Motores Audi 2.9, 3.0 V6 y 4.0 V8 2017 - Información técnica

Última actualización: 05-06-2017

Audi emplea motores en uve en las gamas A4, A5, A6, A8, Q5 y Q7. Los V6 Diesel y gasolina tienen una cilidrada de 3,0 litros, a excepción del V6 del RS 5 Coupé que tiene 2,9 litros. Los V8 Diesel y de gasolina son de 4,0 litros.

Para reducir costes de fabricación, estos motores están diseñados de forma «modular», por lo que comparten ciertos componentes, como la bomba de aceite, el sistema de distribución por cadena para los árboles de levas –incluyendo su carcasa– y la brida de sellado trasera. Todos tienen un ángulo de 90º. Los V6 requieren de un árbol de equilibrado en medio de la uve. En los V8, este ángulo es el natural para un equilibrado correcto.

Audi cita como razones para no optar por los motores de seis cilindros en línea estas ventajas de construcción modular, la ventaja para centrar las masas entre ambos ejes y que la altura del motor es menor y favorece que el centro de gravedad quede más bajo.

Los motores V6 de gasolina los desarrolla Audi, los V8 de gasolina, Porsche. Todos los motores Diesel, V6 y V8, son responsabilidad de Audi, aunque Porsche los emplea. El sistema COD (cylinder on demand), que desconecta la mitad de los cilindros cuando no se requiere mucha potencia, solo se implementa en los motores de ocho cilindros. Aunque técnicamente es posible hacerlo en los de seis, Audi considera que restaría refinamiento por las vibraciones que produciría.

V6 3.0 TFSI (EA 839):

Tiene una cilindrada de 2995 centímetros cúbicos, desarrolla 354 caballos y hasta 500 Nm entre 1370 y 4500 rpm. Respecto al motor al que sustituye —el del anterior Audi S5—, aunque los cilindros tienen las mismas cotas (84,5 mm de diámetro y 89,0 mm de carrera), el espacio entre cilindros ha aumentado 3 mm (93 m entre centros). El bloque, las culatas y los pistones están fabricados en fundición de aluminio. Las camisas son de acero, con un grosor de 1,5 mm. El motor pesa 172 kg, 17 kg menos que el motor 3.0 TFSI que se empleaba en el Audi A6 de 2009.

El sistema de inyección es de conducto común, con una presión máxima de 250 bar. Los inyectores van colocados en posición central en la cámara de combustión, en vez de en un lateral de la misma, como es habitual. Esta disposición favorece el llenado y la propagación del frente de llama de manera uniforme.

Las válvulas de admisión y el conducto que las alimenta han sido diseñados para generar un remolino de aire que favorece la refrigeración de las paredes de la cámara de combustión. Al evitar puntos calientes, se disminuye el riesgo de autoencendido de la gasolina y se puede emplear una relación de compresión más alta (de 11,2:1, alta, pero nada fuera de lo común en los actuales motores sobrealimentados).

Este motor dispone del sistema Valvelift, que actúa a baja carga acortando el tiempo de apertura y el alzado de las válvulas de admisión durante la carrera de compresión. Es un efecto «parecido» al de acortar la carrera de admisión, por lo que la relación de compresión aumenta temporalmente (según Audi, consiste en una «evolución del ciclo Miller»).

Motor 3.0 TFSI 2017. Imágenes técnicas.

 

Cada árbol de levas se puede ajustar a un ángulo de posición de cigüeñal de hasta 50º. Cuando se solicita alta carga al motor, las válvulas de admisión tardan más en cerrarse (permanecen abiertas de 130º a 180º de cigüeñal) y su alzada pasa de 6 a 10 mm. Los árboles de levas tienen piñones ligeramente ovales para compensar los picos de potencia. Son arrastrados por la cadena de distribución, que va conectada al cigüeñal, al árbol de equilibrado (situado en la parte baja de la uve) y a la bomba de aceite, que es de caudal variable.

El motor de 3,0 litros tiene un turbocompresor que da una presión máxima de sobrealimentación de 1,5 bar relativos. Es de doble entrada (tipo «twin scroll»), con una entrada desde cada bancada. Va situado en mitad de la uve, con el lado de escape en el interior y el de admisión en el exterior.

El bloque y la culata tienen circuitos de refrigeración separados, que pueden desconectarse del resto del circuito individualmente.  En un arranque en frío, la bomba de agua desconecta el flujo de refrigerante a través del motor, activándolo de nuevo cuando se alcanza la temperatura adecuada, incluyendo el tramo del circuito individual del bloque de cilindros. Este último sólo se activa cuando se alcanza el límite de temperatura marcado.

Los colectores de escape están integrados en la culata (como en el motor de cinco cilindros de los Audi TT RS y A3 RS), refrigerados mediante el circuito térmico. Que estén refrigerados permite reducir la temperatura de los gases de escape y, a la vez, que el motor alcance su temperatura de funcionamiento con más rapidez tras el arranque. 

V6 2.9 TFSI:

Este motor es una evolución del 3.0 TFSI descrito en el apartado anterior, con el que comparte muchas características constructivas, como el cárter de aluminio, las camisas de acero, la posición de los inyectores o la gestión térmica de las culatas. En los colectores de escape hay un sistema de mariposas que regula el sonido que emite.

Tiene dos turbocompresores, del especialista BorgWarner Turbo Systems, uno por cada fila de cilindros, que dan entre 1,2 y 1,5 bar de presión máxima relativa. La diferencia en cilindrada con el motor 3.0 TFSI se debe a que la carrera es 3 mm más corta (84,5 mm de diámetro y 86,0 mm de carrera), para compensar las mayores fuerzas dentro del cilindro (acortando la carrera se reduce la velocidad lineal del pistón). Por esta misma razón, los cojinetes del cigüeñal tienen 2 mm más de diámetro.

Motor 2.9 TFSI 2017. Imágenes técnicas.

V8 4.0 TFSI (EA 825):

El motor V8 4,0 TFSI de gasolina de 2012, con denominación EA 824, es la base para desarrollar el nuevo motor, denominado EA 825. Se emplea en el Panamera Turbo y en el nuevo Audi A8. Lleva dos turbocompresores de doble entrada, colocados en el centro de las dos filas de cilindros.

Según Audi, esta disposición favorece que los gases de escape hagan un recorrido muy corto hasta las turbinas y que, por tanto, los compresores tarden poco tiempo en dar la presión de sobrealimentación. Esto evita en parte el efecto conocido como «turbolag».

Para reducir el consumo de carburante, este motor cuenta con el sistema «cylinder on demand» (COD), que desconecta cuatro de los ocho cilindros cuando se circula con cargas parciales (es decir, con el acelerador poco presionado; funciona cuando se solicita entre un 25 y un 40 % del par máximo, siempre que se circule en tercera velocidad o superior y en función de las revoluciones). Su funcionamiento se basa en una evolución del sistema Valvelift, por el que los dos árboles de levas de cada culata se desplazan axialmente a una posición en la que sus perfiles de leva dejan cerradas las válvulas de escape y de admisión de cuatro de los ocho cilindros.

De esta forma, durante la compresión y la expansión solo se comprime y se expande aire. Audi dice que este sistema, que siempre desconecta los mismos cilindros, no produce una diferencia de desgaste entre unos y otros ya que su uso se limita a momentos puntuales durante la circulación.

Los cilindros están revestidos con una capa de plasma aplicado mediante pulverización, una técnica común también en los motores de otras marcas. El circuito de aceite tiene diferentes secciones en el bloque y la culata para favorecer que el lubricante alcance rápidamente la temperatura óptima de servicio. La inyección es mediante conducto común, a una presión de 250 bar.

V6 3.0 TDI 286 CV:

Esta versión es una evolución del motor de 272 CV que tiene el Audi A4. Se comercializará en los A4, A5 y Q5 durante 2017. Da un par máximo de 620 Nm entre 1500 y 3000 rpm (20 Nm más que el motor al que sustituye en el mismo rango de revoluciones). La cilindrada es de 2967 centímetros cúbicos, con un diámetro de 83,0 mm y una carrera de 91,4 mm.

El cárter está realizado en fundición de hierro con grafito vermicular (este tipo de fundición de hierro es habitual el bloques de motor por sus buenas propiedades de transmisión de calor, resistencia y ductilidad). También en este caso la culata y el cárter tienen refrigeración por circuitos independientes. La bomba de aceite es de caudal variable e impulsa el aceite a través de un circuito que tiene un radiador de intercambio de calor aceite/refrigerante unido al mismo circuito de la culata.

El sistema de inyección es de conducto común, que puede funcionar hasta a 2000 bar (BMW tiene un motor Diesel cuya presión de inyección alcanza 2500 bar, y Audi lo alcanza en el V8 TDI del que informamos a continuación), tiene inyectores de tipo piezoeléctrico de ocho orifcios que producen hasta nueve inyecciones por ciclo.

Motor 3.0 TDI 2017. Imágenes técnicas.

Una de las entradas de admisión está diseñada para generar turbulencia (que facilita la homogeneización de la mezcla dentro de la cámara de combustión). Los conductos de escape han sido rediseñados respecto al motor anterior para que se produzca menos resistencia a la salida de los gases. Según Audi, estas modificaciones hacen que el tiempo de respuesta al acelerador sea menor.

El turbocompresor de este motor tiene álabes de posición variable en la turbina, y el compresor produce hasta 2,3 bar de presión relativa (3,3 bar de presión absoluta, muy elevada). La disposición en uve de los cilindros favorece que los sistemas de control de emisiones (el catalizador de oxidación NOC, y la trampa de partículas NOx) estén situados muy cerca del motor.

El Audi A8 2018, que tendrá este motor en su gama, contará adicionalmente con un sistema de electrificación a 48 voltios obtenidos a través de un alternador que hace las veces de motor de arranque (BAS, por sus siglas en inglés). Está mandado por una correa auxiliar que mueve también un compresor eléctrico, cuya misión es suplir de aire comprimido a la turbina del turbocompresor para reducir su tiempo de respuesta al iniciar la marcha o al acelerar a bajas revoluciones. Un sistema cuyo efecto es parecido pero cuyo funcionamiento es diferente es el «PowerPulse» de los motores Diesel del Volvo S90 y V90 (más información técnica al respecto).

V8 4.0 TDI:

Tiene 3956 centímetros cúbicos y desarrolla 435 caballos de potencia máxima y 900 Nm de par máximo entre 1000 y 3250 rpm. Las cotas internas son las mismas del motor V8 4.0 TFSI (diámetro de 83,0 mm y carrera de 91,4 mm). Está disponible en el Audi SQ7 y en el nuevo Audi A8.

La sobrealimentación es a partir de dos turbocompresores que actúan secuencialmente suministrando aire a presión a ambas bancadas de cilindros (es decir, primero actúa el más pequeño y después el de mayor tamaño). Tienen turbinas con álabes de posición variable y la presión máxima relativa de sobrealimentación que se alcanza es de 2,4 bar.

Motor 4.0 TDI 2017. Imágenes técnicas.

Este motor también dispone del sistema AVS (Audi valvelift system) para admisión y escape. En el árbol de levas de escape, un actuador hace que este se desplaza a una posición en la que se abren una o las dos válvulas de escape de cada cilindro. Sirve para suministrar gases de escape a las dos turbinas. En cada cilindro, una válvula alimenta el colector de escape de la turbina pequeña y otra el de la turbina grande. A bajas revoluciones y carga media, una válvula de escape permanece cerrada y todo el flujo alimenta un solo turbocompresor. Si el motor se sitúa entre 2200 y 2700 rpm, en función de la carga, el AVS abre la segunda válvula y se activa el segundo turbocompresor.

Las válvulas de admisión también tienen diferentes perfiles de leva para variar el alzado que se desplazan y el tiempo que permanecen abiertas. El sistema de inyección de conducto común trabaja hasta a 2500 bar. La presión máxima en la cámara de combustión llega a 200 bar. Al igual que en el motor V6 3.0 TDI, los sistemas de tratamiento de los gases de escape están situados muy cerca del motor, en mitad de la uve. 

Hay más información técnica de este motor en este apartado de Información técnica del Audi SQ7.

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