Audi Q7 V12: Stärkster Pkw-Diesel der Welt

10.09.2006

Der Audi V12 TDI stemmt gewaltige 1000 Newtonmeter auf die Kurbelwelle

Der V12 mit sechs Liter Hubraum im Audi Q7 ist der erste Zwölfzylinder-Diesel in einem Serien-Pkw. Der Motor produziert 500 PS und ein Drehmoment von 1.000 Nm. Nur 5,5 Sekunden benötigt der Selbstzünder für die Beschleunigung von null auf 100 km/h und die elektronisch abgeregelte Höchstgeschwindigkeit liegt bei 250 Stundenkilometer. Mit diesen Fahrleistungen bewegt sich Audis Q7 V12 TDI auf dem Niveau hochkarätiger Sportwagen. Das maximale Drehmoment liegt bereits bei 1.750 1/min an. Der High-Tech-Diesel mit dem weltweit erstmals eingesetzten 2.000 bar Common Rail-System von Bosch bietet Durchzugskraft in allen Drehzahlbereichen.

Der V12-TDI weist, wie die anderen Aggregate der aktuellen Familie der Audi-V-Motoren 90 mm Zylindermittenabstand auf. Allerdings beträgt sein Zylinderwinkel nicht 90, sondern 60 Grad – bei einem V12 in dieser Bauart treten damit weder freie Massenkräfte noch Massenmomente auf, was der Laufruhe zugute kommt. Aus 83,0 Millimeter Bohrung und 91,4 mm Hub – genau wie beim 3.0 TDI – ergibt sich ein Gesamthubraum von 5.934 cm3. Mit 684 mm Länge baut der große Dieselmotor sehr kompakt, nur 166 mm länger als der V8 TDI. Dieses kompakte Längenmaß ist die wesentliche Voraussetzung für die Integration des V12 im Audi Q7.

Das Kurbelgehäuse des V12 besteht aus Gusseisen mit Vermiculargraphit – dieser Werkstoff, GJV-450 genannt, kommt bereits beim V6- und V8-TDI zum Einsatz. GJV-450, das in einem patentierten Gießverfahren entsteht, ist um etwa 40 Prozent steifer und um 100 Prozent ermüdungsfester als Grauguss. Deshalb konnten die Entwickler die Wandstärken reduzieren, die Gewichts­einsparung gegenüber herkömmlichem Grauguß beträgt zirka 15 Prozent.

Die als Chrom-Molybdän-legiertem Stahl geschmiedete Kurbelwelle wird mit Hilfe einer sehr steifen Hauptlagerbrücke aus Sphäroguss gelagert. Die Schmiedepleuel sind gecrackt, die ebenfalls geschmiedeten Kolben bestehen aus Aluminium. Die beiden Zylinderköpfe sind aus jeweils drei Hauptelementen aufgebaut. Ein Unterteil aus einer hochfesten und leichten Aluminium-Legierung, in das Ein- und Auslasskanäle integriert sind, einem ölführenden Oberteil und einem versteifenden Leiterrahmen, in dem die beiden Nockenwellen gelagert sind.

Ein Kühlergrill mit verchromten Rippen unterstreicht optisch die Kraft des Audi Q7 V12 TDI

Die Ventile werden über reibungsarme Rollenschlepphebel betätigt, das Verdichtungsverhältnis lautet 16,0:1. Vom V6- und V8-TDI wurde die kennfeldgesteuerte Drallvariation der Verbrennungsluft übernommen. Damit kann jederzeit der optimale Drall hinsichtlich Emissionen und gleichzeitig hohen Leistungen eingestellt werden. Der wartungsfreie Kettentrieb ist platzsparend an der Rückseite des Motors untergebracht. Beim neuen V12-TDI kommt ein neues Layout zum Einsatz. Das Kettenrad der Kurbelwelle greift in ein Zwischenzahnrad ein, vom ihm aus treiben zwei Simplexketten die Nockenwellen an. Zwei weitere Ketten treiben die Ölpumpe und die beiden Hochdruckpumpen der Common Rail-Einspritzanlage an.

Die beiden neuen Zwei-Stempel Hochdruckpumpen sind Bestandteile der Common Rail-Einspritzanlage, die Bosch zuliefert. Die beiden Pumpen bauen bis zu 2.000 bar Druck in den Rails auf; bislang waren allenfalls 1.600 bar üblich. Auch die Piezo-Injektoren mit Achtloch-Düsen sind tiefgreifend überarbeitet. Durch den hohen Druck wird ein optimales Spraybild im Brennraum erzeugt. Das wiederum lässt den Zündvorgang schneller, homogener und damit auch akustisch komfortabler ablaufen. Zudem erhöht die effizientere Verbrennung die Leistung, senkt den Verbrauch und reduziert die Schadstoffe.

Die aktuelle Generation der so genannten Inline-Injektoren macht sich den Piezo-Effekt zunutze: Piezo-Kristalle dehnen sich beim Anlegen einer elektrischen Spannung im Bruchteil von Millisekunden aus. Diese Ausdehnung wird bei den Injektoren des V12-TDI, in dem über hundert Piezo-Plättchen zusammengepackt sind, ohne dazwischengeschaltete Mechanik direkt (inline) auf die Einspritz-Düsennadel übertragen. Die Zahl der Einspritzvorgänge pro Arbeitstakt lässt sich bei der Piezo-Technologie in einem weiten Bereich variieren, beim V12-TDI auf bis zu fünf Einspritzungen. Zusätzlich zur Haupteinspritzung sind Vor- und Nacheinspritzungen möglich. Voreinspritzungen mildern die akustische Härte des Verbrennungsvorgangs. Späte Nacheinspritzungen dienen speziell der Temperaturerhöhung des Abgases und damit der Regeneration der beiden serienmäßigen Partikelfilter.

Das Heck des Q7 V12 TDI unterscheidet sich vor allem durch das Unterbodenblech von den schwächeren Varianten

Außen am Motor-V sitzen die beiden Turbolader, jeder von ihnen versorgt eine Zylinderbank. Dank ihrer verstellbaren Leitschaufel-Geometrie wird stets der volle Abgasmassenstrom über die Turbine geleitet – die Lader sprechen schon bei niedrigen Drehzahlen rasch an und erreichen hohe Wirkungsgrade. Die beiden Turbolader bauen einen Ladedruck von bis zu 2,6 bar auf und tragen damit entscheidend zu dem souveränen Drehmoment von 1.000 Nm bei, das der neue V12-TDI von 1.750 1/min bis 3.000 1/min konstant bereitstellt. Mit seinen 500 PS erreicht der Diesel eine spezifische Leistung von 84,3 PS pro Liter Hubraum. Zwei große Ladeluftkühler senken die Temperatur der verdichteten Luft ab. Der V12 verfügt über eine zweiflutige Abgasanlage mit zwei Partikelfiltern. Ähnlich ist die Ansauganlage aufgebaut – pro Zylinderbank existiert ein Luftfilter, hinter dem ein Luftmassenmesser sitzt. Zwei Steuergeräte, die sich ihre Arbeit nach dem Master-Slave-Konzept teilen, managen das Geschehen im Motor.

Der Audi Q7 V12 6.0 TDI wird in der Serie die Abgasnorm Euro 5 erfüllen, die voraussichtlich Mitte 2010 in Kraft tritt und bei der Reduktion der Stickoxide hohe Anforderungen stellt. Dazu haben die Audi-Ingenieure neben der extrem präzisen Kraftstoffzumessung durch das neue Common Rail-System besonderes Augenmerk auf die Abgasrückführung gelegt. Bei Teillast werden bis zu 50 Prozent des Abgases in die Ansaugluft zurückgespeist, um die NOx-Emissionen zu senken. Die groß dimensionierte Rückführanlage, oben im Zylinder-V gelegen, integriert einen Wasserkühler, der die Temperatur des Abgases stark absenkt.

Um auch optisch auf die neue Kraftquelle aufmerksam zu machen wurden beim Audi Q7 V12-TDI Veränderungen an der Karosserie vorgenommen: Neben den beiden Unterbodenblechen vorne und hinten soll insbesondere der verchromte Singleframe-Kühlergrill in seiner Gestaltung an die sportlichen Modelle Audi S6 und Audi S8 erinnern.

(Text: rr,Audi )
(Fotos: Audi )

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