50 år med Audis femcylindriga motor

Audis femcylindriga motorer har kultstatus och är djupt förankrade i Audis DNA. De har varit avgörande för ”Vorsprung durch Technik” - å ena sidan med många framgångar inom motorsporten och å andra sidan med sin banbrytande prestanda i serieproduktionen. Än idag ger 2,5 TFSI en körupplevelse som väcker känslor, inte minst tack vare det karaktäristiska ljudet.

HISTORIK: 50 års framgång inom serieproduktion och motorsport

Den första femcylindriga motorn lanserades i Audi 100 (C2) 1976. Modellen skulle positioneras högre på marknaden än sin föregångare och de dåvarande fyrcylindriga motorerna var inte tillräckliga. I början av 1970-talet diskuterade Audis ingenjörer därför användningen av fem- och sexcylindriga radmotorer. De senare uteslöts på grund av utrymmesbegränsningar och ogynnsam viktfördelning. Därför valdes den femcylindriga radmotorn som baserades på motorkonceptet EA 827. Den 4-cylindriga radmotorn användes i hela Volkswagen-koncernen på 1970-talet, bland annat i Audi 80 och Audi 100. Den femcylindriga motorn som baserades på densamma hade en cylindervolym på 2 144 cc och levererade 136 hk. Ett modernt insprutningssystem ökade effektiviteten och effekten. Leveranserna av Audi 100 5E inleddes i mars 1977.

Från urquattro till Sport quattro

Audi lanserade sin första dieselversion redan 1978: en sugdiesel med en cylindervolym på två liter och 70 hk. Ett år senare debuterade den första femcylindriga bensinmotorn med turboladdning. Med 170 hk och ett vridmoment på 265 Nm etablerades den nya toppmodellen Audi 200 5T.

Den femcylindriga bensinmotorn blev ännu större i urquattron från 1980. Med turboladdning, laddluftskylning och permanent fyrhjulsdrift bildade den ett kraftfullt teknikpaket för både motorsport och landväg. Vid försäljningsstarten hade den en effekt på 200 hk. Efter att Audi 1982 säkrade märkesmästerskapet i rally-VM vann finländaren Hannu Mikkola förartiteln i rallyvärdsmästerskapet ett år senare. 1983 lanserades Audi Sport quattro, som var 24 centimeter kortare och hade bredare spårvidd. En nyutvecklad fyrventils-, femcylindrig lättmetallmotor på 306 hk gjorde Sportquattron till den kraftfullaste bilen för allmän väg från ett tyskt bilmärke vid den tiden. Modellen lade grunden för en ny rallybil i grupp B, där fyrventilsmotorn redan från start levererade 450 hk. Den användes för första gången i det näst sista rallyt 1984, Elfenbenskustrallyt. De återstående elva tävlingarna tävlade Stig Blomqvist med den 360 hk starka Audi quattro A2, grupp B. Som bekant vann Stig Blomqvist förartiteln och Audi märkesmästerskapet i rally-VM 1984.

Walter Röhrl på Pikes Peak

Även efter att Audi 1986 tog avsked från grupp B-rallyt följde fler höjdpunkter på tävlingsbanan: Walter Röhrl vann 1987 bergsloppet vid Pikes Peak (USA) i en Audi Sport quattro S1 (E2) med 598 hk.

Till skillnad från Audi Sport quattro S1 med fyrventilsteknik använde Audi den femcylindriga radmotorn med det gamla tvåventilscylinderhuvudet i 200 quattro Trans-Am. Den turboladdade motorn med 2,1 liters cylindervolym levererade 510 hk. Hurley Haywood vann den amerikanska Trans-Am-serien 1988 i imponerande stil. 1989 fascinerade IMSA GTO den amerikanska touringbilsklassen med 720 hk - fortfarande med drygt två liters cylindervolym.

Med Audi 100 TDI avtäckte Audi 1989 ännu en milstolpe på den internationella bilmässan i Frankfurt. Den direktinsprutade femcylindriga turbodieselmotorn med helelektronisk motorstyrning hade en cylindervolym på 2,5 liter och utvecklade 120 hk. Audi fortsatte att förfina sitt utbud av femcylindriga bensinmotorer. 1994 lanserades Avant RS2 med 315 hk. Som Avant med sportbilsprestanda lade den grunden för en ny bilklass.

Med lanseringen av Audi A4 (B5) 1994 lämnade femcylindriga motorer B-segmentet. De nya V6-motorerna ersatte dem successivt i mitten av 1990-talet. De sista femcylindriga motorerna – 2,5 TDI i Audi A6 och 20 V turbo med 2,2 liters cylindervolym i Audi S6 – fasades ut 1997.

Turbo och direktinsprutning i Audi TT RS

2009 – 30 år efter lanseringen av den första femcylindriga turboladdade bensinmotorn – gjordes en stor comeback i Audi TT RS: quattro GmbH utvecklade 340 hk från 2,5 liter cylindervolym i den tvärmonterade motorn med turboladdning och bensindirektinsprutning. Även i RS 3 gav den extraordinära prestanda. TT RS plus, som Audi lanserade 2012, hade till och med 360 hk. 2013 blev RS Q3 den första kompakta SUV:en som öppnade upp ett nytt marknadssegment. Liksom i TT RS och RS 3 bestyckades den med 2,5-litersmotorn. En ny version av motorn följde 2016. Tack vare lättviktskonstruktion, minskad inre friktion och ökad kraftöverföring uppnådde ingenjörerna drygt 17 procent mer effekt med samma cylindervolym på 2 480 cc: 400 hk och 480 Nm maximalt vridmoment.

400 hk och 500 Nm i Audi RS 3

Sedan 2021 används en modifierad version av 2,5 TFSI i Audi RS 3, kraftfullare än någonsin med 0-100 km/h på 3,8 sekunder. Toppfarten är begränsad till 250 km/h, med 280 km/h som tillval. Med RS Dynamic-paketet och keramiska bromsar är topphastigheten upp till 290 km/h. Avgörande för prestandan är vridmomentet, som har ökats till 500 Nm och är tillgängligt mellan 2 250 och 5 600 v/min. Det är 20 Nm mer än i föregångaren. På så sätt kan Audi RS 3 accelerera ännu snabbare från medelhöga varvtal. Den maximala effekten på 400 hk är tillgänglig tidigare vid 5 600 v/min och sträcker sig över ett brett intervall upp till 7 000 v/min. En ny motorstyrenhet sörjer också för att alla drivningskomponenter är snabbare sammankopplade, vilket höjer kördynamiken till en ny nivå.

Unik ljudkuliss med 1-2-4-5-3

Det kraftfulla ljudet från den femcylindriga motorn ger en körupplevelse som väcker känslor. Det ikoniska ljudet skapas av det udda antalet cylindrar och den unika tändföljden 1-2-4-5-3, som växlar mellan cylinderpar intill varandra och längre bort med ett tändavstånd på 144 graders vevaxelvinkel. Det ger 2,5 TFSI en alldeles speciell rytm och ljudkaraktär. Till det unika ljudet bidrar även grenrörets geometri med olika strömningstider mellan utloppsventilerna och turboaggregatet.

Den helvariabla avgasspjällsstyrningen som infördes i tredje generationens RS 3 Sportback och andra generationens RS 3 Sedan 2021 ökar ljudspektrumet och gör det ännu mer kännbart. Spjällen har olika mellanlägen beroende på vilket Audi drive select-läge som valts. I lägena Dynamic, RS Performance och RS Torque Rear öppnas de betydligt tidigare än i andra körlägen – vilket gör att ljudet blir ännu mer framträdande. Det karakteristiska ljudet hos den femcylindriga motorn förstärks av tillvalet RS sportavgassystem som ger en ännu sportigare ljudbild.

TEKNIKEN: 2,5 TFSI med turboladdning

Vid utvecklingen av den nuvarande generationen av den femcylindriga motorn, som lanserades 2016, låg fokus på hög prestanda och lättviktskonstruktion. I Audi RS 3 levererade motorn, internt EA855 Evo Sport, 400 hk och 500 Nm vridmoment. 2,5 TFSI ger därmed både acceleration och prestanda: Den kompakta sportbilen accelererar från 0-100 km/h på 3,8 sekunder och har en topphastighet på upp till 290 km/h.

Förkortningen TFSI står för turbo och direktinsprutning. 2,5 TFSI använder dubbel insprutning – i insugningsgrenröret och i förbränningskamrarna – samt Audi valvelift-systemet för variabel styrning av avgasventilerna. Det möjliggör en mer exakt reglering av bränsle-/luftblandningen, vilket resulterar i optimal effektutveckling med minskad bränsleförbrukning. I den femcylindriga motorn sprutas bränsle in vid 250 bar. Den stora turboladdaren genererar ett maximalt laddtryck på 1,5 bar (relativt)/2,5 bar (absolut).

Cylinderhuvudet, lagren, kolvarna och vevaxeln utsätts för hög belastning. I många motorkomponenter används lättviktsmaterial, vilket gynnar motorns respons och varvtalsvillighet. Totalt väger den femcylindriga motorn cirka 160 kilo och är med sina mindre än 50 centimeter extremt kompakt. Detta gör motorn (diameter 82,5 mm x slaglängd 92,8 mm) perfekt för tvärmontering. Vevhuset i 2,5 TFSI är tillverkat av aluminium, vilket minskar vikten avsevärt jämfört med de tidigare komponenterna i gjutjärn. Vevaxeln är hålborrad och bidrar till den femcylindriga motorns låga vikt. Jämfört med en massiv vevaxel behöver mindre massa sättas i rotation, vilket i sin tur förbättrar motorns respons. Audi använder även andra lättviktsmaterial, till exempel oljetråg i magnesium och remskivor i aluminium.

Omfattande åtgärder minskar den inre friktionen, slitaget och bränsleförbrukningen och optimerar därmed effekten. Till dessa hör plasmabelagda cylinderfoder och speciella oljekanaler i aluminiumkolvarnas botten för att förbättra kylningen. Den innovativa värmestyrningen med omkopplingsbar kylvätskepump minskar dessutom friktionen och ökar bränsleekonomin: Under den korta varmkörningsfasen efter kallstart cirkulerar den omkopplingsbara vattenpumpen inte kylvätskan i cylinderhuvudet, vilket gör att 2,5 TFSI-motorn snabbare når sin drifttemperatur. Även den behovsstyrda aluminiumoljepumpen – i kombination med Audi valvelift control – bidrar till ökad effektivitet.

Oljepumpen anpassar oljetrycket efter behov, medan Audi valvelift-systemet på avgassidan varierar ventilöppningstiden i två steg beroende på belastning och varvtal – för måttlig förbrukning vid låg och dellast samt för direkt respons och snabb acceleration vid fullast. 

Under fordonstester genomförs motortester i olika regioner och i alla europeiska klimatzoner från norra till södra Europa. Förutom körning i kallt och varmt väder ingår även utvärderingar på olika höjder och uthållighetstestet på Nürburgrings norra slinga. Tusentals testkilometer med ett mål: att säkerställa maximal prestanda under alla förhållanden.

PRODUKTION: manuell montering i Györ i Ungern

Den femcylindriga motorn byggs i Győr-fabriken i Ungern och tillverkas för hand utan användning av robotar. På 21 stationer monterar högkvalificerade specialister 2,5 TFSI-motorn innan den lämnar fabriken. Viktiga komponenter som vevstakar och vevhus, inklusive plasmabeläggningen av cylinderfoder, tillverkas separat i ett specialiserat produktionsområde, även på Győr-fabriken.

I det sista steget ingår mekaniska och elektroniska tester för att säkerställa att alla funktioner fungerar korrekt. När alla riktlinjer har uppfyllts och varje test ger grönt ljus transporteras motorn med tåg från Győr-fabriken till Ingolstadt. Det är här Audi RS 3 rullar av produktionsbandet och det så kallade ”bröllopet” äger rum – när 2,5 TFSI monteras i bilen.

Bränsle-/strömförbrukning och utsläppsvärden för ovan nämnda modeller:

Audi RS 3 Sportback
Bränsleförbrukning, blandad körning (l/100 km): 9,6-9,3
CO 2 -utsläpp blandad körning i g/km: 217–211

Audi RS 3 Sedan
Bränsleförbrukning, blandad körning (l/100 km): 9,4-9,1
CO 2 -utsläpp blandad körning i g/km: 213–207