Dans le monde de l'automobile, certaines configurations moteur se distinguent par leur caractère unique et leurs performances exceptionnelles. Parmi celles-ci, le moteur à cinq cylindres d'Audi occupe une place de choix, incarnant l'innovation, la sportivité et une sonorité distinctive.
L'ascension d'une icône : Des origines à la gloire
Dans les années 80, Audi incarnait la marque aux moteurs 5 cylindres. Ces moteurs puissants soulignaient le nouveau profil sportif et ont apporté une contribution décisive à l’Avance par la technologie, slogan de la marque. L'histoire de ce bloc remonte aux années 80.
Il y a 40 ans, Audi présentait son premier moteur à essence cinq cylindres, à l’occasion de la sortie de la seconde génération du modèle Audi 100. Depuis, de nombreuses améliorations et nouveautés ont suivi, avec notamment la turbo compression, le contrôle des émissions et la technologie à quatre soupapes, les moteurs de rallye ainsi que les moteurs diesel à cinq cylindres.
Les moteurs Audi à cinq cylindres sont devenus cultes au fil du temps - c’est en grande partie en raison de leur déploiement réussi dans le monde du sport automobile et également à leur fiabilité.
Le premier moteur essence à cinq cylindres équipait l’Audi 100 (C2) lors de sa sortie en 1976. Le modèle, connu en interne sous le nom de « Type 43 », devait se placer plus haut sur le marché que son prédécesseur. Selon les ingénieurs, les moteurs à quatre cylindres de l’époque ne pouvaient correspondre à ce modèle.
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Au début des années 70, les ingénieurs Audi ont par conséquent discuté de la possibilité d’insérer des moteurs à cinq et à six cylindres en ligne. Les moteurs six cylindres furent écartés rapidement des plans en raison de l’espace requis pour leur installation ainsi qu’une répartition du poids défavorable. Ils ont donc finalement opté pour le moteur cinq cylindres en ligne, sur la base du nouveau concept de moteur EA 827 (ce moteur à quatre cylindres en ligne fut utilisé par l’ensemble du groupe Volkswagen dans les années 70 - sur les Audi 80 et Audi 100 par exemple). Le moteur dérivé 2.1 L à cinq cylindres produisait 100 kW (136 chevaux). De plus, un système d’injection moderne augmentait significativement l’efficacité et la puissance déployée.
Dès 1978, Audi a présenté la première version diesel : un diesel à aspiration naturelle avec une cylindrée de 2 litres produisant 51 kW (70 chevaux). Un an plus tard, le premier moteur essence à cinq cylindres turbocompressé faisait son apparition - un autre exploit pionner de la part d’Audi.
En 1980 apparut l’Audi quattro, qui conjuguait les deux technologies, c’est-à-dire la suralimentation par turbocompresseur et la transmission intégrale. Pour le démarrage des ventes, le cinq cylindres suralimenté affichait une puissance de 147 kW (200 ch).
Dans les années 80, le moteur à cinq cylindres essence équipant l’Audi « Ur-quattro » avait encore plus à offrir. Avec un système de turbo compression, un dispositif de refroidissement et les quatre roues motrices permanentes, ce modèle constituait un ensemble technologique très complet pour la course automobile et la route. Initialement, il délivrait 147 kW (200 chevaux). En 1983, le finlandais Hannu Mikkola remporta le Championnat du Monde de Rallye à bord de cette voiture.
La même année, Audi présenta la « Sport quattro », qui était raccourcie de 24 centimètres. Elle était équipée par un nouveau moteur quatre soupapes à cinq cylindres en aluminium avec une puissance de 225 kW (306 chevaux). Ce moteur faisait de la « Sport quattro » la voiture la plus puissante développée par un constructeur allemand pour une utilisation sur routes publiques. Le modèle a servi de base pour une nouvelle voiture de rallye appartenant au Groupe B, avec un groupe motopropulseur à quatre soupapes délivrant 331 kW (450 chevaux). Il fut utilisé pour la première fois lors de l’avant-dernière course de l’année 1984, le rallye de la Côte-D’Ivoire. Les 11 autres étapes de la saison furent disputées par le suédois Stig Blomqvist à bord d’une Audi quattro A2 Groupe B produisant 265 kW (360 chevaux).
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Même si Audi pris la décision de se retirer de la saison de rallye de 1986, d’autres moments forts marquèrent les mémoires dans le domaine de la course automobile : En 1987, Walter Röhrl remporta la course de côte « Pikes Peak Hill Climb » (Etats-Unis) à bord d’une Audi Sport quattro S1 (E2). La voiture de course développait 440 kW (598 chevaux).
Audi présenta un autre jalon de l’histoire automobile au Salon International de Francfort en 1989 : l’Audi 100 TDI. Elle fut la première voiture en production de série équipée d’un moteur cinq cylindres diesel turbocompressé à injection directe, et totalement contrôlé électroniquement. Le moteur produisait 88 kW (120 chevaux) pour une cylindrée de 2,5 litres.
Audi continua par la suite à améliorer sa gamme de moteurs essence à cinq cylindres. En 1994 sortit l’Audi RS2, d’une puissance de 232 kW (315 chevaux).
Vers le milieu des années 90, les cinq cylindres ont été peu à peu remplacés par les nouveaux moteurs V6 - sans oublier cependant de briller par un dernier éclat. L’Audi RS2, présentée en 1994, développait une puissance de 232 kW (315 ch).
En 1994, les cinq cylindres se retirèrent du segment B, lorsque l’Audi A4 (B5) arriva. Ils furent remplacés au fur et à mesure au milieu des années 90 par les nouveaux moteurs V6.
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Puis en 2009, ce fut l’heure du comeback - avec turbo compression et injection directe d’essence pour l’Audi TT RS. Le moteur transversal développé par quattro GmbH produit 250 kW (340 chevaux) pour une cylindrée de 2,5 litres. Il offre également des performances exceptionnelles aux RS 3 Sportback et aux Q3 RS. La TT RS Plus, présentée par Audi en 2012, propose une puissance étonnante de 265 kW (360 chevaux). Aujourd’hui le 2.5 TFSI de l’Audi TT RS produit 294 kW (400 chevaux).
Ce moteur dont l’appellation Audi est : 2.5 R5 20v TFSI équipe les Audi TTRS, Audi RS3 , Audi RSQ3 et la Quattro Concept.
Un superbe article publié sur le Forum Audi et intitulé [Audi TT RS Mk2] Moteur 2.5L TFSI 5 cylindres nous présente en détail l’histoire de ce bloc. De plus en plus de fans de préparation moteur se tournent vers ce bloc après être passés par des 2L TFSI en Stage 3 (K04 pour les plus petites préparations et avec des kit GTX30), tant son potentiel est intéressant.
Le moteur 5 cylindres : Un chef-d'œuvre d'ingénierie
Le bloc-cylindres avec ses cotes extrêmement courtes provient du moteur atmosphérique MPI R5 de 2,5 litres, tel qu’il a été monté par VW depuis 2004 sur les modèles Bora et Jetta destinés au marché nord-américain. En raison de sa longueur d’implantation très réduite, il est très bien approprié pour un montage transversal. C’est le moteur le plus court et le plus puissant dans la comparaison avec la concurrence (voir photographie ci-dessous). Le matériau qui constitue le bloc-moteur est adopté pour la première fois sur un moteur à essence. Il s’agit d’une fonte grise très résistante à la traction, comme Audi l’utilise sur ces moteurs TDI V6 et V8. Cette utilisation a été nécessaire parce que la largeur des paliers des bielles et des paliers principaux est relativement faible.
Le carter d’huile est réalisé en deux éléments. L’élément supérieur sert de chicane et de support de pompe à huile. La pompe à huile est vissée au bloc-cylindres. L’élément inférieur du carter d’huile est en tôle d’acier. C’est ici que se trouve le transmetteur de niveau et de température d’huile G266 ainsi que la vis de vidange. L’étanchéité des faces frontales est assurée côté boîte de vitesses par le couvercle du carter de distribution et côté amortisseur de vibrations par un flasque d’étanchéité. Les deux assurent l’étanchéité du vilebrequin par le biais de joints spi. /! Les produits d’étanchéité liquides sont différents les uns des autres et portent donc d’autres numéros de pièce. Le vilebrequin réalisé en acier est fixé par six paliers. Le diamètre des paliers de vilebrequin s’élève à 58 mm, celui des paliers de tête de bielle à 47,8 mm. Sur l’extrémité avant se trouve l’amortisseur de vibrations.
Lors de la mise au point du piston à architecture en caisson*, on a prêté beaucoup d’attention à réduire la consommation d’huile et diminuer le poids. Ce piston se compose d’un alliage résistant aux fortes températures. Un anneau porte-segment a été coulé dans le piston pour recevoir le segment supérieur. En raison de la forte sollicitation, le piston présente des tiges au profil asymétrique, côté poussée, et sur le côté opposé à la poussée radiale, les parois du caisson sont de biais. La bielle est une bielle forgée réalisée par craquage sans perçage profond.
La culasse est également une pièce modifiée et reprise du moteur MPI de 2,5 l R5 de VW. La commande de distribution du moteur TFSI à 5 cylindres se trouve en sortie de l’arbre d’entraînement. Elle se subdivise en deux niveaux et opère avec deux types de chaîne différents. Au premier niveau de la commande par chaîne, le vilebrequin entraîne la pompe à huile et un pignon intermédiaire. La pompe à huile présente une démultiplication courte. Par ailleurs, un pignon intermédiaire qui assure deux fonctions est entraîné. Il sert, d’une part, d’entraînement aux deux arbres à cames et, d’autre part, il entraîne la pompe à dépression. Dans l’entraînement primaire (entraînement de la pompe à huile et du pignon intermédiaire), on utilise une chaîne dite silencieuse de 3/8″. Celle-ci est de constitution similaire à celle des chaînes utilisées dans le moteur TFSI R4 de 1,8 l et présente des avantages au niveau sonore par rapport à une chaîne à rouleaux. Le graissage de l’ensemble de la commande par chaîne est garanti par le retour d’huile des deux variateurs d’arbre à cames ainsi que par un alésage dans la chambre haute pression du tendeur de sangle avec mise au point très souple dans l’entraînement secondaire. /! En cas de travaux de montage à effectuer sur la commande par chaîne, il convient de remplacer tous les joints sur les couvercles de carter de distribution.
La commande par courroie pour l’entraînement du compresseur de frigorigène, d’alternateur et de la pompe de liquide de refroidissement se subdivise en deux niveaux pour des raisons d’encombrement. L’amortisseur de vibrations sur le vilebrequin entraîne le compresseur de frigorigène via le premier entraînement. Ce compresseur est doté d’une double poulie qui permet d’entraîner la deuxième commande par courroie. Il entraîne l’alternateur équipé d’une roue libre ainsi que la pompe de liquide de refroidissement. Ces deux courroies multipistes sont réalisées avec cinq nervures et un câble polyester comme élément de traction. Les deux tendeurs de courroie sont amortis par rapport à la friction.
Le système de dégazage est réalisé comme un dégazage uniquement via la culasse. La prise des gaz de blow-by* se trouve dans le bloc-cylindres. Les canaux à flux ascendant se trouvent protégés dans la partie supérieure des paliers principaux de vilebrequin deux, trois et quatre. Les gaz de blow-by sont directement acheminés à travers la culasse vers le couvre-culasse. Dès leur arrivée dans la zone des canaux à flux ascendant, les gaz de carter sont épurés de façon grossière. Pour constituer une protection vis-à-vis du carter d’huile, une chicane a été intégrée à l’élément supérieur du carter. /! Le mélange brouillard d’huile / de gaz, acheminé dans le couvre-culasse arrive tout d’abord dans une chambre creuse largement dimensionnée. C’est là que les premières gouttelettes d’huile se déposent sur les parois. Ensuite, elles traversent le séparateur de vapeurs d’huile fin. Le séparateur de vapeurs d’huile est, de par son principe de fonctionnement, un décanteur à force centrifuge, ce que l’on appelle un cyclone axial (*Polyswirl TM). Ce séparateur se compose de quatre « swirls » (tuyau à écoulement hélicoïdal) ouverts en permanence ainsi que de six paquets comportant chacun neuf swirls qui peuvent être mis en circuit ou coupés en fonction du débit. La mise sous tension ou bien la coupure des six paquets est provoquée par des ressorts de fermeture ayant à différentes caractéris- tiques élastiques. L’ouverture du séparateur de vapeurs d’huile fin est engendrée par le flux des gaz de blow-by. Il dépend du régime-moteur. Sa fermeture intervient sous l’action des ressorts de fermeture.
L’huile décantée en provenance du couvre-culasse ou du séparateur fin est introduite en continu via le retour d’huile en dessous du niveau d’huile-moteur se trouvant dans le carter d’huile. Dans le cas extrême d’un givrage ou bien d’un dysfonctionnement, un clapet de décharge, placé dans le couvre-culasse (soupape de recyclage des gaz de carter PCV) empêche que le moteur ne soit endommagé par une trop forte pression effective. Afin d’éviter dans de telles circonstances une aspiration d’huile à partir du carter en direction de l’admission, un autre clapet antiretour se ferme. Celui-ci est vissé dans l’élément supérieur de carter d’huile.
Les gaz de carter épurés sont maintenant acheminés vers le moteur pour combustion. À cet effet, les gaz sont dirigés via une vanne de régulation de pression monoétagée et ensuite introduits dans la tubulure d’admission en fonction de la pression régnante via des clapets antiretour en aval du papillon dans la tubulure d’admission ou plus exactement avant la turbine du turbocompresseur à gaz d’échappement. Le clapet de régulation de pression est intégré au couvre-culasse.
En raison de l’espace largement disponible, il est plus grand et a été réalisé à un seul étage. Le moteur est équipé d’un système PCV* pour assurer une circulation d’air frais en régime de charge partielle. Ce système contribue à éliminer les concentrations d’eau et de carburant contenues dans l’huile, qui se forment normalement pendant la combustion lorsque le moteur fonctionne. En restant dans le carter d’huile, celles-ci peuvent givrer si la température extérieure est basse et ainsi endommager le système de dégazage, voire même le moteur (par ex. perte de pression d’huile en raison du colmatage du reniflard d’aspiration d’huile par la boue de givrage, fuites d’huile en raison de la surpression dans le moteur). En introduisant de l’air ambiant, pris après le filtre à air, on adjoint cet air dans la culasse via le couvre-culasse. Ensuite, l’air frais sec parvient en traversant le conduit de chaîne dans le carter-moteur et absorbe sur ce long parcours l’humidité et les concentrations de carburant en asséchant ainsi le moteur par chasse. La durée de maintien de la qualité d’huile s’en trouve aussi nettement allongée car le processus de vieillissement diminue ainsi. L’air frais, provenant du recyclage des gaz de carter est prélevé dans la conduite de dégazage du carter vers le turbocompresseur. Ce clapet de recyclage des gaz de carter (PCV) est intégré au couvre-culasse. • Il s’ouvre pour la ventilation du carter-moteur lorsqu’en marche normale, il y règne une légère dépression. En outre, tous les systèmes Audi sont encore conçus de manière à ce que l’absence ou le montage erroné du clapet puisse être diagnostiqué. /! Tous les composants nécessaires à l’épuration, au dégazage et au recyclage des gaz se trouvent dans le couvre-culasse.
Comme sur ce moteur sport, on peut s’attendre à de fortes accélérations transversales et longitudinales, il faut en assurer par conséquent l’alimentation en huile, même dans des conditions extrêmes. C’est pourquoi, le moteur dispose d’une quantité d’huile relativement importante (premier remplissage : 7 litres). La pression d’huile (huile brute) fournie par la pompe à huile est d’abord guidée à travers le module de filtre à huile et ensuite via le radiateur d’huile. L’huile pure parvient alors via les canaux d’huile concernés vers les points de lubrification (consommateurs). Le filtre à huile et le radiateur d’huile sont des composants du module d’huile en matière plastique.
La pompe à huile entraînée par la commande par chaîne est à engrenages. Réalisée comme pompe à débit constant, elle intègre la vanne de démarrage à froid et le piston de régulation. Le piston de régulation s’ouvre à une pression maximale de 3,7 (+0,7) bar. À partir du canal principal, un canal de court-circuit bifurque et revient vers la pompe à huile (voir Fig. 451_032). C’est ici qu’agit la pression d’huile fournie momentanément sur le piston de régulation soumis à l’action du ressort. Si la pression agissant sur la surface du piston est supérieure à la force du ressort de régulation, le piston sera repoussé, libérant ainsi un canal dans la pompe. L’huile en excédent est, de ce fait, redirigée vers le côté aspiration de la pompe jusqu’à l’obtention d’une pression d’huile légèrement inférieure à 3,7 bar où la force du ressort de régulation repousse le piston de régulation et le canal de court-circuit se ferme de nouveau.
Le concept de refroidissement repose sur un flux de traversée longitudinale des cylindres 1 à 5. La pompe de liquide de refroidissement est entraînée par la commande des organes auxiliaires au moyen de la courroie multipistes. Elle est dimensionnée en conséquence pour maintenir à un niveau correspondant la sollicitation thermique élevée du moteur suralimenté. moteur est coupé, le système de refroidissement est doté d’une pompe de recirculation du liquide de refroidissement V51.
Lors de la conception du conduit d’admission, on a recherché en premier lieu de forts rendements et un comportement actif. Les sections et le guidage le plus direct possible de l’air ont été adaptés de façon optimale à l’espace de montage disponible. Les plus grandes pertes de pression ont toujours lieu au niveau du radiateur d’air de suralimentation. C’est ici que l’on a de façon systématique perfectionné et amélioré les choses. Le nouveau concept prévoit u...
L'Audi Quattro : Une révolution sur quatre roues
En débarquant sur les routes et les pistes au début des années 80, l’Audi Quattro n’a pas simplement gagné des rallyes : elle a réinventé la performance automobile. Grâce à sa transmission intégrale, elle a dominé les spéciales du Groupe B et semé les bases d’un style Audi qui perdure aujourd’hui jusqu’à la RS6.
L’histoire de l’Audi Quattro commence… sur la neige. Jörg Bensinger, ingénieur Audi, soumet alors une idée simple mais révolutionnaire : pourquoi ne pas appliquer ce principe à une voiture de sport ? Avec l’appui de Ferdinand Piëch, le projet prend forme rapidement. Présentée au Salon de Genève 1980, l’Audi Quattro fait sensation. Ses performances étonnent : 0 à 100 km/h en 7 secondes, une tenue de route exceptionnelle sur sol humide ou enneigé, et un moteur 5 cylindres turbo au caractère bien trempé.
Pourtant, à ses débuts, la Quattro divise : trop technique, trop chère, trop allemande ? C’est en rallye que la Quattro va écrire la légende. Dès 1981, elle intègre le championnat du monde WRC. Résultat immédiat : elle domine les spéciales grâce à sa motricité imbattable. La version ultime arrive avec la Sport Quattro S1 : empattement raccourci, 600 chevaux, kit aéro délirant.
L’Audi Quattro n’est pas restée confinée aux spéciales. Malgré sa rareté, elle séduit les amateurs exigeants : ligne brutale, moteur expressif, technologie embarquée.
La Quattro a marqué l’histoire non seulement par ses victoires, mais par son influence sur toute la gamme Audi. Berlines, breaks, coupés, SUV… tous peuvent recevoir ce système, gage de sécurité, de performance, mais aussi de différenciation face à la concurrence.
Quarante ans plus tard, l’Audi Quattro reste un objet de désir. Sa cote grimpe, notamment pour les versions Sport Quattro. Elle incarne une époque où l’audace technique avait encore sa place dans les départements R&D, où les constructeurs osaient réécrire les règles du jeu.
L’Audi Quattro, c’est plus qu’une voiture de rallye ou un collector : c’est une idée devenue réalité, celle que la technologie peut faire gagner, que la neige n’arrête pas un pilote, et qu’un break peut battre des Ferrari. Son ADN, on le retrouve encore dans chaque Audi RS.
Le futur est électrique ? Peut-être. La Quattro, c’est un virage en épingle pris en glisse sur une route verglacée… sans jamais perdre le contrôle.
L'A1 Quattro : Un hommage moderne
1980, Audi lance la Quattro. 32 ans plus tard, Audi lance l’A1 quattro, une version musclée de sa célèbre citadine.
Qu’est ce que le quattro ? Ici, le moteur est en installé en position longitudinale et le couple moteur est réparti entre les roues arrière et avant via un système différentiel.
- il est entièrement automatisé et dépend uniquement des caractéristiques du différentiel.
- par nature, la répartition du couple entre les essieux avant et arrière est limitée (par exemple 80 : 20 ou 20 : 80)
Ce qui veut dire que si un essieu a très très peu de grip, l’autre essieu ne pourra pas passer plus de 80% du couple.
Les modèles actuels : Un héritage perpétué
Aujourd’hui, le moteur 2.5 TFSI continue de propulser des modèles emblématiques tels que l'Audi TT RS et l'Audi RS3, offrant une expérience de conduite inoubliable grâce à sa puissance et à sa sonorité envoûtante.
La première Audi équipée d’un moteur à cinq cylindres est visible à l’Audi Forum de Neckarsulm. L’exposition de voitures classiques, intitulée « De 0 à 100 », propose de découvrir une large variété de modèles, qui ont tous marqué de façon durable l’histoire du constructeur d’Ingolstadt. L’un des premiers moteurs cinq cylindres TDI d’une Audi 100 de 1989 est également exposé. Elle a changé la donne.
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