Die Stagnation bei der Entwicklung von Verbrennungsmotoren im zurückliegenden Jahr 2020 ist deutlich erkennbar. Die Zahl der neu vorgestellten Motoren ist, und das nicht nur wegen der anhaltenden Covid-19-Pandemie, deutlich geringer als in den Vorjahren. Der Grund liegt meist in der massiven Umverteilung von Investitionen, bei der, zugunsten von elektrischen und alternativen Antriebskonzepten, die Entwicklung neuer Verbrennungsmotoren etwas ins Hintertreffen geriet. Die Automobilhersteller stehen hier unter Druck: Bis 2030 soll der Ausstoß von CO2 um 37,5 Prozent gesenkt werden. Das gelingt, zumindest nach allgemeinem Verständnis, am schnellsten über den Umstieg auf Elektromobilität – die Weiterentwicklung neuer Technologien rund um den Verbrennungsmotor wird erst einmal hintangestellt. Bis 2030 wurde von Teilnehmern des Experten-Forums Powertrain, einer Fachtagung für Automobilfachleute, ein 50-prozentiger Rückgang der Verkaufszahlen reiner Verbrennungsmotoren gegen- über dem Stand von 2020 prognostiziert. Doch das ist nur die halbe Wahrheit. Denn gleichzeitig, so die wenig überraschende Prognose, wird der Anteil der elektrifizierten und hybridisierten Verbrennungsmotoren zunehmen.Bis in zehn Jahren, so die Experten, soll der Anteil der Fahrzeuge mit reinem Elektroantrieb (BEV) zusammen mit den Plug-in-Hybriden (PHEV) auf etwa 70% steigen.
Der neue Audi 4,0l-V8-TFSI
EA 825 heißt die neue, von Audi gemeinsam mit Porsche entwickelte Benzin-Motorengeneration. Während der Vierliter-Achtzylinder schon bei den Konzernschwestern Bentley und Porsche eingebaut wird, ist der TFSI bei Audizunächst nur für den A8 vorgesehen.
Die Leistung des mit einem Hub und einer Bohrung von 86 Millimetern quadratisch ausgelegten Motors beträgt 338kW bei 5500/min. Sein maximales Drehmoment von beachtlichen 660 Nm liefert der V-90°-Motor zwischen 1850 und 4500/min. Sein Verdichtungsverhältnis von 11:1 ist für einen Turbomotor relativ hoch. Eingestuft ist der Audi-Achtzylinder in die Schadstoffklasse Euro 6.
Der Zylinderblock aus der Aluminium-Legierung AlSi9Cu3 und wird im Sandguss hergestellt. Die Zylinderlaufbahnen werden nach dem Erkalten des Blocks mit einem Fräser aufgeraut, anschließend zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit durch atmosphärisches Plasmaspritzen eine Eisenschicht auf die Laufbahn aufgebracht.
Beim atmosphärischen Plasmaspritzen APS (Bild beispielhaft) wird zwischen der Anode als Pluspol und der Kathode als Minuspol, um das durchströmende Gas zu ionisieren, ein Lichtbogen gezündet. Das in die Plasmaflamme eingebrachte Eisenpulver schmilzt und wird mit einer Geschwindigkeit von 450 m/s auf die Zylinderlaufbahn geschleudert.
Der Kurbeltrieb
Die geschmiedete Kurbelwelle ist fünffach gelagert. Da die Kurbelwellen-Hauptlager moderner Hybrid- und Start-Stopp-Motoren besonderen Belastungen ausgesetzt sind, baut Audi zur Erhöhung der Standfestigkeit und Verringerung des Reibwiderstands ein Dreischicht-Lager ein. Der Stahlrücken des Irox2-Lagers sorgt für die nötige Stabilität.
Die zweite Schicht bildet ein Weichmetall-Gleitsubstrat. Darauf aufgebracht ist eine Polymer-Harzbeschichtung aus Polyamidimid, ein thermisch stabiles Polymer auf Kohlenstoffbasis. Im Gegensatz zu Irox1 verzichtet der Hersteller Federal-Mogul Powertrain auf die Zugabe von Siliziumkarbidpartikel zugunsten eines höheren Anteils an Festschmierstoffen.
Die Trapezpleuel des Achtzylinders bestehen aus hochfestem Stahl. Hergestellt als einteiliges Bauteil wird der Pleuelfuß anschließend in zwei Teile gebrochen. Durch das "Cracken" erreicht man bei der Verschraubung beider Bruchflächen eine hohe Passgenauigkeit zwischen Pleuelschaft und Lagerdeckel.
Die Nockenwellen
Die gebauten Nockenwellen bestehen aus der verzahnten Grundwelle 1, den für die Zylinderabschaltung verschiebbaren Nockenstücken 6, den fest arretierten Nockenstücken 7, dem Geberrad 8 für die Position der Nockenwelle und dem Antrieb 5 für die Kraftstoff-Hochdruckpumpe.
Der Motor ist mit dem von Audi entwickelten AVS-System ausgestattet. Mit diesem System können durch Verschieben der Nockenstücke zwei Zylinder pro Zylinderbank bei geringer Motorlast auf "Nullhub" geschaltet werden. Abgeschaltet werden ein- und auslassseitig die Zylinder 2, 3, 5, und 8, sodass die Zylinder mit der Zündfolge 1, 7, 6 und 4 den Vortrieb des Fahrzeugs übernehmen. Dank der aktiven Motorlager ist das Umschalten für die Fahrzeuginsassen kaum wahrnehmbar.
Die Twin-Scroll-Turbolader
Einen erheblichen Anteil an der hohen Motorleistung des Achtzylinders haben die beiden im V des Motors sitzenden Twin-Scroll-Turbolader. Ein im Ansaugrohr für die Luftführung sitzendes Drallelement beruhigt zur Verbesserung der Akustik den Luftstrom vor dem Eintritt in den Lader.
Bevor jedoch die verdichtete Luft in die Ladeluftkühler gelangt, wird sie durch Pulsationsdämpfer geführt, die das typische Strömungsrauschen von Ladern unterdrücken. Ein Verbindungsrohr, das beide Ausgänge des Turboladers koppelt, dämpft phasenverschobene Druckschwingungen und das dadurch entstehende Verdichterpumpen.
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