Leistungssteigerung Audi 3.0 TFSI

Audi A6 4F 3.0 TFSI

Audi A6 4F 3.0 TFSI

Der 3.0 TFSI V6 von Audi wurde im Zuge von Downsizing entwickelt, um den 4.2 FSI V8 zu ersetzen. Die Bezeichnung „TFSI“ ist allerdings ein wenig irreführend, denn für die Aufladung sorgt kein Turbolader, sondern ein Roots-Kompressor, der über einen Riemen direkt von der Kurbelwelle angetrieben wird.
Der aktuelle 3.0 TFSI wird inzwischen bei A4, S4, S5, A6, A7, A8, (S)Q5 und Q7 eingesetzt. Gleichzeitig dient der Audi V6 Kompressormotor als Basis für die Hybrid-Modelle Porsche Cayenne und Panamera sowie den VW Touareg.

Die angebotenen Leistungsstufen reichen aktuell von 272 PS (A4) bis hin zu 354 PS (SQ5).

Der 3.0 TFSI ist in allen Varianten vom mechanischen Grundaufbau her identisch. Unterschiede gibt es bei den Kühlsystemen und auch beim Krümmer. Der Motor hat ein großes Leistungspotential, mit entsprechender Anpassung von Abgasanlage, Ansaugung, Kühlung und Kraftstoff mit hoher Oktanzahl sind 500 PS und mehr im Bereich des Möglichen. In diesem Artikel möchte ich aber auf Leistungssteigerung ohne große Umbauarbeiten eingehen und meine Erfahrungen mit meinem 3.0 TFSI im Audi A6 4F (BJ2011) niederschreiben. Zunächst jedoch ein paar Worte über die Auffälligkeiten bzw. Probleme des Aggregats.

 

Bekannte Probleme des 3.0 TFSI

Der V6 Kompressormotor ist ein sehr robuster und zuverlässiger Motor. Der Rumpfmotor des 3.0 TFSI basiert auf dem 3.2 FSI, der überdurchschnittlich oft von Kolbenkippern betroffen war, was einen kompletten Motorschaden nach sich zog. Beim 3.0 TFSI besteht die Gefahr nach wie vor, allerdings wurde bereits bei der Konstuktion einiges so geändert, um das Risiko deutlich zu vermindern. U.a. wurde der Hub verkürzt, was die mittlere Kolbengeschwindigkeit im Zylinder verringert. Zudem wurde das Kolbenhemd zur besseren Ölführung überarbeitet.

Als Hauptursache für Kolbenkipper wird allgemein die Verwendung von 0W30 Longlife – Öl bei einem Wechselinterval von bis zu 30.000 km vermutet. Durch die Leichtlaufeigenschaften dieses Öls besteht gerade bei Alusil – Motorblöcken, wie auch beim 3.0 TFSI verwendet, die Gefahr von Riefen im Zylinder durch abreißenden Schmierfilm. Dies kann wiederrum zu einem Kolbenkipper führen.

Zudem wird dem Longlife – Öl nachgesagt, für eine Längung der Steuerkette mitverantwortlich zu sein. Durch die langen Wechselintervalle verbleiben feine Schmutzpartikelchen in den Kettengliedern und sorgen für erhöhtes Spiel – die Kette längt sich. Wenn nun noch ein schlecht funktionierender Kettenspanner (auch über dieses Phänomen tritt immer mal wieder auf) hinzukommt, kann die Kette schon mal überspringen und eine kapitalen Motorschaden nach sich ziehen.

Ölwechsel

Ölwechsel

Ob man weiterhin auf das von Audi ab Werk und bei der Inspektion verfüllte Longlife – Öl setzt oder nicht, bleibt natürlich jedem selbst überlassen. Ich habe ziemlich bald nach dem Kauf meines A6 auf 0W40 New Life von Mobil1 und Festintervall (15.000 km) umgestellt. Dieses vollsynthetische Öl ist in meinen Augen perfekt für die Ansprüche des 3.0 TFSI geeignet. Außerdem komme ich bei meiner jährlichen Fahrleistung nicht über 15.000 km und ein jährliche Ölwechsel in Kombination mit einer Inspektion sollte meiner Meinung nach sowieso sein.

 

Möglichkeiten der Leistungssteigerung

Für eine Leistungssteigerung bei einem aufgeladenen Motor bietet es sich an, die Software des Motorsteuergeräts zu verändern um mehr Ladedruck zu erreichen. In der Regel wird versucht, dem Motor eine höhere Leistung bei möglichst geringem Mehrverschleiß (dieser ist quasi nicht zu vermeiden) zu entlocken. Jeder der eine Leistungssteigerung an seinem Motor durchführen möchte, sollte sich bewusst sein, dass er anschließend keinerlei Anspruch auf Gewährleistung/Garantie des Herstellers mehr hat. Zudem kann bei Tuning immer eine Menge schief gehen, wenn das nötige Fachwissen oder das richtige Werkzeug fehlt, aber das nur als kleiner Hinweis am Rande.

Beim 3.0 TFSI – Motor gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten der Leistungssteigerung:

  • Zusatzsteuergerät / „Piggy Pack“:
    Bei einem Zusatzsteuergerät wie z.B. von ABT oder MTM angeboten, werden diverse Sensorsignale abgefangen, verarbeitet und in leicht veränderter Form an das Motorsteuergerät (ECU) weitergegereicht. Dadurch lassen sich ohne direkten Zugriff oder Änderungen auf das Motorsteuergerät andere Kennfelder verwenden um z.B. Einspritzzeit, Zündzeitpunkt oder Ladedruck zu beeinflussen.
    Vorteil: Keine Modifikation am oft gut verschlüsselten Motorsteuergerät notwendig, seriöse Hersteller bieten zudem eine Gewährleistung/Garantie an.
    Nachteil: Es wird i.d.R. ein Standardkennfeld ohne individuelle Anpassungen auf dem Prüfstand verwendet.
  • Kennfeldänderung via OBD / Softwareanpassung auf Steuergerät:
    Um das Kennfeld direkt auf der Motorsteuergerät anpassen zu können, muss im Fall des 3.0 TFSI erst einmal eine Verschlüsselung umgangen und die entsprechende Firmware auf den Controller im Motorsteuergerät zu schreiben. Erst dann kann via CAN / OBD-Schnittstelle darauf zugegriffen und die angepassten Kennfelder können aufgespielt werden.
    Vorteil: Schnelle und individuelle Anpassung der Kennfelder via OBD – Schnittstelle / CAN explizit für den verbauten Motor möglich.
    Nachteil: Spezialwerkzeug und viel Fachwissen sind Vorraussetzung, nicht jeder Chiptuner verfügt über dieses Material und Knowhow. Durch falsches Vorgehen kann man hier auch schnell großen Schaden anrichten.

 

Kennfeldoptimierung meines A6 4F

Pogo-Pins

Pogo-Pins

Ich habe mich für die Kennfeldänderung direkt auf dem Motorsteuergerät (ECU) entschieden, da ich somit deutlich flexiebler bin und den Motor genau auf meine Bedürfnisse abstimmen (lassen) kann. Beim 3.0 TFSI wird ein Siemens Simos 8.3 oder 8.4 Controller verwendet, der sich normalerweise problemlos mit dem ByteShooter, einem speziellen PC-Tool auslesen, beschreiben und für CAN-Support freischalten lässt.

In meinem Fall konnte auf das Steuergerät nicht zugegriffen werden. Audi bzw. deren Zulieferer hat den ECUs bei einigen A6 4F des letzten Modelljahrs eine dermaßen gute Verschlüsselung verpasst, dass es für uns nicht möglich war, diese zu umgehen. Ich habe mir daraufhin ein Motorsteuergerät vom A8 4H besorgt, damit hat es dann auf Anhieb funktioniert.

ByteShooter

ByteShooter

In meinem Fall war ein Siemens Simos 8.3 (TC1796 Prozessor mit externem Eeprom und 14 poliger CAN-Treiber) verbaut, somit hatte der ByteShooter mit dem Modul 033 leiches Spiel. Sobald die entsprechende UNLOCK – Datei aufgespielt war (natürlich habe ich vorher noch ein Backup vom alten Stand gemacht), konnten neue Kennfelder auch im eingebauten Zustand via OBD aufgespielt werden.

Grundsätzlich ist es so, dass der geforderte Ladedruck schon im unteren Drehzahlbereich sehr schnell erreicht wird und alles darüber über ein Bypassventil ausgeblasen wird. Das bedeutet, dass hier noch Luft nach oben ist, was den Ladedruck angeht.

Im ersten Schritt testeten wir verschiedene Kennfelder, mit denen die Leistung von den ab Werk vorhandenen 290 PS / 420 Nm auf etwa 360 PS / 480 Nm bei Verwendung von Super Benzin (95 Oktan) gesteigert werden konnte. Ein befreundeter Chiptuner war bei der Abstimmung maßgeblich beteiligt, mangels Erfahrung und Fachwissen hätte ich mir das auch selbst nicht zugetraut. Zudem ist es sinnvoll solche Abstimmung auf dem Leistungprüfstand durchzuführen, in meinem Fall wurde dafür sogar ein aufwändiger Allradprüfstand benötigt (Quattro).
Das Auto lief daraufhin schon bedeutend spritziger, das Ansprechverhalten war wesentlich besser und der deutlich merkliche Leistungszuwachs machte süchtig. Außerdem sank der Durchschnittsverbrauch um ca. 0,8 – 0,9 Liter / 100 km. Doch es musste noch etwas mehr gehen.

Einige Wochen später trafen wir uns wieder, um noch etwas mehr Leistung herauszukitzeln. Um es kurz machen: In Verbindung mit Kraftstoff mit höherer Oktanzahl (Aral Ultimate mit 102 Oktan) und weiteren Kennfeldanpassung sind etwa 411 PS / 520 Nm aus dem Motor herauszuholen und das ohne sonstige Modifikationen. Die Leistung ist wirklich beeindruckend, der A6 sprintet nach vorne, als gäbe es kein morgen mehr.

Umbau Riemenrad

Umbau Riemenrad

Um das Maximum an Leistung aus dem Motor herauszuholen, habe ich wiederrum einige Wochen später noch eine Modifikation am Kompressor durchgeführt. Durch ein kleineres Riemenrad und einen entsprechend kürzeren Keilrippenriemen wird das Übersetzungsverhältnis geändert. Der Kompressor rotiert schneller und erzeugt höheren Ladedruck, der bereits bei niedrigerer Motordrehzahl anliegt. Im Zuge dessen wurde auch gleich ein modifizierter Ansaugtrakt und ein Sportluftfilter von APR verbaut.
Das Prinzip geht voll auf, mit Aral Ultimate (102 Oktan) konnten wir sagenhafte 468 PS / 550 Nm erreichen, das sind über 60% Leistungszuwachs. Der A6 schießt damit schon fast auf Sportwagenniveau vorwärts, einfach unbeschreiblich!
Die hohe Leistung muss man sich natürlich auch teuer erkaufen, so schluckt der hochgezüchtete V6 problemlos seine 25 Liter und mehr auf 100 km wenn man ihn laufen lässt. Und das auch noch vom teueren Ultimate – Kraftstoff. Hinzu kommt, dass man bei warmen Temperaturen die Öltemperatur stets im Blick haben sollte. Bedingt durch das relativ kleine Ölreservoir des A6 4F von nur 6,5 Litern (zum Verleich, beim S4 B8 sind es knapp zwei Liter mehr),  ist die Kühlung natürlich auch verhältnismäßig schlecht. Auch die Temperatur der Kühlflüssigkeit steigt an warmen Tagen schnell in den roten Bereich, weshalb man hier unbedingt tätig werden und zusätzliche Kühlfläche schaffen muss.

Riemenrad gelöst

Riemenrad gelöst

Der Motor könnte auch noch mehr Drehmoment leisten, wir haben dies aber aus Sicherheitsgründen auf 550 Nm beschränkt. Das verbaute Getriebe ist ein weiterer möglicher Schwachpunkt, die Tiptronik im 4F ist vom Hersteller ZF nur bis 500 Nm freigegeben, wird also mit der Hochleistungsabstimmung schon um 10% überstrapaziert.

Jeder muss natürlich selbst wissen ob ihm der wirklich nicht zu verachtende Spaßfaktor den hohen Verbrauch von Hochoktan – Kraftstoff und die Kosten für einen doch recht aufwändigen Umbau der Kühlsysteme wert ist. Ich für meinen Teil habe beschlossen, dass der A6 alltagstauglich und möglichst „unverbastelt“ bleiben soll.
Der Motor wurde wieder auf Super – Benzin mit 95 Oktan abgestimmt und leistet jetzt 380 PS bei 500 Nm.  Für meine Bedürfnisse genug Leistung und mehr als ausreichend um sicher überholen zu können. Zudem unterliegen die einzelnen Bauteile keiner allzugroßen zusätzlichen Belastung.

Der Durchschnittsverbrauch ist im Gegensatz zur Werksabstimmung im Dauerbetrieb um etwa 0,8 Liter / 100 km verringert, was wohl vor allem dem erhöhten Drehmoment im mittleren Drehzahlbereich zugute kommt. Ein Grinsen habe ich trotzdem jedesmal im Gesicht, wenn ich bei eingelegter Fahrstufe „S“ das rechte Pedal ganz durchdrücke.

25 Kommentare

  1. Hallo.

    Ich habe bei meinem A6 4F auch eine Optimierung geplant.
    Ich habe ein Simos 8.3

    Verstehe ich das jetzt richtig: Simos 8.3 geht immer zum tunen?
    Dein Steuergerät vom A8 war dann auch ein Simos 8.3 ?
    Welche Steuergeräte beim 4F gehen dann nicht zum tunen?

    Ist der Unterschied nach dem Tuning wirklich so krass?
    Also wie ich finde geht der 3.0 TFSI serienmässig schon ziemlich gut.. 🙂

    Fg
    Markus

  2. Hallo Markus,

    Wie im Artikel beschrieben sagt „Simos 8.3“ leider noch nichts aus, ob sich die Kennfelder im Steuergerät bearbeiten lassen oder nicht.
    Sowohl das alte, als auch das neue Steuergerät in meinem A6 laufen unter der Bezeichnung „Simos 8.3“.
    Wichtig ist, dass ein Chipsatz mit externem EEPRom verbaut ist (sieht man von außen leider nicht…).

    Eine Leistungssteigerung ist natürlich immer subjektiv. Ich möchte meine 90 Extrapferdchen jedenfalls nicht mehr missen.

  3. Hallo zusammen, das Kennfeldtuning ist durchgeführt worden. ( Q5, 3,0 TFSI,US Modell) Kilometerstand jetzt 53.000. Ölwechsel: 0 W 40 new life, Getriebeölwechsel und Zündkerzenwechsel. Leistung erstaunlich! Allerdings ist die Tiptronic (8 Gang) wenn volle Leistung abgerufen wird schon etwas rauh im Hochschalten. Sonst einfach nur ein Traum!

  4. Hallo Manuel ,
    Erstmal top Bericht !!!
    Stehe auch vor dem Problem mit dem 3.0tfsi
    Ich habe vor es so wie du zu machen , sprich ich habe dasselbe STG wie du vom A8 auf beobachten , wenn ich das kaufe , kann mein Tuner es Flashen , Software aufspielen und sollte passen ?
    Laut deinem Bericht kann alles andere , wegfahrsperre , Schlüssel per vcds angelernt werden?
    Davor hab ich noch ein wenig Angst , das muss ich nochmal mit ihm durchsprechen!
    Gruß Jürgen

  5. Hallo Jürgen,
    ob dein Tuner das nötige Equipment hat, um die entsprechende Software aufzuspielen, kann ich dir leider nicht beantworten, das musst du selbst mit ihm abklären.
    In meinem Fall wurde die Software eines A6 – Motorsteuergerätes aufgeflasht, was problemlos funktioniert hat.
    Für die Anpassung der Wegfahrsperre ist entweder der fahrzeugspezifische Werkstatt-Login oder eine Software, die diesen umgehen bzw. überschreiben kann notwenig.
    Der Werkstatt-Login steht normalerweise auf einem kleinen schwarzen Anhänger, der bei der Auslieferung bei den drei Schlüsseln mitgegeben wird. Wenn dieser nicht mehr vorhanden ist, kann den die Audiwerkstatt auch über den Zentralserver in Ingolstatt auslesen, ein guter Servicemitarbeiter macht das für ´nen kleinen Schein in die Kaffeekasse.

    Zum Thema „Wegfahrsperre überlisten“ möchte ich an dieser Stelle nichts posten, das geht schon zusehr in Richtung Carcracking… Wenn du einen fähigen Tuner hast, wird der das gerne für dich übernehmen.

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