscela a tutto vantaggio del rendimento, della coppia, del comfort di guida e della riduzione delle emissioni.

L’impianto Common Rail del nuovo 3.0 TDI è in grado di produrre nove singole iniezioni per ogni ciclo di lavoro. Le pre-iniezioni sono importanti soprattutto a basse velocità, mentre le post-iniezioni lo sono per la rigenerazione del filtro particolato e per la desolfatazione dei futuri catalizzatori NOx Storage. I sistemi di iniezione Audi devono presentare un livello di accuratezza nell’ordine di milligrammi e vengono testati per decine di migliaia di chilometri: la più piccola deviazione può influire negativamente sulla misurazione dei gas di scarico.

 

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