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Ssp 377 - Audi 4,2L v8 Fsi-Motor


Service Training

Audi 4,2l V8 FSI-Motor

Selbststudienprogramm 377

Die aktuelle V-Motoren-Familie der Marke Audi zeichnet sich durch einen Zylinderwinkel von 90° und einen Zylinderabstand von 90 mm aus. Das erste Aggregat war der 3,2l V6 FSI-Motor. Der 4,2l V8 FSI-Motor ist ein weiterer Vertreter. Er wird in zwei Varianten angeboten, als komfortorientierte Basismotorisierung (Ersteinsatz im Audi Q7) und als sportlich ausgelegtes Hochdrehzahlkonzept für den neuen RS4. Als ein weiterer Vertreter dieser Familie wird ein V10-Motor mit 5,2l Hubraum angeboten. Wie der RS4-Motor verfügt auch der V8 des Q7 über die Benzin-Direkteinspritzung FSI, die – nach fünf Siegen im Le Mans-Rennwagen Audi R8 – nun auch in einem Serien-Achtzylinder Einzug h?lt. Für den Einsatz im Audi Q7 wurde der V8 neu abgestimmt. Ein fülliger Drehmomentverlauf bis zur Nenndrehzahl sowie spontanes Ansprechverhalten ist die Charakteristik dieses neuen Motors. Das Aggregat zeichnet sich dabei nicht nur durch seine dominante Leistung und ein hohes Drehmoment aus. Die daraus resultierenden Fahrleistungen k?nnen sich auch im anspruchsvollen WettbewerbsUmfeld sehen lassen.

RS4-Hochdrehzahlmotor

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Inhaltsverzeichnis

Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Technische Daten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Motormechanik
Kurbeltrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Kurbelgeh?useentlüftung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Kettentrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Antrieb Nebenaggregate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Zylinderkopf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

?lkreislauf
Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ?lpumpe und ?l?ltermodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ?lwanne Audi RS4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ?lkreislauf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Kühlkreislauf
Kühlkreislauf Audi Q7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Kühlkreislauf Audi RS4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Luftführung
Luftansaugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Saugrohrklappen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Unterdruckverschlauchung Audi RS4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Unterdruckverschlauchung Audi Q7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Kraftstoffsystem
Kraftstoffsystem Audi Q7/RS4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Abgasanlage
Abgasanlage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Abgasklappensteuerung Audi RS4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Sekund?rluftsystem. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Motormanagement
Systemübersicht Audi Q7 (Bosch MED 9.1.1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 Systemübersicht Audi RS4 (Bosch MED 9.1). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Betriebsarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 CAN-Datenbus-Schnittstellen (CAN-Datenbus-Antrieb) Audi Q7 . . . . . . . . . . . . . 42 CAN-Datenbus-Schnittstellen (CAN-Datenbus-Antrieb) Audi RS4 . . . . . . . . . . . . 43 Startmodus Audi RS4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Sportmodus Audi RS4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

Das Selbststudienprogramm vermittelt Grundlagen zu Konstruktion und Funktion neuer Fahrzeugmodelle, neuen Fahrzeugkomponenten oder neuen Techniken. Das Selbststudienprogramm ist kein Reparaturleitfaden! Angegebene Werte dienen nur zum leichteren Verst?ndnis und beziehen sich auf den zum Zeitpunkt der Erstellung des SSP gültigen Softwarestand. Für Wartungs- und Reparaturarbeiten nutzen Sie bitte unbedingt die aktuelle technische Literatur.

Verweis

Hinweis

Einleitung

Der 4,2l V8 FSI-Motor wird im Neuen Audi Q7, Audi A6, Audi A8 und im RS4 angeboten.

Folgende Ziele standen bei der Entwicklung des Q7-Motors im Vordergrund: – hohe spezi?sche Motorleistung: 257 kW/350 PS für 4,2l (jeweils 15 PS mehr gegenüber den MPI-Motoren) – hohes Drehmoment 440 Nm für 4,2l – Reduzierung von Kraftstoffverbrauch um ca. 5 % (~360 g/kWh bei 2000 1/min und 2 bar) – kurze und kompakte Bauform – modulares Motorkonzept auf Basis des V6-FSI-Motors für V8- und V10-FSI (Synergie) – hohe Leerlaufqualit?t – hoher Komfortanspruch bzgl. Akustik und Laufqualit?t – geringes Motorgewicht – Gel?ndeg?ngigkeit des Motors für Audi Q7

Hinweis Die technischen Beschreibungen dieses Motors beziehen sich haupts?chlich auf den V8-Basismotor im Audi Q7 und auf den Hochdrehzahlmotor im Audi RS4.

Q7-Motor

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Technische Merkmale – Benzindirekteinspritzung – Homogenbetrieb – Rollenschlepphebel mit hydraulischem Spielausgleich – schwungradseitige Kettentriebe für Nockenwellen und Nebenaggregate – stufenlose Nockenwellenverstellung für Einlassund Auslassnockenwellen – zwei Stufen Magnesium-Schaltsaugrohr mit integrierter Ladungsbewegungsklappe (nicht bei RS4) – E-Gas – für Abgasgesetze EU IV/LEV II

Wesentliche technische Unterschiede vom Basismotor zum Hochdrehzahlmotor sind in folgenden Baugruppen zu ?nden: – – – – – – – – Kurbeltrieb Steuertrieb Zylinderkopf ?lhaushalt Motorkühlung Ansaugstrecke Abgasanlage Motormanagement

Die genaue Beschreibung der Unterschiede ?nden Sie im jeweiligen Kapitel.

RS4-Motor

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7

Einleitung

Drehmoment-Leistungskurve
320 460

Drehmoment in Nm
420

280 240

V8 FSI Basis im Q7 V8 FSI hochdrehend im RS4

380 Nm 300

200

Leistung in kW V8 FSI Basis im Q7 V8 FSI hochdrehend im RS4
160 kW

80 0 2000 5000 7000 9000

Drehzahl in 1/min

Technische Daten Q7 Kennbuchstabe Bauart Hubraum in cm3 Leistung in kW (PS) Drehmoment in Nm Anzahl Ventile pro Zylinder Bohrung in mm Hub in mm Verdichtung Zündfolge Motorgewicht in kg Motormanagement Kraftstoff Abgasnorm ca. 198* Bosch MED 9.1.1 BAR V8 90° V-Winkel 4V FSI 4163 257 (350) bei 6800 1/min 440 bei ~3500 1/min 4 84,5 92,8 ~12,5/-0,4 : 1 1–5–4–8–6–3–7–2 ca. 212** Bosch 2x MED 9.1 ROZ 98, 95 EU IV/LEV II 309 (420) bei 7800 1/min 430 bei 5500 1/min RS4 BNS

* **

mit Automatikgetriebe Handschalter inklusive Kupplung und Zweimassenschwungrad

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Motormechanik

Kurbeltrieb
Zylinderblock
Das Zylinder-Kurbelgeh?use ist eine closed-deckKonstruktion. Gegenüber der open-deck-Bauweise ist die closed-deck-Konstruktion in sich steifer. Bei der open-deck-Bauweise ist der Wassermantel, der die Zylinder umspült, nach oben hin offen. Das Zylinder-Kurbelgeh?use wird im NiederdruckKokillenguss aus einer Aluminium-Silizium Legierung gefertigt, ist übereutektisch* und hat einen Siliziumgehalt von 17 % (AlSi17Cu4Mg). Das Zylinder-Kurbelgeh?use wurde einer speziellen W?rmebehandlung zur Steigerung der Festigkeit unterzogen. Die Zylinderlaufbahnen werden mechanisch freigelegt. Das Zylinder-Kurbelgeh?use des Hochdrehzahlmotors wird wegen seiner h?heren Beanspruchung auch entsprechend aufw?ndiger bearbeitet. Um den Verzug der Zylinderrohre zu vermindern, wird das Kurbelgeh?use im verspannten Zustand gehont. Dazu wird zum Honungsprozess eine ?Honbrille“ auf dem Kurbelgeh?use verschraubt, um die bei verschraubtem Zylinderkopf erzeugten Zylinderrohrverzüge zu simulieren. *Je nach Siliziumanteil werden Aluminium-Legierungen als unter- bzw. übereutektisch bezeichnet. ?Alusil“ hat einen übereutektischen Siliziumanteil von 16 bis 18 %, so dass beim Erstarren der Metallschmelze prim?res Silizium ausgeschieden wird. Mit einem eigens entwickelten mehrstu?gen Honverfahren wird das Silizium in den Zylinderbohrungen in Form von mikroskopisch kleinen und besonders harten Partikeln freigelegt und bildet die notwendige Verschlei?festigkeit der Lauf??che für Kolben und Kolbenringe. – – – – Zylinderabstand: Zylinderbankversatz: Motorbaul?nge: Zylinderblockh?he: 90 mm 18,5 mm 464 mm 228 mm

Zylinder-Kurbelgeh?use

eingegossene Hauptlager

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Zylinder-Kurbelgeh?use-Unterteil

Das Zylinder-Kurbelgeh?use-Unterteil (BedplateLagertraverse) besteht aus Aluminium mit eingegossenen GGG 50 Hauptlagerdeckeln. Es ist mit Zentrierstiften zentriert, mit Flüssigdichtmittel abgedichtet und mit dem Zylinder-Kurbelgeh?use verschraubt.

Die Hauptlagerverschraubung erfolgt mit jeweils vier Schrauben symmetrisch zur Hauptlagermitte. Durch die Bedplate-Bauweise wird die mechanische Konstruktion besonders stabil. Dabei wirkt das Bedplate stabilisierend wie ein Leiterrahmen.

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Motormechanik

Kurbelwelle
Die Kurbelwelle ist 5fach gelagert und ist aus hochlegiertem Vergütungsstahl (42CrMoS4) gefertigt. Sie ist 90° gekr?pft und hat keinen Hubzapfenversatz. Der Schwingungsd?mpfer ist als Einmassed?mpfer mit Unwucht in vulkanisierter Ausführung ausgeführt. – – – – Hauptlager: Hauptlagerbreite: Pleuellager: Pleuellagerbreite: ? 65 mm 18,5 mm ? 54 mm 15,25 mm

?nderungen beim Hochdrehzahlmotor Bei sehr hohen Drehzahlen des Motors entstehen durch die Unwucht im Einmassend?mpfer axiale Schwingungen. Diese k?nnen dazu führen, dass die Kurbelwelle bricht. Um diese Schwingungen zu vermeiden, kommt beim Hochdrehzahlmotor ein Zweimassed?mpfer ohne Unwucht zum Einsatz. Um trotzdem die st?renden Motorschwingungen ausgleichen zu k?nnen, sind in der ersten und achten Kurbelwange Schwermetalleins?tze als Unwucht eingearbeitet.

Kurbeltrieb RS4

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Schwermetalleins?tze

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Pleuel
Beim Basismotor werden Crack-Pleuel aus 36MnVS4 eingesetzt, w?hrend die konventionell geteilten Pleuel im RS4-Motor aus Festigkeitsgründen aus 34CrNiMo8 gefertigt werden. Zus?tzlich wurden die Pleuel für den Hochdrehzahlmotor in ihrer Geometrie angepasst und die Toleranzen reduziert. – Lagerzapfen: – Lagerschalen: – L?nge der Buchse: – Pleuell?nge: ? 54 mm 1,4 mm dick, 15,25 mm breit ? 20 mm gerollt 154 mm

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Cracken
Beim Cracken wird das Pleuel mit einem Werkzeug an einer markierten Sollbruchstelle getrennt. Durch die entstehende, unverwechselbare Bruch??che ist eine hohe Fügegenauigkeit beider Teile zueinander gegeben.
Bruch??che

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Sollbruchstelle

Kolben
Aus Festigkeitsgründen kommen Schmiedekolben mit einem konstruktiv etwas h?heren Gewicht als herk?mmliche Kolben zum Einsatz. Die Ausführung der Kolbengeometrie ist für beide Motoren gleich. – Kolbengewicht ohne Ringe: – Kolbenbolzen:

ca. 290 g ? 20 mm x ? 11,5 mm x 40 mm

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Motormechanik

Kurbelgeh?useentlüftung
Die Kurbelgeh?useentlüftung erfolgt über beide Zylinderk?pfe. In den Ventilhauben be?ndet sich ein gro?er Beruhigungsraum. Dieser übernimmt die Funktion eines Schwerkraft-?labscheiders. An den Ventilhauben wird über Kunststoffschlauchleitungen ein Fein?labscheider angeschlossen. Im Geh?use dieses ?labscheiders sind ein Steuerkolben, ein Bypassventil, ein zweistu?ges Druckbegrenzungsventil und ein ?lablassventil integriert. Nachdem das Blow-by-Gas den Fein?labscheider passiert hat, erfolgt die Einleitung des Gases in das Saugrohr nach der Drosselklappe. Diese Einleitstelle ist in den Kühlmittelkreislauf eingebunden und beheizt. Dadurch wird ein Einfrieren der Kurbelgeh?useentlüftung verhindert.

Hinweis ?nderungen nach Serienanlauf Bei beiden Motoren erfolgt die Einleitung des abgeschiedenen ?ls über den Deckel im Innen-V neben der Kurbelgeh?usebelüftung (nicht mehr durch den Kettenkasten). Beim Q7-Motor ist die Entlüftung nur noch ein?utig, also nur über Bank 2. Dadurch erzielt man eine bessere Vereisungssicherheit.

Entlüftungsrohr

Beheizung

Entlüftungsrohr

Kurbelgeh?usebelüftung

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Rückschlagventil (Kurbelgeh?usebelüftung)

Bypassventil Fein?labscheider

Druckbegrenzungsventil

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Funktion des Fein?labscheiders Die Gasmenge des Blow-by-Gases ist abh?ngig von Last und Drehzahl des Motors. Die Abscheidung des Fein?les (??lnebel“) erfolgt mittels dreier Zyklonabscheider. Da Zyklonabscheider immer nur in einem kleinen Volumenbereich gut abscheiden, arbeiten je nach Gr??e der durchgesetzten Gasmenge ein, zwei oder drei Zyklone des Fein?labscheiders parallel. Die Zyklone werden durch den Steuerkolben freigegeben. Die Verschiebung des Steuerkolbens gegen seine Federkraft ist abh?ngig von der Gasdurchsatzmenge. Kolbenring?attern bei sehr hohen Drehzahlen und geringer Motorlast kann bewirken, dass die Gasdurchsatzmenge sehr gro? wird. Der Kurbelgeh?useinnendruck wird durch das zweistu?ge Druckregelventil eingestellt. Das Bypassventil sorgt zusammen mit dem Steuerkolben dafür, dass die Zyklone jeweils im optimalen Betriebspunkt arbeiten (zu hoher oder zu niedriger Volumenstrom beeintr?chtigt die Funktionalit?t der Zyklone). Wenn das Bypassventil ?ffnet, wird zwar ein Teil des Blow-By-Gases ungereinigt dem Motor zugeführt, aber der Rest wird optimal durch die Zyklone gereinigt. Das abgeschiedene ?l wird in einem ?lsammelraum unterhalb der Zyklone gesammelt. Von dort aus kann es erst ablaufen, wenn das ?lablaufventil ge?ffnet ist. Das ?lablaufventil ist so lange geschlossen, wie der Druck im Kurbelgeh?use, also unterhalb des Ventils gr??er ist als im ?labscheider. Erst bei sehr geringer Motordrehzahl oder bei stehendem Motor ?ffnet sich das Ventil selbstt?tig durch Schwerkraft, weil ober- und unterhalb des Ventils die gleichen Druckverh?ltnisse herrschen. Zum System der Kurbelgeh?useentlüftung geh?rt auch die Belüftung des Kurbelgeh?uses. Die Luft wird nach dem Luft?lter entnommen und über ein Rückschlagventil von oben in das Kurbelgeh?use eingeleitet. Das Rückschlagventil be?ndet sich am Ende der Belüftungsleitung und ist zwischen beiden Zylinderb?nken im Motorblock verschraubt. Unterhalb des Rückschlagventils im Motorblock be?ndet sich ein D?mpfungsraum. Dieser verhindert ein Flattern des Rückschlagventils und unterbindet somit entstehende Ger?usche. Eine Drosselbohrung verbindet diesen Raum mit dem Innenraum des Kurbelgeh?uses. Sie hat die Aufgabe, dass nur eine de?nierte Menge Frischluft dem Kurbelgeh?use zugeführt wird.

Steuerkolben

?lsammelraum

3fach Zyklon 377_011 ?lablassventil

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Motormechanik

Kettentrieb
Bild zeigt Q7-Motor

Kettentrieb A

Kettentrieb B

Kettentrieb C

377_012 Kettentrieb D

Das Konzept des Steuertriebes ist wie bei allen Motoren der Audi V-Motorenreihe gleich. Der Kettentrieb verl?uft über zwei Ebenen. Ebene 1 Grundtrieb A: Antrieb der Zwischenr?der zu den Nockenwellen von der Kurbelwelle aus Ebene 2 Kopftrieb B und C: Antrieb der Nockenwellen von den Zwischenr?dern aus Kettentrieb D: Antrieb des Antriebsmoduls Nebenaggregate von der Kurbelwelle aus Die richtige Spannung der Ketten wird über FederHydraulik-Spanner realisiert. Der Kettentrieb ist wartungsfrei und auf die Lebensdauer des Motors ausgelegt. Unterschiede bei beiden Motorisierungen sind hier die Art der Ketten und die ?bersetzungsverh?ltnisse in den Trieben A, B und C. Durch die Wahl einer h?heren Z?hnezahl wurde das Belastungsniveau der Rollenketten in der Basismotorisierung reduziert.

Q7 Der Antrieb erfolgt beim Basismotor über 3/8“-Simplex-Rollenketten. Sie wurden wegen der Akustikvorteile entwickelt, um den hohen Komfortansprüchen gerecht zu werden. Die Z?hnezahl der Zwischenr?der betr?gt hier 40 und 24. Auf den Nockenwellenr?dern sind 30 Z?hne.

Hochdrehzahlmotor Hier kommen 3/8“-Simplex-Hülsenketten zum Einsatz. Ihr Vorteil ist der geringere Verschlei? und eine h?here Standfestigkeit bei hohen Motordrehzahlen. Die Z?hnezahl der Zwischenr?der betr?gt hier 38 und 19. Auf den Nockenwellenr?dern sind 25 Z?hne.

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Antrieb Nebenaggregate
Die ?lpumpe, Wasserpumpe, Pumpe für Lenkhilfe und der Kompressor werden vom Kettentrieb D angetrieben. Der Kettenantrieb erfolgt direkt von der Kurbelwelle, wird über ein Zwischenrad umgelenkt und treibt das am Zahnradmodul sitzende Kettenrad an.

Klimakompressor

Kettentrieb D

Kühlmittelpumpe

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?lpumpe Zahnradmodule

Pumpe für Lenkhilfe

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Motormechanik

Zylinderkopf
Die Zylinderk?pfe bauen in technischer Hinsicht auf die bekannten Audi Vierventil-FSI-Zylinderk?pfe auf. Technische Daten – Aluminium-Zylinderkopf – FSI-Einlasskan?le mit horizontaler Kanalteilung zur Tumbleerzeugung – Vierventiltechnik mit zentraler Anordnung der Zündkerze – Einlassventil: verchromtes Vollschaftventil – Auslassventil: verchromtes Hohlschaftventil mit Natriumfüllung – Ventilhub 11 mm – leichter, reibungsarmer Ventiltrieb, Ventilbet?tigung über Rollenschlepphebel mit hydraulischem Spielausgleich, einfache Ventilfeder – zwei gebaute Nockenwellen je Zylinderkopf, Antrieb über hydraulische Schwenkmotoren – Ventil?ffnungswinkel Einlass 200° KW – Ventil?ffnungswinkel Auslass 220° KW – Ventil?ffnungswinkel Auslass 210° KW – Verstellbereich der Nockenwellen betr?gt 42° KW – Verriegelung der Versteller mittels Sperrbolzen bei stehendem Motor; Einlass in Stellung Früh, Auslass in Sp?t – Rückstellfeder im Auslassversteller – Realisierung der "internen Abgasrückführung" mittels entsprechender Ventilüberschneidung – Die Ventilspielausgleichselemente wurden vom VR6-Motor übernommen. Sie haben einen gr??eren Kugelhub, der sich im Laufe der Erprobung als vorteilhaft für den Hochdrehzahlmotor erwiesen hat (Stichwort Aufpumpen des hydraulischen Ventilspiel Ausgleichselementes). – Der Zylinderkopf besitzt einen modi?zierten Wassermantel, der den Bereich zwischen Einlasskanal und Einspritzventil mit Kühlwasser versorgt und dadurch die Temperaturen in der Brennraumplatte des Zylinderkopfes reduziert. – Aufgrund des ver?nderten ?bersetzungsverh?ltnisses beim Nockenwellenantrieb hat der Nockenwellenversteller 25 Z?hne für den Kettenantrieb statt 30 Z?hne beim Basismotor. – Einlasskan?le sind füllungsoptimiert (gr??ere Querschnitte als Basis) – Einlassventile sind verchromte Hohlschaftventile (Gewichtsreduzierung) – Ventilfedern sind aus einem Werkstoff mit h?herer Zugfestigkeit und besitzen auch eine h?here Federkraft – Entsprechend dem h?herem Kraftstoffbedarf sind die Einspritzventile für einen h?heren Durchsatz ausgelegt. – Rollenschlepphebel haben eine robustere Auslegung in der Verstemmung für die Rolle – Nockenwellen haben andere Steuerzeiten und gr??ere ?ffnungsl?ngen – Ventil?ffnungswinkel Einlass 230° KW Unterschiede beim Hochdrehzahlmotor Entsprechend der h?heren Leistung und Drehzahlen wurde der Zylinderkopf bei folgenden Bauteilen ge?ndert:

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Kurbelgeh?useentlüftung Ventilhaube

Hallsensor

Hochdruck-Kraftstoffpumpe mit Ventil für Kraftstoffdosierung

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Einlassversteller

gebaute Nockenwellen

Auslassversteller mit Rückstellfeder

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?lkreislauf

Aufbau
Der ?lhaushalt der Basismotorisierung, wie auch der des Hochdrehzahlmotors, basiert auf einem klassischen Nasssumpf-Konzept. Bei der Entwicklung wurde auf eine deutliche Reduktion des ?ldurchsatzes wertgelegt. Dadurch bleibt das ?l l?nger in der ?lwanne und kann besser entgasen. Der ?ldurchsatz liegt mit 50 l/min (bei 7000 1/min und 120 °C ?ltemperatur) auf ein für AchtzylinderMotoren sehr geringem Niveau. Dadurch wird die Antriebsleistung der ?lpumpe minimiert und somit der Kraftstoffverbrauch reduziert. Der ?lhobel ist so gestaltet, dass er nicht nur das ?lpanschen der Kurbelwelle verhindert, sondern auch die Hauptlagerw?nde versteift. Die ?lkühlung übernimmt bei der Basismotorisierung ein ?l-Wasser-W?rmetauscher. Beim h?her belasteten Hochdrehzahlmotor kommt zus?tzlich ein ?l-Luft-W?rmetauscher zum Einsatz, um die ?ltemperatur auch bei sehr hoher Belastung des Motors auf einem niedrigen Niveau zu halten. Dieser zus?tzliche W?rmetauscher wird über ein Thermostat parallel zum W?rmetauscher geschaltet.

Zylinderbank 1 Kettenspanner

?l?ltermodul

Zylinderbank 2

hydraulische Nockenwellenverstellung

?lkühler (Kühlmittel)

?ldruckregelventil

?lpumpe (Zahnrad)

Thermostat Umf?nge nur im Audi RS4

?lkühler (Luft)

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?lpumpe
Die ?lpumpe be?ndet sich über der ?lwanne. Das Ansaugen erfolgt über den Boden?lter der ?lwanne und im Fahrbetrieb gleichzeitig durch den Rücklaufkanal des Motors. Alle Motorschmierstellen werden von der Druck?lseite beaufschlagt.

Rücklauf aus dem Motor

Druck?lseite

Saugseite Boden?lter

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?l?ltermodul
Das ?l?ltermodul ist als Hauptstrom?lter ausgelegt. Es ist wartungsfreundlich im Innen-V des Motors untergebracht. Der Filtereinsatz ist ohne Spezialwerkzeug leicht austauschbar. Er besteht aus einem Polymervlies.

Verschlusskappe

Filtereinsatz aus Polymervlies

von der Druckseite der ?lpumpe

zum Motorkreislauf 377_040

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?lkreislauf

?lwanne Audi RS4
Gerade bei einem Sportwagen ist eine sichere ?lversorgung in allen Fahrsituationen von hoher Bedeutung. Der ?lhaushalt des Hochdrehzahlmotors wurde für Rennstreckeneinsatz mit bis zu 1,4 g Querbeschleunigung ausgelegt. Um das auch sicherzustellen, verfügt die ?lwanne im RS4 über ein zus?tzliches Klappensystem. Aufbau In einem Geh?use sind vier Klappen angeordnet, deren Drehachse parallel zur Fahrzeugl?ngsachse angeordnet ist. Die Klappen ?ffnen jeweils zur Innenseite des Ansaugbereiches der ?lpumpe. Funktion Be?ndet sich das Fahrzeug in einer Kurve, so str?mt das ?l innerhalb der ?lwanne zur Kurvenau?enseite. Die zwei zur Kurvenau?enseite zugewandten Klappen schlie?en und halten das ?l im Ansaugbereich. Gleichzeitig ?ffnen die zwei zur Kurveninnenseite zugewandten Klappen, so dass weiteres ?l in den Ansaugbereich str?mt. Damit steht der ?lpumpe eine ausreichende Menge ?l zur Verfügung.

A

Fahrtrichtung

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Schnitt A

zur Kurvenau?enseite wirkende Fliehkr?fte

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Klappe schlie?t (?l wird aufgestaut)

Klappe ?ffnet (?l str?mt in Zwischenraum)

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?lkreislauf

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Druck?l nach Filter

Druck?l vor Filter

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Kühlkreislauf

Kühlkreislauf Audi Q7

Heizungsw?rmetauscher Ausgleichsbeh?lter

Kühlmitteltemperaturgeber

Kühlmittelpumpe

Generator

?lkühler

Thermostat

Kühler 377_030

Der Kühlkreislauf der neuen V8-Motoren wurde als L?ngsstromkühlung ausgelegt. Das Kühlwasser str?mt auf der Auslassseite ein und über die Zylinderkopfdichtung in den Kopf, wo es l?ngs durch den Kettenkastendeckel ausstr?mt. Die Kühlung der Zylinderstege wurde verbessert, indem in den Stegen Kühlwasserkan?le mit optimierten Querschnitten gebohrt wurden. Mit Hilfe von gezielt verschlossenen Wasserkan?len ist eine Zwangsdurchstr?mung dieser Bohrungen sichergestellt. Der Hochdrehzahlmotor verfügt zus?tzlich über zwei zwangsdurchstr?mte V-f?rmige Bohrungen zwischen den Einlassventilen, da diese aufgrund der hohen Leistungsdichte st?rker belastet sind.

Beim Basismotor wird eine kennfeldgesteuerte Regelung der Kühlmitteltemperatur eingesetzt. Im Volllastbereich wird die Kühlmitteltemperatur über ein elektrisch beheiztes Thermostat auf 90 °C abgesenkt, um die Klopfneigung des Motors nicht zu erh?hen. Dagegen wird im klopfunkritischen Teillastbetrieb die Kühlmitteltemperatur auf 105 °C erh?ht. Die thermodynamischen Vorteile und die verringerte Reibleistung ergeben im unteren Teillastbereich eine Kraftstoffersparnis von ca. 1,5 %.

Kühlerlüftersteuerung
Das Motorsteuerger?t J623 steuert über ein separates PWM-Signal das Steuerger?t für Kühlerlüfter J293 und Steuerger?t 2 für Kühlerlüfter J672 an. Die Steuerger?te für Kühlerlüfter bestromen mittels PWM-Signal dann entsprechend dem Signal des Motorsteuerger?tes die Kühlerlüfter. Die Ansteuerung der Kühlerlüfter durch das Motorsteuerger?t ist kennfeldabh?ngig.

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Kühlkreislauf Audi RS4

Pumpe für Kühlmittelnachlauf V51

Rückschlagventil

Kühlmittelregler für Zusatzkühler

Zusatzkühler rechts

Zusatzkühler links

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Kühlmittelpumpe und Thermostat
Im Hochdrehzahlmotor kommt keine kennfeldgesteuerte Regelung der Kühlmitteltemperatur zum Einsatz. Um eine bessere Kühlung zu erreichen, kommen hier zwei Zusatzkühler zum Einsatz. Ein Zusatzkühler wird st?ndig mit Kühlmittel durchstr?mt. Der zweite Zusatzkühler wird über ein Kühlmittelthermostat ge?ffnet. Um einen W?rmestau nach Abstellen des hei?en Motors zu vermeiden, wird eine bestimmte Zeit nach Abstellen des Motors die Pumpe für Kühlmittelnachlauf aktiviert. Die Nachlaufzeit der Pumpe und die Notwendigkeit beide Kühlerlüfter mit anzusteuern wird über entsprechende Kennfelder berechnet. Zur Berechnung gehen hier verschiedene Me?gr??en ein (Motortemperatur, Umgebungstemperatur, Motor?ltemperatur und Kraftstoffverbrauch).

Kühlmittelpumpe 377_034

Thermostat

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Luftführung

Luftansaugung
Die Ansaugstrecke des Q7 ist doppel?utig und mündet in ein Schaltsaugrohr aus MagnesiumDruckguss. Dem Schaltsaugrohr vorgeschaltet ist eine Drosselklappen-Steuereinheit von der Fa. Bosch mit einem Durchmesser von 82 mm. Das Schaltsaugrohr ist zweistu?g ausgelegt. Im unteren Drehzahlbereich wird auf die lange Saugrohrl?nge geschaltet, um das Drehmoment zu erh?hen. Im oberen Drehzahlbereich wird auf die kurze Saugrohrl?nge geschaltet. Diese Stellung führt zur Leistungssteigerung. Die Saugrohrl?ngenschaltung erfolgt kennfeldgesteuert. Die Verstellung erfolgt durch den Motor für Schaltsaugrohr V183. Eine Rückmeldung der Stellung des Schaltsaugrohres gibt es hier nicht. Bei einer nicht funktionierenden Saugrohrabschaltung gibt es keine Verschlechterung der Abgasqualit?t. Der Fahrer beanstandet in diesem Fall Leistungsmangel.

Ansaugung im Audi Q7

Drosselklappen-Steuereinheit Schaltsaugrohr

Hei??lm-Luftmassenmesser (HFM5) Hei??lm-Luftmassenmesser (HFM5)

377_023

Saugrohrklappen

Saugrohrklappen
Ebenso wie das Schaltsaugrohr werden die Saugrohrklappen bei beiden Motorvarianten kennfeldabh?ngig gesteuert. Die Saugrohrklappen werden bei beiden Motoren im unteren Last- und Drehzahlbereich aktiviert. Dabei werden sie gegen die Kanaltrennbleche im Zylinderkopf gefahren und verschlie?en somit den unteren Teil des Ansaugkanals. Die angesaugte Luftmasse str?mt nun durch den oberen Abschnitt des Ansaugkanals und führt zu einer walzenf?rmigen Ladungsbewegung im Zylinder. Bei Nichtaktivierung der Saugrohrklappen sind diese ge?ffnet und geben den vollen Kanalquerschnitt frei. Alle Klappen einer Zylinderbank sind an einer gemeinsamen Welle befestigt. Bei der Basismotorisierung im Q7 werden die Saugrohrklappen über einen elektrischen Aktuator angesteuert. Für jede Zylinderbank wird die Stellung der Saugrohrklappen von einem Hallsensor überwacht. Beim Hochdrehzahlmotor werden die Saugrohrklappen über je ein Unterdruckstellelement pro Zylinderbank geschaltet. Auch hier erfolgt eine Rückmeldung der Klappenstellung mittels Hallsensoren.

24

Bei der Konstruktion der Ansaugstrecke des RS4-Motors wurde auf maximale Entdrosselung wert gelegt. Die gro?en Querschnitte im Hei??lmLuftmassenmesser (HFM), im Reinluftrohr und eine Drosselklappe mit Durchmesser von 90 mm ergeben einen sehr geringen Druckverlust. Um den Motor auch bei hohen Drehzahlen mit genügend Luft zu versorgen, wird ab einer Drehzahl über 5000 1/min und ab einer Geschwindigkeit über 200 km/h im Luft?lter die Leistungsklappe ge?ffnet.

Das ?ffnen und Schlie?en der Leistungsklappe erfolgt durch ein Unterdruckstellelement, kennfeldgesteuert vom Motorsteuerger?t über das Ventil für Ansaugluftumschaltung N335. Das aus Aluminium-Sandguss gefertigte Saugrohr wurde speziell auf die Sportmotorcharakteristik des Motors ausgelegt. Das maximale Drehmoment wird im Gegensatz zum Basismotor bei h?herer Drehzahl erreicht. Bei dieser Drehzahl w?re die Saugrohrumschaltung schon auf die kurze Leistungsstellung geschaltet.

Ansaugung im Audi RS4 Luftansaugung Hei??lm-Luftmassenmesser (HFM5) Drosselklappen-Steuereinheit Reinluftrohr

Saugrohr

Zylinderkopf

Leistungsklappe

Luftansaugung Luftansaugung Unterdruckdose für Leistungsklappe

Der RS4-Motor hat kein Schaltsaugrohr.

Saugrohrklappen

377_022

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Luftführung

Unterdruckverschlauchung Audi RS4
Bei FSI-Motoren ist es problematisch auf herk?mmliche Weise den Unterdruck für den Bremskraftverst?rker und die Motorkomponenten bereitzustellen. Das hei?t, der Anschluss einer Unterdruckleitung nach der Drosselklappe bringt hier wenig Erfolg, weil in vielen Betriebssituationen des Motors durch die weit ge?ffnete Drosselklappe zu geringe Massenstr?me und zu geringer Unterdruck im Saugrohr vorherrscht.

Filtergeh?use-Klappenventil Sekund?rluftpumpe Luft?lter Unterdruckdose für Kombiventil

Ventil für Ansaugluftumschaltung N335

Magnetventil 1 für Aktivkohlebeh?lter N80 Aktivkohlebeh?lter

Hei??lm-Luftmassenmesser

Saugstrahlpumpe mit integriertem Rückschlagventil Ventil für Saugrohrklappe N316

B

Unterdruckdosen für Saugrohrklappen A

Sekund?rlufteinblasventil N112

Rückschlagventil

Unterdruckpumpe für Bremse V192

Unterdruckspeicher

Bremskraftverst?rker

Rückschlagventil mit Drucksensor für Bremskraftverst?rker G294

Relais für Bremskraftverst?rker J569

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Deshalb wird hier bei beiden Motorvarianten der notwendige Unterdruck durch eine Saugstrahlpumpe und im Bedarfsfall zus?tzlich durch eine elektrische Unterdruckpumpe erzeugt. Die Saugstrahlpumpe ist dabei parallel zum Drosselklappenteil vor und hinter die Drosselklappe angeschlossen. Der abgezweigte Luftstrom treibt dabei die Saugstrahlpumpe an. Der Extremfall ist der Kaltstart. Hier ist beispielsweise im Katheizbetrieb die Drosselklappe sehr weit ge?ffnet.

In diesem Fall reicht auch der von der Saugstrahlpumpe erzeugte Unterdruck nicht aus, um den Bremskraftverst?rker ausreichend zu evakuieren. Der Drucksensor für Bremskraftverst?rkung G294 ist an der Leitung zum Bremskraftverst?rker angeschlossen und übermittelt seine Werte dem Motorsteuerger?t. Hier wird (über ein Kennfeld geregelt) das Relais für Bremskraftverst?rker J259 und damit die Unterdruckpumpe für Bremse V192 solange eingeschaltet, bis der erforderliche Unterdruck vorhanden ist.

Relais für Sekund?rluftpumpe J299

Kraftstoffbeh?lter

Abgasklappe

Abgasklappe Unterdruckspeicher

Ventil für Abgasklappe 1 N321 377_025

A B

Motorsteuerger?t (Master) J623 Motorsteuerger?t 2 (Slave) J624 27

Luftführung

Unterdruckverschlauchung Audi Q7

Sekund?rluftpumpe Luft?lter

Verdampfergeh?use Absaugventil

Unterdruckpumpe für Bremse V192

Saugstrahlpumpe mit Rückschlagventil

Kombiventil

A

Bremskraftverst?rker

Drucksensor für Bremskraftverst?rker G294

Relais für Bremskraftverst?rker J569

A

Motorsteuerger?t J623

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Hinweis Die Bilder zeigen die Unterdruckverschlauchung schematisch. Die Verbauorte k?nnen von den hier gezeigten Darstellungen abweichen.

Relais für Sekund?rluftpumpe J299

Verdampfergeh?use vom Kraftstoffbeh?lter

377_068

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Kraftstoffsystem

Kraftstoffsystem Audi Q7/RS4

Ventil 2 für Kraftstoffdosierung N402

Ventil für Kraftstoffdosierung N290

HochdruckKraftstoffpumpe 2

HochdruckKraftstoffpumpe 1

Kraftstoffdruckgeber für Niederdruck G410 Leckageleitung

Niederdrucksystem im Audi Q7

Verweis Die genaue Funktionsweise des Systems k?nnen Sie im SSP 325 – Audi A6 ‘05 Aggregate nachlesen. Einziger Unterschied bei diesem System ist, dass es hier zwei Hochdruckpumpen gibt.

Niederdrucksystem im Audi RS4

Hochdruck Kraftstoff?lter Niederdruck drucklos

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Kraftstoffdruckgeber Hochdruck G247 Kraftstoffverteiler (Rail) 2

zu den Einspritzventilen der Zylinder 5–8 N83–N86

Druckbegrenzungsventil (136 bar)

Kraftstoffverteiler (Rail) 1

Einspritzventile der Zylinder 1–4 N30–N33

377_033

Kraftstoff?lter in Beh?lter integriert

377_036 Rücklau?eitung

Kraftstoffbeh?lter

Kraftstoffpumpe für Vorf?rderung G6 Steuerger?t für Kraftstoffpumpe J538

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Abgasanlage

Abgasanlage
Bei der Entwicklung der Abgasanlage wurde besonderer Wert auf die Optimierung des Str?mungswiderstandes gelegt. Die Verwendung der Klemm?anschtechnik des 2,0l FSI-Motors erweist sich dabei als sehr vorteilhaft.

Audi Q7
Jede Zylinderbank hat ihren eigenen Abgasstrang. An den Zylinderk?pfen werden die luftspaltisolierten (LSI) Abgaskrümmer ange?anscht. Sie bieten den Vorteil des geringen W?rmeverlustes im Abgas. Dadurch erfolgt eine schnelle Aufheizung der Vorkatalysatoren. Die Vorkatalysatoren sind als Keramikkatalysatoren ausgelegt. An ihnen sind die Lambdasonden angeschlossen. Die Lambdasonde vor dem Katalysator ist eine Breitbandsonde. Nach dem Katalysator be?ndet sich eine Sprungsonde. Bei den Hauptkatalysatoren in Unterbodenn?he handelt es sich ebenfalls um Keramikkatalysatoren. Die Abgasrohre der einzelnen Zylinderb?nke münden in einen Vorschalld?mpfer. Der Vorschalld?mpfer ist als Absorptionsschalld?mpfer aufgebaut. Eine ?bersprechfunktion im Schalld?mpfer sorgt für eine Leistungs- und Drehmomenterh?hung des Motors. Die Verbindung vom Vorschalld?mpfer zum Nachschalld?mpfer erfolgt jeweils wieder über getrennte Rohre. Der Nachschalld?mpfer ist wieder als gemeinsames Bauteil für beide Abgasstr?nge ausgelegt. Er hat aber im inneren Aufbau eine klare Trennung zwischen linkem und rechtem Abgasstrang. Vom inneren Aufbau her handelt es sich hier ebenfalls um einen Absorptionsschalld?mpfer.

Audi RS4
Um die sportliche Auslegung des RS4-Motors zu verbessern, kommt für den RS4 ein F?cherkrümmer zum Einsatz. Durch die getrennten einzelnen Str?nge bis zur gemeinsamen Zusammenführung wird somit eine gute Trennung der Auslassst??e erreicht. Auch diese F?cherkrümmer sind in Klemm?anschtechnik ausgeführt. Der Vor- und Hauptkatalysator sind Metallkatalysatoren. Sie bieten den Vorteil, dass sie im Vergleich zum Keramikkatalysator einen geringeren Str?mungswiderstand haben. Das wirkt sich positiv auf die Leistung des Motors aus. Der Vorschalld?mpfer ist für beide Abgasstr?nge in einem gemeinsamen Geh?use untergebracht. Die Abgasstr?nge bleiben jedoch voneinander getrennt. Vor- und Nachschalld?mpfer sind als AbsorptionsSchalld?mpfer ausgelegt. Diese zeichnen sich durch einen geringen Str?mungswiderstand aus.

Abgasanlage Q7 LSI-Abgaskrümmer

Vorkatalysator Entkopplungselement Hauptkatalysator

Vorschalld?mpfer Lambdasonden Nachschalld?mpfer

377_044 32

Abgasklappensteuerung Audi RS4
Ein weiterer Unterschied ist die Anordnung jeweils einer Abgasklappe hinter jedem Nachschalld?mpfer. Sie werden verbaut, um dem Motor einen sportlichen Sound zu verleihen. Weiterhin werden durch das gezielte Schalten der Abgasklappen die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte für Au?enger?usche eingehalten. Bei niedrigen Drehzahlen wird das tieffrequente Dr?hnen verhindert. Bei hohen Drehzahlen und gro?en Abgasstr?men werden durch ?ffnen des Zusatzquerschnittes das Str?mungsrauschen und der Abgasgegendruck reduziert. Im Leerlauf, bei niedriger Motorlast und Drehzahl werden die Abgasklappen geschlossen. Funktion Die Abgasklappen werden von einem UnterdruckStellelement geschaltet. Beide Unterdruckdosen werden von einem elektrisch angesteuerten Magnetventil geschaltet. Das Schalten der Abgasklappen erfolgt kennfeldabh?ngig. Zur Berechnung des Kennfeldes sind die Faktoren Motorlast, Drehzahl, eingelegter Gang und das Schaltsignal der Sporttaste besonders wichtig. Zum Beispiel werden bei Bet?tigung der Sporttaste die Abgasklappen im Leerlauf ge?ffnet.

Abgasanlage RS4 F?cherkrümmer 4 in 2 in 1

Vorkatalysator

Entkopplungselement Hauptkatalysator

Vorschalld?mpfer

Lambdasonden

Nachschalld?mpfer 377_046

377_060

Druckdose für Unterdrucksteuerung

Abgasstellklappe

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Abgasanlage

Sekund?rluftsystem
Durch das Sekund?rluftsystem wird ein schnelleres Aufheizen und somit eine frühere Betriebsbereitschaft des Katalysators nach dem Kaltstart erzielt.

Funktionsweise beim Q7
In der Warmlaufphase steuert das Motorsteuerger?t J623 über das Relais für Sekund?rluftpumpe J299 die Sekund?rluftpumpe V101 an. Der Luftstrom von der Sekund?rluftpumpe ?ffnet die Kombiventile für Sekund?rluft und l?sst Luft in das Abgassystem vor dem Katalysator einstr?men.

Prinzip
Aufgrund des fetteren Gemisches in der Kaltstartund Warmlaufphase tritt im Abgas ein erh?hter Anteil an unverbrannten Kohlenwasserstoffen auf. Durch die Sekund?rlufteinblasung ?ndet eine Nachoxydation im Krümmer und Vorrohr statt. Die dabei freiwerdende W?rme bringt den Katalysator in ca. 30 Sekunden nach Motorstart auf volle Betriebsbereitschaft.

Sekund?rluftsystem Q7

Luft?lter

Sekund?rluftpumpe

Kombiventile (selbst?ffnent)

377_043

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Funktionsweise beim RS4
Die Arbeitsweise ist ?hnlich dem beim Q7-Motor. Der Unterschied liegt hier im ?ffnen und Schlie?en der Kombiventile. Das ?ffnen des Luftweges von der Sekund?rluftpumpe zum Sekund?rluftkanal im Zylinderkopf erfolgt mittels Unterdruckdose am Kombiventil. Die Unterdruckdose wird vom Sekund?rlufteinblasventil N112 über das Motorsteuerger?t gesteuert. Der Basismotor im Q7 und der Hochdrehzahlmotor im RS4 haben unterschiedliche Verbauorte für das Sekund?rluftsystem. Beim Q7 ist das Sekund?rluftsystem stirnseitig, an der Antriebsseite des Keilrippenriemens angebracht, beim RS4 an der kraftabgebenden Seite des Motors.

Verweis Die genaue Funktionsweise dieses Systems ?nden Sie im SSP 217 – Der V8-5V-Motor.

Sekund?rluftsystem RS4

Luft?lter

Kombiventile mit Unterdruckdose (unterdruckgesteuert)

Sekund?rlufteinblasventil N112 Sekund?rluftpumpe

377_074

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Motormanagement

Systemübersicht Audi Q7 (Bosch MED 9.1.1)
Sensoren
Luftmassenmesser G70 Luftmassenmesser 2 G246 Ansauglufttemperaturgeber G42

Gaspedalstellungsgeber G79 Gaspedalstellungsgeber 2 G185

Motordrehzahlgeber G28

Klopfsensoren 1–4 G61, G66, G198, G199

Kraftstoffdruckgeber G247 CAN-Datenbus Antrieb Potenziometer für Saugrohrklappe G336 Potenziometer für Saugrohrklappe 2 G512

Hallgeber G40 Hallgeber 2+3 G163, G300 Hallgeber 4 G301

Motorsteuerger?t J623 Kraftstoffdruckgeber für Niederdruck G410

Kühlmitteltemperaturgeber G62

Drosselklappen-Steuereinheit J338 Winkelgeber 1+2 für Drosselklappenantrieb bei elektrischer Gasbet?tigung G187, G188

Lambdasonde G39 Lambdasonde 2 G108 Lambdasonde nach Katalysator G130 Lambdasonde nach Katalysator 2 G131

Kühlmitteltemperaturgeber am Kühlerausgang G83

Bremslichtschalter F Bremspedalschalter F47

Drucksensor für Bremskraftverst?rkung G294

Zusatzsignale: Geschwindigkeitsregelanlage on/off von Steuerger?t für Lenks?ulenelektronik J527 Klemme 50/50 R Bremskraftverst?rker Steuerger?t für Zugang und Startberechtigung J518 Zentralsteuerger?t für Komfortsystem J393 (Türkontakt) Multifunktionsschalter F125 (Interlook /PN-Signal) Wake up Standheizung über Steuerger?t für Climatronic J255 36

Aktoren
Relais für Anlasser J53, Relais 2 für Anlasser J695 Stromversorgungsrelais für Motronic J271 Stromversorgungsrelais für Motorkomponenten J757

Steuerger?t für Kraftstoffpumpe J538 Kraftstoffpumpe für Vorf?rderung G6

Einspritzventile für Zylinder 1–8 N30–N33, N83–N86

Drosselklappen-Steuereinheit J338 Drosselklappenantrieb für elektrische Gasbet?tigung G186

Zündspulen N70, N127, N291, N292, N323–N326 Zylinder 1–8

Magnetventil 1 für Aktivkohlebeh?lter N80

Thermostat für kennfeldgesteuerte Motorkühlung F265

Ventil für Kraftstoffdosierung N290 Ventil 2 für Kraftstoffdosierung N402

Relais für Sekund?rluftpumpe J299 Motor für Sekund?rluftpumpe V101

Ventil 1+2 für Nockenwellenverstellung N205, N208 Ventil 1+2 für Nockenwellenverstellung Auslass N318, N319 Heizung für Lambdasonde Z19 Heizung für Lambdasonde 2 Z28 Heizung für Lambdasonde 1 nach Katalysator Z29 Heizung für Lambdasonde 2 nach Katalysator Z30 Motor für Schaltsaugrohr V183 Motor für Saugrohrklappe V157

Relais für Bremslichtunterdrückung J508

Relais für Kühlmittelnachlauf J151 Pumpe für Kühlmittelnachlauf V51

Diagnosepumpe für Kraftstoffsystem (USA) V144

Relais für Bremskraftverst?rker J569 Unterdruckpumpe für Bremse V192 Steuerger?t für Kühlerlüfter J293 Kühlerlüfter V7 Steuerger?t 2 für Kühlerlüfter J671 Kühlerlüfter 2 V177 Zusatzsignale: Motordrehzahl Steuerger?t für Climatronic J255 37

377_029

Motormanagement

Systemübersicht Audi RS4 (Bosch MED 9.1)
Sensoren
Luftmassenmesser G70 Ansauglufttemperaturgeber G42

Gaspedalstellungsgeber G79 Gaspedalstellungsgeber 2 G185 CAN-Datenbus Antrieb Motordrehzahlgeber G28 Klopfsensoren 1+2 G61, G66 Kraftstoffdruckgeber G247 Hallgeber G40 Hallgeber 3 G300 Drosselklappen-Steuereinheit J338 Winkelgeber 1+2 für Drosselklappenantrieb bei elektrischer Gasbet?tigung G187, G188 Motorsteuerger?t J623 (Master)

Kupplungspedalschalter F36 Kupplungspedalschalter für Motorstart F194

Kühlmitteltemperaturgeber G62

Kraftstoffdruckgeber für Niederdruck G410

Potenziometer für Saugrohrklappe G336

Lambdasonde G39 Lambdasonde nach Katalysator G130

Drucksensor für Bremskraftverst?rkung G294

Bremslichtschalter F Bremspedalschalter F47

Taster für Startanlage E378

Zusatzsignale: Geschwindigkeitsregelanlage on/off Klemme 50 Wake up Türkontakt von Zentralsteuerger?t für Komfortsystem J393

Hallgeber 2 G163 Hallgeber 4 G301 Motordrehzahlgeber G28 Klopfsensoren 3+4 G198, G199

Motorsteuerger?t 2 J624 (Slave)

Lambdasonde 2 G108 Lambdasonde 2 nach Katalysator G131

Potenziometer für Saugrohrklappe 2 G512 Zusatzsignale: Wake up Türkontakt von Zentralsteuerger?t für Komfortsystem J393 38

Aktoren
Steuerger?t für Kraftstoffpumpe J538 Kraftstoffpumpe für Vorf?rderung G6 Zündspulen N70, N127, N291, N292 Zylinder 1–4 Ventil für Kraftstoffdosierung N290 Magnetventil 1 für Aktivkohlebeh?lter N80

Magnetventil rechts für elektrohydraulische Motorlagerung N145 Ventil für Saugrohrklappe N316

Relais für Anlasser J53, Relais 2 für Anlasser J695 Ventil für Abgasklappe 1 N321 Diagnosepumpe für Kraftstoffsystem (USA) V144

Einspritzventile für Zylinder 1–4 N30–N33 Ventil 1 für Nockenwellenverstellung N205 Ventil 1 für Nockenwellenverstellung im Auslass N318 Drosselklappen-Steuereinheit J338 Drosselklappenantrieb für elektrische Gasbet?tigung G186 Relais für Kühlmittelnachlauf J151 Pumpe für Kühlmittelnachlauf V51 Heizung für Lambdasonde 1 Z19 Heizung für Lambdasonde 1 nach Katalysator Z29 Ventil für Ansaugluftumschaltung N335

Diagnoseanschluss

Relais für Sekund?rluftpumpe J299 Motor für Sekund?rluftpumpe V101 Sekund?rlufteinblasventil N112 Relais für Bremskraftverst?rker J569 Unterdruckpumpe für Bremse V192

Stromversorgungsrelais für Motorkomponenten J757

Stromversorgungsrelais für Motronic J271 Zusatzsignale: Motordrehzahl Steuerger?t für Kühlerlüfter J293 und J671 Zündspulen N323–N326 Zylinder 5–8 Ventil 2 für Nockenwellenverstellung N208 Ventil 2 für Nockenwellenverstellung im Auslass N319 Einspritzventile für Zylinder 5–8 N83–N86 Heizung für Lambdasonde 2 Z28 Heizung für Lambdasonde 2 nach Katalysator Z30 Ventil 2 für Kraftstoffdosierung N402 Magnetventil links für elektrohydraulische Motorlagerung N144

Drosselklappen-Steuereinheit J338 377_032 39

Motormanagement

Die Motorsteuerung der neuen V8 FSI-Motoren erfolgt mit zwei Varianten der Bosch MED 9.1.1. Beim Q7-Motor kommt ein Steuerger?t zum Einsatz. Für den RS4-Motor sind es zwei. Hier ist ein Master-Slave-Konzept aufgrund der erforderlichen Rechnerleistung bei Drehzahlen bis 8250 1/min erforderlich.

Der Prozessor arbeitet mit einer Taktfrequenz von 56 MHz. Der interne Speicher hat eine Speicherkapazit?t von 512 KByte. Die beiden externen Speicher haben zwei MByte je Speicher. Die Verbindung zur Fahrzeugvernetzung erfolgt mittels CAN-Datenbus. Beim Master-Slave-Konzept erfolgt zus?tzlich ein Datenaustausch über einen Privat-Bus.

Weitere Unterschiede im Motormanagement zwischen Q7- und RS4-Motor sind folgende: Motordrehzahlgeber G28 Beim Q7-Motor kommt ein Induktivgeber zum Einsatz. Beim RS4-Motor mit Master-Slave-Konzept wird ein Hallgeber eingesetzt. Das Signal des Hallgebers l?sst sich im Gegensatz zum Signal des Induktivgebers aufteilen, so dass es von beiden Motorsteuerger?ten genutzt werden kann. Mit dem direktem Einleiten des Signals in beide Motorsteuerger?te ist sichergestellt, dass diese auch 100 % synchron arbeiten.

377_067

Drosselklappen-Steuereinheit Die im Q7 verwendete Drosselklappen-Steuereinheit von Bosch ist mit einem Durchmesser von 82 mm die Gr??te im Sortiment. Weil der Durchmesser der Ansaugluftstrecke im RS4 90 mm betr?gt, hat man sich hier für das System von Pierburg entschieden. Die Funktionsweise ist aber bei beiden Systemen identisch.

377_065

Zündkerzen Da der RS4-Motor einer h?heren thermischen Belastung ausgesetzt ist, kommen hier im Gegensatz zum Q7-Motor Zündkerzen mit h?herem W?rmewert (k?ltere Kerze)* zum Einsatz. * gilt für NGK-Zündkerzen
377_071

Einspritzventile Aufgrund des h?heren Kraftstoffbedarfs und des geringeren Zeitfensters, das für die Einspritzung bei sehr hohen Motordrehzahlen zur Verfügung steht, werden im RS4-Motor gr??ere Einspritzventile als beim Q7-Motor verbaut. Diagnose Die Diagnose erfolgt beim RS4-Motor über die K-Leitung. Im Q7 l?uft die Diagnose über den CAN-Antrieb.

377_066

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Kommunikation der Steuerger?te im RS4
Das Motorsteuerger?t (Master) J623 berechnet und steuert die Signale der Aktoren für die Zylinderbank 1. An ihm sind auch die meisten Sensoren angeschlossen (siehe Systemübersicht Seite 38/39). Beide Steuerger?te sind am CAN-Datenbus angeschlossen, das Slave-Steuerger?t nur als Empf?nger. ?ber den Privat-Bus laufen die Lastsignale, die zur Berechnung und Steuerung der Signale für die Aktoren der Zylinderbank 2 erforderlich sind. Das Slave-Steuerger?t übernimmt die Aussetzererkennung für alle acht Zylinder. Zus?tzlich verarbeitet es das Signal des Motordrehzahlgebers G28. Master- und Slave-Steuerger?t sind im Aufbau gleich und haben dieselbe Teilenummer. Eine Spannungscodierung im Steuerger?t bestimmt, ob das Steuerger?t als Master oder Slave arbeitet. Wenn am Codierpin plus anliegt, übernimmt das Steuerger?t die Masterfunktion.

Steuerger?t 1 – Master

Steuerger?t 2 – Slave

Privat-Bus

CAN-Datenbus

377_064

Betriebsarten
Start – Hochdruckschichtstart
Die Einspritzung der zugemessenen Kraftstoffmasse erfolgt w?hrend der Kompressionshubphase und endet kurz vor dem Zündzeitpunkt. Gegenüber dem Niederdruckstart wird durch die Nutzung der Kompressionsw?rme zur Gemischbildung die Homogenisierung deutlich verbessert und die HC-Emissionen werden reduziert.

Nach Startende – HOSP = Homogen Split Anwendung: – Kat – Heizen in ca. 12 sek. 300 °C in den Vorkatalysatoren; Lambda-Wert 1,05 – Stellung Saugrohrklappe: geschlossen – Stellung Drosselklappe: weit ge?ffnet Einspritzung: – Erste Einspritzung ca. 300° vor Zünd-OT – Zweite Einspritzung mit geringer Kraftstoffmenge ca. 60° vor Zünd-OT Zündzeitpunkt sp?t – Gemisch verbrennt sehr sp?t – Auslassventil bereits ge?ffnet Der Kat erreicht dadurch sehr schnell seine Betriebstemperatur. Normalbetrieb homogene Gemischbildung (Lambda 1) mit ge?ffneter oder geschlossener Saugrohrklappe (kennfeldabh?ngig)

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Motormanagement

CAN-Datenbus-Schnittstellen (CAN-Datenbus-Antrieb) Audi Q7
Die hier aufgeführten Botschaften werden von den Steuerger?ten auf den CAN-Datenbus Antrieb gesendet. Hier sind aber nur einige wichtige Botschaften aufgeführt. In Wirklichkeit sind es viel mehr. Aktuellere Softwarest?nde k?nnen hier natürlich Ver?nderungen hervorrufen.

Motorsteuerger?t (Master) J623 Sendet: Leergasinformation (MSR) Kick-down-Information Motordrehzahl Motormomente Fahrpedalwert Mechanisches Motorverlustmoment Getriebecode Motorkon?guration Kühlmitteltemperatur Bremslichtschalter Information Bremspedalschalter GRA-Schalterstellungen GRA-Sollgeschwindigkeit Leerlaufdrehzahl SOLL/IST Drosselklappenwinkel Ansauglufttemperatur E-Gas-Lampe OBD2-Lampe Hei?leuchte Leistungsreduzierung oder Lastabwurf Klimakompressor Kraftstoffverbrauch Kühlerlüfteransteuerung ?ltemperatur Fehlerspeichereintrag Ansteuerung der elektrischen Bremskraftverst?rkerpumpe

Steuerger?t für automatisches Getriebe J217 Sendet: Schaltung aktiv/deaktiv Klimakompressor ?AUS“ Wandlerkupplung Zustand Zielgang W?hlhebelposition Motormoment SOLL Fahrwiderstandsindex Notlaufprogramme Kühlleistungsanforderung OBD-Status (Ansteuerung MIL-Lampe) Aufnahmemoment Leerlauf Zwischengas?ag Leerlaufsolldrehzahl Anforderung Kriechadaptionsmodus Warnblinkanlage Blinken Schaltvorgang aktiv

Diagnoseinterface für Datenbus J533 Anh?ngerbetrieb Licht hinten Bremslicht Bremslicht Anh?nger Standheizung aktiv Alle relevanten ACC-Botschaften von J428 Alle relevanten GRA-Botschaften von J523 Generator Lastmoment Klima J255: - Anforderung - Drehzahlerh?hung - Momentenerh?hung Kombi J285 - Informationen Tank - Au?entemperatur - Standzeit - Kilometerstand - Informationen vom ?lstandsund ?ltemperaturgeber G26

CAN High

CAN Low

Steuerger?t für ABS 104 ASR-Anforderung MSR-Anforderung ABS-Anforderung EDS-Eingriff ESP-Eingriff Bremslichtschalter ESP Aktiver Bremskraftverst?rker Geschwindigkeitssignal ASR-Eingriffsmoment MSR-Eingriffsmoment Querbeschleunigung Radgeschwindigkeiten Status Bremsdruck

Niveauregelung J197 V-Begrenzung bei Falschcodierung 80 Km/h

Lenkwinkelgeber G85 Lenkradwinkel (wird genutzt zur Vorsteuerung der Leerlaufregelung und zur Motormomentberechnung aufgrund des Leistungsbedarfs der Servolenkung) Momentanforderung bei Volleinschlag der Lenkung

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CAN-Datenbus-Schnittstellen (CAN-Datenbus-Antrieb) Audi RS4

Motorsteuerger?t (Master) J623 Leergasinformation Fahrpedalwert Kupplungsschalter Motormoment Motordrehzahl Kühlmitteltemperatur Bremslichtschalter Information GRA-Status Drosselklappenwinkel Ansauglufttemperatur OBD2-Lampe Hei?leuchte Klimakompressor ?AUS“ oder Leistungsreduzierung Startersteuerung (Automatikstart) ?ltemperatur

Steuerger?t für ABS J104 ASR-Anforderung MSR-Anforderung ABS-Anforderung EDS-Eingriff ESP-Eingriff Bremslichtschalter ESP Schlechtwegeausblendung ABS in Diagnose Aktiver Bremskraftverst?rker Geschwindigkeitssignal ASR-Eingriffsmoment MSR-Eingriffsmoment Ansteuerung ASR-Lampe Querbeschleunigung Radgeschwindigkeiten

Steuerger?t im Schalttafeleinsatz J285 Licht hinten Steuerger?t für Lenks?ulenelektronik J527: Alle relevanten GRA-Botschaften Sportschalter Klima J255: Alle Signale, die durch eine Lastanforderung eine Drehzahlanpassung erforderlich machen. Kombi J285: - Informationen Tank - ?ltemperatur - Au?entemperatur - Standzeit - Kilometerstand - Informationen vom ?lstandsund ?ltemperaturgeber G266

CAN High

CAN Low

CAN 2 Low

CAN 2 High

Motorsteuerger?t 2 (Slave) J624 Verwendet die Signale vom CAN 1 (Antriebs-CAN) und CAN 2 (Privat-CAN), um die Ansteuerung der Aktoren der Zylinderbank 2 (linke Bank) zu berechnen (siehe Systemübersicht). Steuerger?t für Airbag J234 Crashintensit?t Kraftstoffabschaltung

Lenkwinkelgeber G85 Lenkradwinkel und Lenkwinkelgeschwindigkeit (wird genutzt zur Vorsteuerung der Leerlaufregelung und zur Motormomentberechnung aufgrund des Leistungsbedarfs der Servolenkung)

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Motormanagement

Startmodus Audi RS4
Starttaster (Taster für Startanlage E378)
Der RS4 ist mit einem Starttaster ausgerüstet (au?er M?rkte USA, Kanada und Korea). Er be?ndet sich in der Mittelkonsole neben dem Handbremshebel. Durch einen kurzen Druck des Schalters bei eingeschalteter Zündung wird der Motor gestartet. Der Starttaster ist ein einfacher Schlie?er und schaltet bei Bet?tigung das Klemme 15-Signal zum Motorsteuerger?t J623 durch. Bis auf die Auslagerung des Startkontaktes in den Starttaster sind hier die Funktionen des Zündschlosses wie im A4. Das Zündschloss ist in der Startstellung blockiert. Zum Starten des Motors müssen zus?tzlich die Signale des Kupplungspedalschalters F36 und Kupplungspedalschalter für Motorstart F194 vorhanden sein. Bei der Bet?tigung der Kupplung wird vom F36 erkannt, dass das Kupplungspedal seine Ruhestellung verl?sst, der F36 ?ffnet. Erst bei voll durchgetretenem Kupplungspedal wird der F194 bet?tigt, also geschlossen. Weil ein Schalter ?ffnet und der andere schlie?t, kann das Motorsteuerger?t die Redundanz beider Schalter prüfen. Die Geschwindigkeits-Regelanlage verwendet ebenfalls das Signal F36. Bei erneutem Anlassversuch des (z. B. abgewürgten) Motors muss nicht der Zündschlüssel zurückgedreht werden. Es kann gleich wieder gestartet werden. Die Bet?tigung des Starttasters bei laufendem Motor hat keinerlei Auswirkung, da bei erkannter Motordrehzahl die Funktion des Starttasters vom Motorsteuerger?t gesperrt wird. Durch ein wechselseitiges Abschalten der Relais für Anlasser nach Motorstart kann das Motorsteuerger?t feststellen, ob es zu einem "Relaiskleber" eines der beiden Relais gekommen ist. Durch die Funktionsprüfung beider Relais ist somit sichergestellt, dass der Anlasser nach Motorstart immer abgeschaltet wird und somit ausspurt. ?ffnet ein Relais durch einen "Relaiskleber" nicht, wird durch ?ffnen des zweiten Relais der Strom?uss trotzdem unterbrochen. In diesem Fall gibt es dann einen Fehlerspeichereintrag im Motorsteuerger?t.

377_070

44

30 87 15

30 87 15

S

S

S

S

E378

F194

F36

D

J623

J624

J695 J53

5V +

-

S G28 M

30

15a

50 B

31

31

377_076

Legende zum Funktionsplan B D E378 F36 F194 Anlasser G28 Zündanlassschalter Taster für Startanlage Kupplungspedalschalter Kupplungspedalschalter für Motorstart J53 J623 J624 J695 Relais für Anlasser Motorsteuerger?t (Master) Motorsteuerger?t 2 (Slave) Relais 2 für Anlasser Motordrehzahlgeber

45

Motormanagement

Sportmodus Audi RS4
Um die sportlichen Fahreigenschaften des RS4 noch mehr hervorzuheben, kann der Fahrer über einen speziellen Schalter den Sportmodus ein- bzw. ausschalten. Je nach Lenkradausführung ist der Taster für Sportprogramm an verschiedenen Orten verbaut. Bei Fahrzeugen mit dem RS-Sportlenkrad be?ndet er sich in der linken Lenkradspeiche, beim Einsatz eines Multifunktionslenkrades in der Mittelkonsole. Bei aktiviertem Sportmodus erscheint im Kombiinstrument eine Kontrollleuchte. Bei Zündung ?AUS“ wird der Sportmodus deaktiviert.

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Durch das Bet?tigen des Tasters Sportprogramm werden im Fahrzeug folgende Funktionen aktiv: – ein direkteres Ansprechverhalten des Gaspedals – eine verbesserte Seitenhaltfunktion des Fahrersitzes – eine sportlichere Modi?zierung des Abgassystems

377_078

Gaspedalfunktion (Drosselklappenprogression)
Hier wird bei Aktivierung des Sportmodus ein direkteres Ansprechverhalten des Motors ausgel?st. Dabei wird im Motorsteuerger?t die Kennlinie des Gaspedals ver?ndert. Das hei?t, dass im Sportmodus bei gleicher Gaspedalstellung das angeforderte Motordrehmoment h?her ist als im Normalbetrieb des Fahrzeuges. Au?erdem wird das komfortorientierte weiche Einsetzen des Motordrehmoments unterdrückt. Dadurch reagiert der Motor unmittelbar auf jede Gaspedalbewegung.

Normalbetrieb Sportmodus angefordertes Drehmoment in %

110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Pedalwert

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Sitzfunktion
Die verbesserte Seitenhaltfunktion der vorderen Sitze ist nur in Verbindung mit den RS-Schalensitzen m?glich. Dazu werden die Lehnen- und Sitzseitenpolster aufgeblasen. Die Aufblasfunktion der Sitze lassen sich manuell über die Tasten am Sitz einstellen. Bei Bet?tigung der Sporttaste werden nur die Seitenpolster des Fahrersitzes st?rker aufgeblasen. Wenn vorher schon manuell auf einen bestimmten Endwert eingestellt wurde, dann wird diese Einstellung noch st?rker betont. Bei Verlassen des Sportmodus wird die Luft wieder abgelassen (ca. zwei Sek.). Die Sportsitzfunktion kann bei Bedarf vom Fahrer deaktiviert werden. Der Vorgang dazu ist in der Betriebsanleitung des Fahrzeuges beschrieben.

Abgasklappensteuerung
Nach Aktivierung des Sportmodus werden hier, im Gegensatz zum Normalbetrieb bereits im Motorleerlauf die Abgasklappen im Nachschalld?mpfer ge?ffnet. Dadurch wird nochmals der sportliche Sound des RS4-Motors unterstrichen. Nach Erh?hung der Motordrehzahl werden jedoch die Abgasklappen wieder geschlossen. Dadurch wird sichergestellt, dass das Fahrzeug die vom Gesetzgeber erforderlichen Ger?uschemissionen einh?lt. Das erneute ?ffnen der Abgasklappen w?hrend der Fahrt ist dann geschwindigkeits- und lastabh?ngig und wird über ein Kennfeld geregelt.

Hinweis Nach Abklemmen der Fahrzeugbatterie wird die Sportsitzfunktion automatisch deaktiviert. Sie muss wieder aktiviert werden, falls dies vom Kunden vorher so eingestellt war.

Funktion des Tasters für Sportprogramm
Multifunktionslenkrad Durch Druck auf den Taster für Sportprogramm E541 in der Mittelkonsole wird ein Klemme 15-Signal auf das Steuerger?t für Lenks?ulenelektronik J527 über eine diskrete Leitung übertragen. RS-Sportlenkrad Hier wird das Signal vom Taster für Sportprogramm vom Steuerger?t für Multifunktionslenkrad J453 über LIN-Bus auf das Steuerger?t für Lenks?ulenelektronik übertragen.

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Das Steuerger?t für Lenks?ulenelektronik wandelt das Signal um und legt diese Botschaft auf den CAN-Komfort. Die Botschaft geht über das Gateway im Kombiinstrument und wird vom Steuerger?t im Schalttafeleinsatz J285 ausgewertet. Hier wird geprüft, ob die Sportsitzfunktion aktiv geschaltet ist. Bei aktiver Funktion wird über CAN-Komfort eine entsprechende Information an das Steuerger?t für Sitzverstellung und Lenks?ulenverstellung mit Memoryfunktion J136 gesendet und die Lehnenund Seitenpolster des Fahrersitzes werden für zwei Sekunden mit Luft befüllt oder entlüftet. Weiterhin übertr?gt das Gateway die Information ?Sporttaster bet?tigt“ auf den CAN-Antrieb. Das Motorsteuerger?t reagiert auf diese Information mit der Drosselklappenprogression und der Abgasklappensteuerung.

Verweis Die Bus-Topologie ?nden Sie im SSP 343 – Der neue Audi A4 ‘05.

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Vorsprung durch Technik www.audi.de

Alle Rechte sowie technische ?nderungen vorbehalten. Copyright AUDI AG I/VK-35 Service.training@audi.de Fax +49-841/89-36367 AUDI AG D-85045 Ingolstadt Technischer Stand 03/06 Printed in Germany A06.5S00.23.00

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