Elektrischer Biturbo

Mit dem elektrischen Biturbo macht Audi bei den TDI-Motoren einen weiteren großen Schritt nach vorn. Bei dieser Zukunftstechnologie unterstützt ein zusätzlicher Verdichter den Abgasturbolader im unteren Drehzahlbereich.


Vor fast einem Vierteljahrhundert hat Audi der weltweiten Dieselentwicklung den entscheidenden Impuls vermittelt 1989 gab der erste direkteinspritzende Selbstzünder mit Turboaufladung und elektronischer Regelung sein Debüt im Audi 100. Seitdem schreibt der TDI eine beeindruckende Erfolgsgeschichte. Gerade in Kombination mit dem Dieselmotor zeigt die Aufladung ihr ganzes Potenzial. Sie steigert die Performance und senkt den Verbrauch und die Emissionen in hohem Maße; gegenüber den Saugmotoren von früher bedeutet sie Downsizing par excellence. Bezogen auf den Hubraum haben die TDI-Motoren seit 1989 über 100 Prozent Leistung und 70 Prozent Drehmoment gewonnen, im gleichen Zeitraum gingen die Emissionen um 95 Prozent zurück.

Die jüngste Entwicklungsstufe von Audi ist der 3.0 TDI in der Biturbo-Version – er leistet 230 kW (313 PS) und stellt von 1.450 bis 2.800 1/min ein maximales Drehmoment von 650 Nm bereit. Seine spezifische Leistung beträgt 77,5 kW (105,5 PS) pro Liter Hubraum. Im A6 jedoch verbraucht er auf 100 km im Mittel nur 6,4 Liter Kraftstoff, was einem CO2-Ausstoß von 169 Gramm pro km entspricht.** Alle aufgeladenen Motoren haben die Eigenschaft gemeinsam, dass die Turbolader durch die Energie des Abgases angetrieben werden. Aus diesem Grund steigt der Ladedruck und somit das Drehmoment, von niedrigsten Drehzahlen beginnend, erst mit zunehmender Abgasenergie steil an.

Eine große Optimierung bietet der elektrische Biturbo. Die Spezialisten aus der Dieselmotoren-Vorentwicklung von Audi in Neckarsulm haben einen 3.0 TDI in dieser Konfiguration aufgebaut und abgestimmt. Der konventionelle Abgasturbolader arbeitet hier mit einem zusätzlichen, elektrisch angetriebenen Verdichter zusammen. Damit ist es möglich, einen raschen Ladedruckaufbau und ein hohes Drehmoment bereits bei niedrigsten Drehzahlen zu realisieren, unabhängig von der verfügbaren Abgasenergie.

Statt des vom Abgasstrom angetriebenen Turbinenrads integriert das neue Bauteil eine kleine E-Maschine, die das Verdichterrad in kürzester Zeit auf sehr hohe Drehzahlen bringt. Der elektrisch angetriebene Verdichter, der äußerlich einem konventionellen Turbolader stark ähnelt, ist hinter den Turbolader und den Ladeluftkühler geschaltet. In den meisten Betriebszuständen wird er durch einen Bypass umgangen. Wenn jedoch– bei geringem Energieangebot auf der Turbinenseite - die in den Bypass integrierte Klappe schließt, wird die Luft in den elektrischen Verdichter geleitet und dort zum zweiten Mal verdichtet.

Der Effekt des neuen Konzepts ist eindrucksvoll. Beim Anfahren und beim Gasgeben in sehr niedrigen Drehzahlbereichen findet der Drehmomentaufbau erheblich früher statt, in jeder Situation steht hohe Durchzugskraft spontan bereit. Der elektrische Biturbo bringt bei voller Beschleunigung aus dem Stand in den ersten drei Sekunden einen Vorsprung von etwa zwei Fahrzeuglängen gegenüber einem konventionellen Turbo. Die Energie, die der elektrische Verdichter für seinen Antrieb braucht, gewinnt er zum großen Teil verbrauchsneutral durch Rekuperation in den Schubphasen.

Eine weitere Stärke des Konzepts ist die flexible und kompakte Aufladestrecke; die dadurch reduzierte Wärmekapazität sorgt dafür, dass der Katalysator nach dem Kaltstart früh anspringt.

** Angaben in Abhängigkeit vom verwendeten Reifen-/Rädersatz.


Stand: 2012