» Kompleksowe systemy chłodzenia w przygotowanym na Rajd Dakar

„Audi nigdy wcześniej nie startowało w Rajdzie Dakar. Pierwsze pytanie, jakie sobie zadaliśmy, brzmiało: Jak odprowadzić ciepło z samochodu?” – mówi Sebastian Fröber, inżynier odpowiedzialny za systemy chłodzenia. „Zaczęliśmy od symulacji CFD dla aerodynamiki całego pojazdu. Następnie zaprojektowaliśmy poszczególne układy chłodzenia.” W tym procesie pomogło doświadczenie Audi w zakresie skomplikowanych wymagań regulaminowych dotyczących chłodzenia, które cztery pierścienie wyniosły z wyścigu Le Mans i z Formuły E. Tym razem cele były nieco inne: Podczas gdy w sportowym samochodzie Le Mans priorytetem była maksymalna wydajność aerodynamiczna, w pustynnym prototypie chodzi o jak najlepsze odprowadzanie ciepła. Odpowiednią temperaturę zapewni w nim kilka obiegów chłodzących. 

Obieg niskotemperaturowy dla akumulatora wysokonapięciowego HVB 

Sercem napędu elektrycznego Audi RS Q e-tron jest system akumulatorów wysokiego napięcia. Aby utrzymać go w odpowiedniej temperaturze, Audi stosuje płyn chłodzący o nazwie Novec, który nie przewodzi prądu elektrycznego. Ten niskotemperaturowy obieg ma chłodnicę pod przednią maską. 

Niskotemperaturowy obieg generatora – rozrusznika MGU 

Silnik spalinowy jest mechanicznie sprzężony z jednostką generatora-rozrusznika MGU, która wytwarza energię elektryczną dla akumulatora wysokiego napięcia. Przekazuje on swoją energię do dwóch innych jednostek MGU – jedna napędza koła tylne, druga przednie. Kiedy przepływ mocy jest odwrócony, np. podczas hamowania, oba zespoły odzyskują energię i przekazują ją z powrotem do akumulatora. Te trzy zespoły MGU są połączone własnym obwodem niskotemperaturowym. Odprowadza on swoje ciepło przez lewą chłodnicę w przedniej części pojazdu. Obwody niskotemperaturowe stanowią szczególne wyzwanie dla inżynierów. Podczas gdy nawet w pełnym słońcu, w znacznie gorętszym obiegu wysokotemperaturowym występuje dobry efekt chłodzenia, a płyn chłodzący nie zaczyna się gotować, praca w układach niskotemperaturowych jest znacznie trudniejsza. „Dzieje się tak dlatego, że powietrze pustynne o temperaturze 40°C tylko w niewielkim stopniu chłodzi płyn chłodzący, który ma wtedy ok. 60°C. Różnica temperatur jest wtedy po prostu zbyt mała” – mówi Fröber. 

Obieg wspomagania kierownicy i podnośników 

Obieg chłodzenia oleju znajduje się w lewym przednim kanale powietrznym przed chłodnicą niskotemperaturową. Krąży w nim olej hydrauliczny do wspomagania układu kierowniczego, który jest poddawany dużym obciążeniom podczas jazdy terenowej. System ten zasila również dwa podnośniki – po prawej i lewej stronie pojazdu – zamontowane tam na wypadek gdyby przebicie opony zmusiło załogę do zmiany koła. 

Obieg chłodzący klimatyzacji 

W prawym przednim kanale powietrznym znajduje się skraplacz układu klimatyzacji. Wentylator rozprowadza powietrze w kabinie. 

Dwa obiegi wysokotemperaturowe płynu chłodzącego i powietrza doładowującego 

W skład układu napędowego Audi RS Q e-tron wchodzi również przetwornik energii. Wysokowydajny silnik TFSI, umieszczony poprzecznie za fotelem pasażera, posiada obieg cieczy z chłodnicą. Obieg oleju silnikowego jest poprzez wymiennik ciepła termicznie połączony z tym systemem. Turbodoładowanie spalin wymaga drugiego systemu chłodzenia: sprężone powietrze dolotowe przepływa do silnika przez chłodnicę międzystopniową. Chłodnica cieczy i powietrza doładowującego znajdują się obok siebie, nad tylną osią. Osłona na dachu rozdziela przepływ powietrza pomiędzy obie chłodnice. „Na trudnych odcinkach, na przykład podczas pokonywania wydm z niewielką prędkością, ten przepływ powietrza może być niewystarczający” – mówi Sebastian Fröber. „Z tego powodu za każdą z dwóch chłodnic umieszczono wentylator, który w razie potrzeby może odprowadzać ciepłe powietrze.” Uchodzi ono z tyłu Audi RS Q e-tron. 

Zaprojektowane tak, by wytrzymać najwyższe obciążenia 

Układ chłodzenia Audi RS Q e-tron jest przystosowany do maksymalnych obciążeń. „Ostatnio systemy testowaliśmy w listopadzie w Maroku” – mówi Sebastian Fröber. „Carlos Sainz w długim teście przemierzał miękki piasek wyschniętego koryta rzeki z celowo zaklejonymi wlotami powietrza chłodzącego. Wszystkie systemy działały bez zarzutu”. 

Mimo wszystkich strat mocy zachodzących przy uwzględnieniu wymagań dotyczących chłodzenia jednostek napędowych, Audi zbudowało rajdowy prototyp o wysokiej wydajności. Dzięki elektrycznemu układowi przeniesienia napędu i przetwornikowi energii, pojazd ten stanowi kamień milowy w świecie sportów motorowych. Silnik TFSI o mocy około 200 kilowatów, jest najbardziej wydajny w zakresie od 4500 do 6000 obr/min. Jego jednostkowe zużycie paliwa wynosi znacznie poniżej 200 gramów na kilowatogodzinę. Dzięki temu załogi Audi: Mattias Ekström/Emil Bergkvist, Stéphane Peterhansel/Edouard Boulanger i Carlos Sainz/Lucas Cruz zasiadające za kierownicami Audi RS Q e-tron, nie tylko pokonają pustynię w Rajdzie Dakar w odpowiedniej temperaturze, ale także wyjątkowo sprawnie.