50 anos do motor de 5 cilindros da Audi

Do quattro original ao Sport quattro

A Audi lançou a sua primeira motorização Diesel em 1978: um motor Diesel naturalmente aspirado com uma cilindrada de dois litros e 51 kW (70 cv). Um ano depois, estreou-se o primeiro motor a gasolina de cinco cilindros com turbo – mais um feito pioneiro da Audi. Com 125 kW (170 cv) e 265 Nm de binário, este motor deu vida ao novo modelo topo de gama, o Audi 200 5T. O motor a gasolina de cinco cilindros do Audi quattro original de 1980 atingiu patamares ainda mais elevados. Com turbo, intercooler e tração integral permanente, formava um rol tecnológico potente tanto para competição como para estrada. Na fase inicial das vendas, apresentava uma potência de 147 kW (200 cv). Após a Audi conquistar o título do Campeonato do Mundo de Ralis em 1982 com este carro, o piloto finlandês Hannu Mikkola venceu o título de pilotos no Campeonato do Mundo de Ralis no ano seguinte.

Também em 1983, a Audi apresentou o Sport quattro, que era 24 centímetros mais curto e tinha vias mais largas. Este modelo era equipado com um motor de cinco cilindros fabricado com recurso a ligas leves, quatro válvulas por cilindro, recentemente desenvolvido, com 225 kW (306 cv). Estes dados tornaram o Sport quattro o carro mais potente alguma vez proposto por uma marca alemã para utilização em estradas públicas, até à altura. O modelo serviu de base para um novo carro de ralis do Grupo B, em que o motor de quatro válvulas por cilindro produzia 450 cv (331 kW) desde o início. Este foi utilizado pela primeira vez na penúltima prova de 1984, o Rali da Costa do Marfim. Nas restantes onze provas da temporada, o sueco Stig Blomqvist competiu ao volante do Audi quattro A2 do Grupo B, com 265 kW (360 cv). No final, ele conquistou o título de pilotos e a Audi venceu o campeonato mundial de construtores.

Walter Röhrl em Pikes Peak

Mesmo após a Audi se ter retirado do Grupo B dos ralis em 1986, houve novos momentos marcantes na competição: Walter Röhrl venceu a subida à montanha Pikes Peak (EUA) em 1987 ao volante do Audi Sport quattro S1 (E2). O carro de corrida produzia 440 kW (598 cv) de potência. Ao contrário do Audi Sport quattro S1, com a sua tecnologia de quatro válvulas por cilindro, a Audi utilizou o motor de cinco cilindros em linha com a antiga cabeça de duas válvulas no 200 quattro Trans-Am. O motor turbo, com 2,1 litros de cilindrada, entregava 375 kW (510 cv). Hurley Haywood venceu a série americana Trans-Am em 1988 de forma impressionante com este carro.

Em 1989, o IMSA GTO cativou e destacou-se no cenário dos carros de turismo nos EUA com 530 kW (720 cv), ainda que obtidos a partir de pouco mais de dois litros de cilindrada.

A Audi revelou outro marco na história automóvel no Salão Internacional do Automóvel de Frankfurt em 1989: o Audi 100 TDI. O turbodiesel de cinco cilindros com injeção direta e sistema de gestão eletrónica do motor produzia 88 kW (120 cv) a partir de uma cilindrada de 2,5 litros. A Audi continuou a aperfeiçoar a sua gama de motores a gasolina de cinco cilindros. Em 1994, o RS2 Avant com 232 kW (315 cv) foi lançado no mercado. Enquanto Avant com potência de automóvel desportivo, tornou-se o modelo fundador de uma nova classe de veículos.

Com a introdução do Audi A4 (B5) em 1994, os motores de cinco cilindros saíram do segmento. Os novos motores V6 substituíram-nos gradualmente em meados da década de 1990. Os últimos motores de cinco cilindros — o 2.5 TDI no Audi A6 e o 20V turbo com 2,2 litros de cilindrada no Audi S6 — foram descontinuados em 1997.

Turbo e injeção direta no Audi TT RS

Em 2009 – 30 anos após a estreia do primeiro motor a gasolina de cinco cilindros com turbo – chegou o grande regresso no Audi TT RS: a partir de 2,5 litros de cilindrada, a quattro GmbH conseguiu retirar 250 kW (340 cv) com o motor montado transversalmente, equipado com turbo e injeção direta de gasolina. Este motor também proporcionou desempenho excecional no RS 3 Sportback. O TT RS plus, que a Audi apresentou em 2012, alcançou mesmo 265 kW (360 cv).

Em 2013, o RS Q3 tornou-se o primeiro SUV compacto a abrir um novo segmento de mercado. Tal como no TT RS e no RS 3, foi o motor de cinco cilindros de 2,5 litros que serviu como unidade de propulsão. Uma nova versão do motor surgiu em 2016. Graças a medidas de construção leve, redução de atrito interno e aumento da capacidade de entrega da potência, os engenheiros conseguiram cerca de 17% mais potência mantendo a cilindrada de 2.480 cm³: 294 kW (400 cv) e 480 Nm de binário máximo.

A SONORIDADE: envolvente e inconfundível

O som grave do cinco cilindros proporciona uma experiência de condução extremamente envolvente. A sua sonoridade característica é criada pelo número ímpar de cilindros e pela sequência de ignição única 1-2-4-5-3, que alterna entre pares de cilindros adjacentes e mais afastados com um intervalo de 144 graus de rotação em relação à cambota, o que confere ao 2.5 TFSI um ritmo e um carácter sonoro muito especial. A geometria do coletor de escape contribui igualmente para este som único, com diferentes tempos de fluxo dos gases de escape entre as válvulas e o turbocompressor.

O controlo totalmente variável das válvulas de escape, introduzido na terceira geração do RS 3 Sportback* e na segunda geração do RS 3 Limousine* em 2021, aumenta o espectro sonoro e torna-o ainda mais percetível. As válvulas assumem várias posições intermédias dependendo do modo de condução selecionado no Audi drive select: nos modos dynamic, RS Performance e Drift, abrem significativamente mais cedo do que nos outros modos de condução — as características sonoras envolventes tornam-se ainda mais evidentes. O som característico do motor de cinco cilindros é ainda reforçado pelo opcional sistema de escape desportivo RS, que produz um som ainda mais desportivo.

A TECNOLOGIA: 2.5 TFSI com turbo

No desenvolvimento da atual geração do motor de cinco cilindros, que foi estreado em 2016, o foco foi colocado no elevado desempenho e na construção leve. No Audi RS 3, o motor, conhecido internamente como EA855 Evo Sport, desenvolve 400 cv e 500 Nm de binário. O 2.5 TFSI oferece assim uma excelente aceleração em regimes médios e potência excecional: o desportivo compacto acelera de 0 a 100 km/h em 3,8 segundos e atinge uma velocidade máxima de até 290 km/h.

A sigla TFSI significa turbo e injeção direta. O 2.5 TFSI utiliza injeção dupla — no coletor de admissão e nas câmaras de combustão — bem como o sistema Audi valvelift para controlo variável das válvulas de escape, o que permite uma regulação mais precisa da mistura ar/combustível, resultando numa entrega de potência otimizada com consumo de combustível reduzido. No motor de cinco cilindros, o combustível é injetado a 250 bar; o turbocompressor de grandes dimensões gera uma pressão máxima de sobrealimentação de 1,5 bar (relativa)/2,5 bar (absoluta).

A cabeça dos cilindros, a cambota e os pistões são altamente duradouros. Materiais leves são utilizados em muitos componentes do motor, beneficiando a resposta e a prontidão para subir de regime. No total, o motor de cinco cilindros pesa cerca de 160 quilogramas e, com menos de 50 centímetros de comprimento, é extremamente compacto, o que torna o motor de curso longo (diâmetro 82,5 mm x curso 92,8 mm) perfeito para ser instalado em posição transversal.

O cárter do 2.5 TFSI é em alumínio, o que reduz drasticamente o peso face aos componentes anteriores em ferro fundido cinzento. A cambota é oca, contribuindo igualmente para o baixo peso do cinco cilindros. Comparado com uma cambota maciça, é necessária menos massa para ser posta em rotação, o que melhora a resposta do motor. A Audi utiliza ainda outros materiais leves, como a tampa do cárter em magnésio e polias da correia em alumínio.

Medidas extensivas reduzem o atrito interno, o desgaste e o consumo de combustível, otimizando, assim, a potência. Estas incluem camisas de cilindro com revestimento a plasma e condutas de óleo especiais na base dos pistões em alumínio para melhorar a refrigeração.

O inovador sistema de gestão térmica com bomba de água ajustável também reduz o atrito e aumenta a eficiência de combustível: durante a breve fase de aquecimento após um arranque a frio, a bomba de água não permite a circulação do líquido de refrigeração na cabeça dos cilindros, permitindo ao motor 2.5 TFSI atingir mais rapidamente a sua temperatura de funcionamento. A bomba de óleo em alumínio controlada mediante as necessidades — em conjunto com o sistema Audi valvelift — contribui igualmente para uma maior eficiência.

A bomba de óleo ajusta a pressão do óleo aos requisitos predominantes, enquanto o sistema Audi valvelift no lado do escape varia a duração da abertura das válvulas em dois estágios, dependendo da carga e da rotação — para consumo moderado em carga baixa e parcial, e para resposta imediata e excelente aceleração em regimes médios com carga total.

Enquanto parte dos testes do veículo, os motores são avaliados em diferentes regiões e em todas as zonas climáticas europeias, do norte ao sul da Europa. Para além de condução em clima frio e quente, o programa inclui avaliações a várias altitudes e o teste de resistência no traçado norte do Nürburgring. Milhares de quilómetros de testes com um único objetivo: garantir a máxima performance em todas as condições.

A PRODUÇÃO: montagem artesanal na fábrica de Győr

O motor de cinco cilindros é construído na fábrica de Győr, na Hungria, na chamada montagem Bock, que ocupa mais de 1.000 metros quadrados. O motor é montado manualmente, sem recurso a robots. O 2.5 TFSI é montado por especialistas altamente qualificados em 21 estações antes de sair da fábrica. Componentes-chave, como as bielas e o bloco de cilindros, incluindo o revestimento a plasma das camisas dos cilindros, são fabricados separadamente numa área de produção especializada, também na fábrica de Győr.

A montagem do cinco cilindros começa com a colocação do bloco de alumínio e a sua fixação no suporte de montagem. Uma vez que o motor recebe o número de série, as capas de rolamentos são lubrificadas e é inserida a cambota. Os pistões são então montados com as bielas e colocados no bloco de cilindros. É realizado um teste de binário para garantir que a cambota gira suavemente e que todos os componentes estão corretamente aparafusados. Em seguida, é instalada a flange de vedação e fixado o cárter de óleo. A sua parte superior é em magnésio, tornando-a significativamente mais leve do que a parte inferior em alumínio. O processo continua com a instalação dos injetores, sensor de rotação e corrente de distribuição. A corrente de distribuição liga a cambota ao comando de válvulas e garante que as válvulas abram e fechem no momento certo.

Segue-se um dos passos mais importantes: aparafusar a cabeça dos cilindros e instalar as velas de ignição. A faísca inflama a mistura ar/combustível, colocando os pistões em movimento e criando o som característico do motor de cinco cilindros. O elemento central para a admissão de ar é o coletor de admissão, que é então aparafusado, juntamente com o grande turbocompressor, que comprime o ar de admissão, fornecendo mais oxigénio à câmara de combustão, o que permite uma combustão mais eficiente e contribui, assim, para um desempenho e eficiência otimizados. Por fim, todos os elementos do motor são ligada e o volante bimassa é montado. Posicionado entre o motor e a transmissão S tronic de sete velocidades, este componente reduz as vibrações e as oscilações na cadeia cinemática, aumentando o conforto de condução e a vida útil dos componentes.

A etapa final envolve testes mecânicos e eletrónicos para garantir que todas as funções operam corretamente, incluindo o teste a frio, no qual o motor é preenchido com os fluidos de funcionamento e verificado. O chamado teste a quente também faz parte do procedimento: aqui, o motor é colocado em funcionamento pela primeira vez e testado sob carga. Uma vez cumpridas todas as normas e cada teste aprovado, o motor de cinco cilindros é colocado por grua numa palete e transportado de comboio da fábrica de Győr para Ingolstadt. É aí que o Audi RS 3* sai da linha de produção e ocorre o chamado “casamento” — quando o 2.5 TFSI é finalmente instalado no modelo A3 topo de gama.

*Valores de consumo de combustível e de emissões dos modelos mencionados:

Audi RS 3

Consumo combinado de combustível em l/100 km: 9,2–9,3 Emissões combinadas de CO2em g/km: 209–212

Audi RS 3 Sportback

Consumo combinado de combustível em l/100 km: 9,3 Emissões combinadas de CO2em g/km: 212

Audi RS 3 Limousine

Consumo combinado de combustível em l/100 km: 9,2, Emissões combinadas de CO2 em g/km: 209