50 שנה לאאודי חמשת הצילינדרים – היסטוריה ותענוגות טכניים

אאודי חוגגת יום נישואין מיוחד בשנת 2026: 50 שנה למנוע חמישה צילינדרים. המותג בעל ארבע הטבעות הציג לראשונה מנוע זה בשנת 1976 בדור השני של אאודי 100. לאחר מכן הגיעו פיתוחים בתחומי מגדש הטורבו, סינון גזי פליטה, טכנולוגיית ארבעה שסתומים, מנועי ראלי ומנועי דיזל חמישה צילינדרים. נכון לעכשיו, אאודי RS 3 2.5 TFSI ממשיכה את המסורת הגדולה של מנועי חמישה צילינדרים.

היסטוריה: 50 שנות הצלחה בייצור סדרתי ובספורט מוטורי

מנוע חמשת הצילינדרים הראשון הניע את האאודי 100 (C2) בשנת 1976. הדגם, שנודע באופן פנימי בשם Type 43, נועד לתפוס מעמד שוק גבוה יותר מקודמו. מנועי ארבעת הצילינדרים של אותה תקופה לא הספיקו לתוכניות המפתחים. לכן, מהנדסי אאודי שקלו להשתמש במנועי חמישה ושישה צילינדרים בטור בתחילת שנות ה-1970. האחרונים נדחו עקב מקום מוגבל וחלוקת משקל לא נוחה. כתוצאה מכך, האחראים החליטו על מנוע חמשת הצילינדרים בטור, שהתבסס על קונספט מנוע EA 827, שהיה עדיין בחיתוליו באותה תקופה. מנוע ארבעת הצילינדרים בטור זה שימש בכל קבוצת פולקסווגן בשנות ה-1970, כולל באאודי 80 ובאאודי 100. למנוע חמשת הצילינדרים שהתקבל היה נפח של 2144 סמ"ק והפיק 100 קילוואט (136 כוחות סוס). מערכת הזרקת דלק מודרנית הגבירה את היעילות ואת תפוקת הכוח. אספקת האאודי 100 5E החלה במרץ 1977.

מהקוואטרו המקורית ועד לספורט קוואטרו

אאודי הציגה את גרסת הדיזל הראשונה שלה בשנת 1978: דיזל בעל שאיבת מנוע טבעית בנפח של שני ליטר והספק של 51 קילוואט (70 כוחות סוס).

שנה לאחר מכן, מנוע הבנזין הראשון בעל חמישה צילינדרים עם מגדש טורבו הופיע לראשונה - עוד ביצועים פורצי דרך של אאודי. עם 125 קילוואט (170 כוחות סוס) ומומנט של 265 ניוטון מטר, הוא הניע את דגם הטופ החדש, אאודי 200 5T.

אאודי קוואטרו המקורית משנת 1980 מנוע הבנזין בעל חמשת הצילינדרים שלה הגיע לשיאים גדולים אף יותר. עם מגדש טורבו, אינטרקולר והנעה קבועה לכל הגלגלים, היא יצרה חבילת טכנולוגיה עוצמתית הן למרוצים והן לשימוש בכביש. בתחילת המכירות, הייתה לה הספק של 147 קילוואט (200 כוחות סוס). לאחר שאאודי זכתה באליפות העולם בראלי עם מכונית זו בשנת 1982, הפיני האנו מיקולה זכה בתואר האישי באליפות העולם בראלי שנה לאחר מכן.

כמו כן, בשנת 1983, הציגה אאודי את ספורט קוואטרו , אשר היה בעל מסלול זרם קצר ורחב יותר ב-24 ס"מ. היא הונעה על ידי מנוע סגסוגת קלה בעל ארבעה שסתומים וחמישה צילינדרים שפותח לאחרונה, ובהספק של 225 קילוואט (306 כ"ס). זה הפך את הספורט קוואטרו למכונית החזקה ביותר שהוצעה אי פעם על הכביש על ידי החברה הגרמנית. הדגם היווה את הבסיס למכונית ראלי חדשה מקבוצה B, שבה מנוע ארבעת השסתומים סיפק 450 כ"ס (331 קילוואט) כבר מההתחלה. היא שימשה לראשונה בסבב הלפני אחרון של השנה, ראלי חוף השנהב.

את אחד עשר המרוצים הנותרים של העונה נהג השוודי סטיג בלומקוויסט במנוע בהספק של 265 קילוואט (360 כוחות סוס). אאודי קוואטרו עם A2, בקבוצה B בסופו של דבר הוא זכה באליפות הנהגים ואאודי באליפות היצרנים.

וולטר רהרל בפייקז פיק

לאחר שאאודי פרשה מראלי קבוצה B ב-1986, היו רגעים חשובים נוספים על מסלול המרוצים: וולטר רוהרל ניצח בטיפוס הגבעות של פייקס פיק (ארה"ב) ב-1987 עם האאודי ספורט קוואטרו S1 (E2). מכונית המרוץ פיתחה 440 קילוואט (598 כ"ס). בניגוד לאאודי ספורט קוואטרו S1 עם טכנולוגיית ארבעה שסתומים, אאודי השתמשה במנוע הישן בעל חמישה צילינדרים בטור עם ראשי צילינדרים בעלי שני שסתומים ב-200 קוואטרו טרנס-אם. מנוע הטורבו בנפח של 2,1 ליטר ייצר 375 קילוואט (510 כ"ס). הארלי הייווד ניצח בסדרת טרנס-אם האמריקאית ב-1988 בסטייל מרשים.

ובשנת 1989, ה-IMSA GTO כבשה את סצנת מכוניות התיור האמריקאית עם 530 קילוואט (720 כוחות סוס) של כוח - עדיין מנפח של קצת יותר משני ליטרים.

בתערוכת הרכב הבינלאומית של 1989 בפרנקפורט אם מיין, הכריזה אאודי על אבן דרך נוספת בהיסטוריה של תעשיית הרכב: האאודי 100 TDI. מנוע הטורבו-דיזל בעל חמישה צילינדרים, בעל הזרקה ישירה ומערכת ניהול מנוע אלקטרונית לחלוטין, הפיק 88 קילוואט (120 כוחות סוס) מנפח של 2,5 ליטר. אאודי שיכללה עוד יותר את מגוון מנועי הבנזין בעלי חמישה צילינדרים.

המנוע בהספק של 232 קילוואט (315 כוחות סוס) הושק בשנת 1994. אוונט RS2 כאוונט המונעת על ידי מכונית ספורט, היא הפכה לדגם הכניסה של מחלקת רכב חדשה.

עם הצגת אאודי A4 (B5) בשנת 1994, מנועי חמישה צילינדרים הוצאו בהדרגה מקטגוריית B. מנועי V6 חדשים החליפו אותם בהדרגה באמצע שנות ה-1990. מנועי חמישה הצילינדרים האחרונים - ה-2.5 TDI באאודי A6 וה-2,2 ליטר 20V טורבו באאודי S6 - הופסק ייצורם בשנת 1997.

טורבו והזרקה ישירה באאודי TT RS

בשנת 2009 – 30 שנה לאחר הופעת הבכורה של מנוע הבנזין הראשון בעל חמישה צילינדרים עם מגדש טורבו – ה- אאודי TT RS עשה את הקאמבק הגדול שלו: מנפח 2,5 ליטר למנוע הקוואטרו חברת GmbH הפיקה 250 קילוואט (340 כוחות סוס) ממנוע טורבו ומוזרקת דלק ישירה, המותקן באופן רוחבי. ה-RS 3 סיפקה ביצועים יוצאי דופן. ספורטבק 1 דגם. ה-TT RS, שהוצגה בשנת 2012 ועוד 265 קילוואט (360 כוחות סוס). בשנת 2013, ה-RS Q3 הפך לרכב השטח הקומפקטי הראשון שפתח פלח שוק חדש. עבור ה-TT RS וה-RS 3- כמו מנוע חמישה צילינדרים בנפח 2,5 ליטר, הוא שימש כמערכת ההינע.

הגרסה החדשה של המנוע שוחררה בשנת 2016. הודות לפתרונות בנייה קלים, חיכוך פנימי מופחת ותפוקת כוח מוגברת, המהנדסים השיגו 17 אחוז יותר כוח עם אותו נפח של 2480 סמ"ק: 294 קילוואט (400 כוחות סוס) ומומנט מרבי של 480 ניוטון מטר.

400 כוחות סוס ו-500 ניוטון מטר באאודי RS 3

מאז 2021, אאודי RS 3  היא מצוידת בגרסה משופרת של מנוע 2.5 TFSI, שהוא חזק מאי פעם. זה מאפשר למכונית הספורט הקומפקטית להאיץ מ-0 ל-100 קמ"ש ב-3,8 שניות. המהירות המרבית מוגבלת ל-250 קמ"ש, אופציונלית ל-280 קמ"ש. עם חבילת הדינמיקה RS ובלמי הקרמיקה, המהירות המרבית יכולה להגיע עד 290 קמ"ש. הגורם המכריע מאחורי נתוני ביצועים אלה הוא המומנט, אשר הוגדל ל-500 ניוטון מטר וזמין בין 2250 ל-5600 סל"ד. זהו 20 ניוטון מטר יותר מאשר בדגם הקודם. זה מאפשר לאאודי RS 3  לתאוצה מהירה עוד יותר מסל"ד בינוני. הספק מרבי של 294 קילוואט (400 כוחות סוס) (צריכת דלק משולבת ליטר/100 ק"מ: 9,6–9,1; פליטת CO2 משולבת) - פליטות גרם/ק"מ: 217–207; CO2 - מחלקה: G) זמינה מוקדם יותר מבעבר, כבר ב-5600 סל"ד, וזמינה בטווח מהירויות רחב עד 7000 סל"ד. יחידת בקרת המנוע החדשה מבטיחה גם צימוד מהיר יותר של כל רכיבי מערכת ההינע, ומעלה את דינמיקת הנהיגה לרמה חדשה.

הקול: בלתי נשכח ובלתי ניתן לטעות

הצליל הרועש של מנוע חמשת הצילינדרים הוא חווית נהיגה בלתי נשכחת. הצליל האופייני שלו נוצר על ידי מספר הצילינדרים האי-זוגי ורצף הדלקה ייחודי (1-2-4-5-3), אשר מתחלף בין זוגות צילינדרים סמוכים ורחוקים זה מזה על פני מרווח סיבובי גל ארכובה של 144 מעלות. זה מעניק ל-2.5 TFSI קצב ואופי צליל מיוחדים מאוד. הגיאומטריה של סעפת הפליטה תורמת גם היא לצליל ייחודי זה, עם זמני זרימת גזי פליטה שונים בין שסתומי הפליטה למגדש הטורבו.

בקרת שסתומי הפליטה המשתנה לחלוטין, שהוצגה בשנת 2021 בדור השלישי של RS 3 Sportback 1 ובדור השני של RS 3 Sedan 2, מרחיבה את ספקטרום הצליל והופכת אותו למוחשי עוד יותר. השסתומים תופסים מצבי ביניים שונים בהתאם למצב Audi drive select שנבחר: במצבים Dynamic, RS Performance ו-RS Torque Rear, הם נפתחים מוקדם משמעותית מאשר במצבי נהיגה אחרים - הצליל האטמוספרי הופך בולט עוד יותר. הצליל האופייני של מנוע חמשת הצילינדרים משופר על ידי האופציה.
הוא משופר על ידי מערכת פליטה ספורטיבית RS, המפיקה צליל ספורטיבי אף יותר.

הטכנולוגיה: 2.5 TFSI עם מגדש טורבו

הדגש בפיתוח הדור הנוכחי של מנוע חמשת הצילינדרים, אשר הוצג לראשונה בשנת 2016, הושם על ביצועים גבוהים ומבנה קל משקל. באאודי RS 3 (צריכת דלק משולבת ליטר/100 ק"מ: 9,6–9,1; פליטות CO2 משולבות גרם/ק"מ: 217–207; דרגת CO2: G), המנוע המכונה EA855 Evo Sport מספק 400 כוחות סוס ומומנט של 500 ניוטון מטר. לפיכך, מנוע ה-2.5 TFSI מציע תאוצה מצוינת בטווח הביניים וביצועים יוצאי דופן: מכונית הספורט הקומפקטית מאיצה מ-0 ל-100 קמ"ש ב-3,8 שניות ומהירות מרבית של עד 290 קמ"ש.

TFSI הוא ראשי תיבות של מגדש טורבו והזרקה ישירה. מנוע ה-2.5 TFSI משתמש בהזרקה כפולה - בסעפת היניקה ובתא הבעירה - ובמערכת הרמת שסתומים של אאודי לבקרת שסתומי פליטה משתנים. זה מאפשר שליטה מדויקת יותר בתערובת הדלק/אוויר, וכתוצאה מכך תפוקת כוח אופטימלית עם צריכת דלק נמוכה יותר.

במנוע חמשת הצילינדרים, דלק מוזרק בלחץ של 250 בר; מגדש הטורבו הגדול מייצר לחץ דחיפה מרבי של 1,5 בר (יחסי) / 2,5 בר (מוחלט).

ראש הצילינדר, המסבים, הבוכנות וגל הארכובה עמידים ביותר. חומרים קלים משמשים עבור רכיבי מנוע רבים, דבר המועיל מבחינת תגובת התנועה ומהירות הסיבוב. מנוע חמשת הצילינדרים שוקל כ-160 קילוגרם והוא קומפקטי ביותר, באורך של פחות מ-50 סנטימטרים. זה הופך את המנוע בעל המהלך הארוך (קדח 82,5 מ"מ x מהלך 92,8 מ"מ) למתאים באופן מושלם להתקנה רוחבית.

בית הארכובה של מנוע ה-2.5 TFSI עשוי מאלומיניום, מה שמפחית משמעותית את משקלו בהשוואה לרכיבי הברזל היצוק האפור הקודמים. גל הארכובה בעל קדח חלול, מה שתורם גם הוא למשקלו הנמוך של מנוע חמשת הצילינדרים. בהשוואה לגל ארכובה מוצק, יש לסובב פחות מסה, מה שמשפר את תגובת המנוע. אאודי משתמשת גם בחומרים קלים אחרים, כגון מכסה אגן שמן מגנזיום וגלגלות אלומיניום.

אמצעים מקיפים מפחיתים את החיכוך הפנימי, הבלאי וצריכת הדלק, ובכך מייעלים את הביצועים. אלה כוללים ריפודי צילינדרים מצופים פלזמה ותעלות שמן מיוחדות בתחתית בוכנות האלומיניום לשיפור הקירור.

מערכת ניהול התרמיה החדשנית, הפועלת עם משאבת נוזל הקירור הניתנת להחלפה, מפחיתה גם היא את החיכוך ומגבירה את צריכת הדלק: במהלך שלב החימום הקצר לאחר התנעה קרה, משאבת המים הניתנת להחלפה אינה מזרים נוזל קירור בראש הצילינדר, מה שמאפשר למנוע 2.5 TFSI להגיע לטמפרטורת פעולה מהר יותר. משאבת שמן מאלומיניום הנשלטת על ידי דרישה - יחד עם מערכת בקרת הרמת השסתומים של אאודי - תורמת גם היא ליעילות המוגברת.

משאבת השמן מתאימה את לחץ השמן לדרישות הנוכחיות, בעוד שבצד הפליטה, מערכת הרמת השסתומים של אאודי משנה את משך פתיחת השסתום בשני שלבים בהתאם לעומס ולמהירות - לצריכה בינונית בעומסים נמוכים וחלקיים, ולתגובתיות ישירה ותאוצה מצוינת בטווח הביניים בעומס מלא.

כחלק מבדיקות הרכב, נערכות בדיקות מנוע באזורים שונים ובכל אזורי האקלים האירופיים, מצפון אירופה ועד דרום אירופה. בנוסף לחוויית הנהיגה במזג אוויר קר וחם, התוכנית כוללת הערכות בגבהים שונים ומבחן סיבולת במסלול נורבורגרינג הצפוני. אלפי קילומטרים של מבחן במטרה אחת: להבטיח ביצועים מקסימליים בכל התנאים.

ייצור: הרכבה ידנית במפעל בוק

מנוע חמשת הצילינדרים נבנה במפעל גיור, במפעל ההרכבה בוק, המשתרע על שטח של יותר מ-1000 מטרים רבועים. המנוע מורכב ידנית, ללא שימוש ברובוטים. מנוע ה-2.5 TFSI מורכב ב-21 תחנות על ידי מומחים מוסמכים ביותר לפני שהוא עוזב את המפעל. רכיבים מרכזיים כמו מוטות החיבור ובית הארכובה, כולל ציפוי הפלזמה של ריפודי הצילינדר, מיוצרים בנפרד במתקן ייצור מיוחד, גם הוא במפעל גיור.

הרכבת מנוע חמשת הצילינדרים מתחילה בהנחת בית הארכובה מאלומיניום והרכבתו על מעמד ההרכבה. לאחר הטבעת מספר המנוע על המנוע, משמנים את כוסות המיסבים ומותקנים גל הארכובה. לאחר מכן ניתן להרכיב את הבוכנות עם מוטות החיבור ולהכניס אותן לתוך בית הארכובה של הצילינדר. מתבצעת בדיקת מומנט כדי לוודא שגל הארכובה מסתובב בצורה חלקה ושכל החלקים מחוברים כראוי יחד. לאחר מכן מותקן אוגן האיטום ומאובטח אגן השמן. חלקו העליון עשוי מגנזיום, מה שהופך אותו לקל משמעותית מחלק האלומיניום התחתון. התהליך ממשיך בהתקנת המזרקים, חיישן המהירות ושרשרת התזמון. שרשרת התזמון מחברת את גל הארכובה לגל הזיזים ומבטיחה שהשסתומים ייפתחו ונסגרו ברגע הנכון.

לאחר מכן מגיע אחד השלבים החשובים ביותר: הברגת ראש הצילינדר והתקנת מצתים. הניצוץ מצית את תערובת הדלק/אוויר, מניע את הבוכנות ויוצר את הצליל האופייני למנוע חמישה צילינדרים. המרכיב המרכזי של אספקת האוויר הוא סעפת היניקה, אשר לאחר מכן מוברגת יחד עם מגדש הטורבו הגדול, אשר דוחס את אוויר היניקה, ומספק יותר חמצן לתא הבעירה. זה מאפשר בעירה טובה יותר ובכך תורם לביצועים ויעילות אופטימליים. לבסוף, חיווט המנוע מאובטח וגלגל התנופה בעל שתי המסות מורכב. הוא ממוקם בין המנוע לתיבת ההילוכים S tronic בעלת שבעה הילוכים, ומפחית רעידות וזעזועים במערכת ההינע. זה מגדיל את נוחות הנהיגה ואת חיי הרכיבים.

השלב האחרון כולל בדיקות מכניות ואלקטרוניות כדי להבטיח שכל התפקודים פועלים כראוי. זה כולל בדיקה קרה, שבמהלכה המנוע מתמלא בנוזלי תפעול ונבדק. גם בדיקה חמה היא חלק מההליך: כאן המנוע מונע ונבדק תחת עומס. לאחר שכל ההנחיות עומדות וכל הבדיקות נתנו אור ירוק, מנוע חמשת הצילינדרים מועמס על משטח באמצעות מנוף ומועבר ברכבת ממפעל גיור לאינגולשטאדט. כאן יורדת האאודי RS 3 מפס הייצור, וכאן מתרחשת מה שנקרא "הנישואין" - כאשר מנוע ה-2.5 TFSI מותקן לבסוף בדגם ה-A3 המתקדם ביותר.