Dwadzieścia lat silników TDI w Audi

Od 1989 roku Audi wyprodukowało ponad pięć milionów silników TDI i dysponuje dzisiaj szeroką paletą nowoczesnych jednostek napędowych. Łączą one w sobie dużą moc, sportową przyjemność jazdy oraz doskonałą efektywność i pokazują, że technologia ta także
w przyszłości dysponować będzie dużym potencjałem.

Pierwszy silnik tej marki z samoczynnym zapłonem to pięciocylindrowa jednostka z wtryskiem do komory wstępnej, która debiutowała w 1978 roku. Jedenaście lat później producent z Ingolstadt stał się pionierem rozwiązań technicznych i zrewolucjonizował rynek silników wysokoprężnych wprowadzając jednostki TDI stanowiące połączenie bezpośredniego wtrysku, turbodoładowania i w pełni elektronicznego sterowania silnikiem.

Od tego czasu opracowana przez Audi technologia przyczyniła się do większego niż oczekiwano rozwoju technicznego i imponującego sukcesu rynkowego silników diesla. Dzisiaj prawie każdy producent ma w swojej ofercie tą wprowadzoną przez Audi technologię

Ojcem technologii TDI Audi jest Richard Bauder, który nadal prowadzi dział rozwoju silników wysokoprężnych. Sygnał startowy padł w 1976 roku, jeszcze pod wpływem kryzysu paliwowego z 1973 roku. Jak opowiada Bauder: "Próbowaliśmy wtedy stworzyć silnik spalinowy zużywający jak najmniej paliwa. Zbadaliśmy wszystkie możliwe koncepcje, nawet dwutaktowego diesla oraz przeanalizowaliśmy i udoskonaliliśmy przy tym procesy wtrysku i spalania. Jednym z wielkich przełomów było zastosowanie dwustopniowego wtryskiwacza - pozwalał on na wstępny wtrysk mniejszej ilości paliwa. Dzięki temu spalanie stało się bardziej "miękkie" a akustyka lepsza, co było podstawowym warunkiem umożliwiającym zastosowanie w samochodach osobowych".

Pięciocylindrowy silnik zamontowany w Audi 100 trzeciej generacji miał 2.461 cm3 pojemności skokowej, moc 120 KM i moment obrotowy 265 Nm przy 2 250 obr./min. Paliwo było wtryskiwane do komór spalania przez rozdzielaczową pompę wtryskową.

Pod koniec lat osiemdziesiątych silniki wysokoprężne były uważane wprawdzie za ekonomiczne i trwałe, lecz również za pozbawione temperamentu. Audi 100 2.5 TDI osiągające maksymalną prędkość prawie 200 km/h złamało ten stereotyp i znalazło się w gronie szybkich limuzyn - charakteryzowało je dobre przyspieszenie i niskie spalanie: 5,7 l oleju napędowego na 100 km (według ówczesnych norm).

Także w klasie średniej samochodów silniki TDI Audi miało sukcesy. Audi 80 od 1991 roku napędzane było silnikiem 1,9 TDI o mocy 90 KM i 182 Nm. Cztery lata później pojawiła się jego kolejna wersja o mocy 110 KM. Moc wzrosła dzięki zastosowaniu nowej turbosprężarki ze zmienną geometrią turbiny VTG, która pozwalała na uzyskanie harmonijnego i szybkiego wzrostu momentu obrotowego już przy bardzo niskich prędkościach obrotowych silnika.

W 1994 roku Audi wykonało następny krok: pięciocylindrowy silnik zwiększył moc do 140 KM. Sześciobiegowa przekładnia weszła do wyposażenia seryjnego, TDI mógł po raz pierwszy współpracować ze stałym napędem na wszystkie koła - i w ten sposób powstało pierwsze TDI quattro. Z momentem obrotowym 290 Nm przy 1 900 obr./min, prędkością maksymalną 208 km/h i 9,9 sekundami na standardowy sprint auto to stało się światowym prekursorem. Do tego A6 TDI mógł przejechać nawet 1 300 kilometrów na jednym zbiorniku.

Audi A2 1.2 TDI.
(fot. Fot. Audi)

W 1997 roku Audi dokonało kolejnej rewolucji - zadebiutował pierwszy na świecie V6 TDI w samochodzie osobowym. Z kolejną innowacją - głowicą z czterema zaworami na cylinder - ta 2,5 - litrowa jednostka osiągała moc 150 KM i moment obrotowy 310 Nm.

Dwa lata później pojawił się pierwszy V8 TDI Audi. Zamontowany w A8, zaprezentował kolejną przyszłościową technologię - wtrysk common rail. Silnik o pojemności 3,3 litra dysponował mocą 165 kW 224 KM i momentem obrotowym 480 Nm. Także prędkość maksymalna 242 km/h i cicha praca gwarantowały nowy poziom przyjemności jazdy z silnikami TDI.

Również dla jednostek czterocylindrowych pojawiło się nowe, ważne rozwiązanie. W 2000 roku wysokociśnieniowy układ wtryskowy, którego zintegrowane elementy pompowtryskiwaczy generowały ciśnienie 2 050 bar, zwiększył moc do 115 KM, a później do 130 KM.

W mniejszej klasie samochodów Audi zrobiło kolejny milowy krok w 2001 roku - A2 1.2 TDI spalało średnio 2,99 litra na 100 km. Pod maską pracował trzycylindrowy silnik wysokoprężny o pojemności 1,2 litra. Wywodził się od swojego większego brata - 1.4 TDI i osiągał moc 61 KM oraz moment obrotowy 140 Nm. W 2003 roku do silnika 1.9 TDI dołączył większy brat - 2.0 TDI.

Silnik V12 TDI.
(fot. Fot. Audi)

W 2003 roku zadebiutowała czterolitrowa jednostka V8 o mocy 275 KM, która wykorzystywała kilka technicznych detali silników "V" nowej generacji. Jako pierwszy prawdziwy członek tej rodziny pojawił się rok później nowy V6 TDI o pojemności 3,0 litrów. Jego cechy charakterystyczne - kąt rozchylenia cylindrów 90 stopni, odległość między cylindrami 90 mm, napęd łańcuchowy wałków rozrządu po stronie odbioru mocy silnika nadal
są typowymi cechami nowej rodziny jednostek "V" Audi.

Trzylitrowa jednostka 224 KM, wyposażona w technologię common rail, posiadała jako nowość piezelektryczne wtryskiwacze. Mogą one wtryskiwać bardzo niewielkie ilości paliwa, co dzięki szybkiemu otwieraniu i zamykaniu pozwala na uzyskanie wtrysków wstępnych, głównych i dodatkowych. Po przyłożeniu napięcia elektrycznego piezokryształy zmieniają swój kształt w ułamku sekundy. We wtryskiwaczu ułożonych jest jedna na drugiej kilkaset płytek piezokryształów; wydłużenie się tego elementu jest przenoszone bezpośrednio na iglicę głowicy wtryskującej.

Piezoelektryczne wtryskiwacze pozwalają na uzyskanie dokładnie sprecyzowanego wzrostu ciśnienia i homogenicznego przebiegu spalania, dzięki temu akustyka silnika wysokoprężnego jest porównywalna z silnikami benzynowymi.

W latach 2007/2008 także nowy czterocylindrowy 2.0 TDI pracował z układem common rail z piezowtryskiwaczami. Od 2009 roku technologia ta jest standardem we wszystkich silnikach wysokoprężnych.

Richard Bauder - "ojciec silników wysokoprężnych" z Audi, podsumowuje: - W 1989 roku rozpoczęliśmy od ciśnienia wtrysku 900 bar, dziś jesteśmy przy 2 000 bar. W tym czasie moc naszych TDI w odniesieniu do pojemności wzrosła o ponad 100 procent, a moment obrotowy o 70 procent. Jednocześnie emisje szkodliwych substancji zmniejszyły się o 98 procent. \

Audi produkuje obecnie najmocniejszy, seryjny silnik wysokoprężny montowany w samochodach osobowych. To jednostka V12 TDI o pojemności 6,0 litrów, mocy 500 KM i momencie obrotowym 1000 Nm, która napędza model Q7 V12. Silnik pozwala temu dużemu SUV-owi na uzyskanie osiągów porównywalnych z samochodami sportowymi.

Także 20 lat po wprowadzeniu na rynek pierwszego TDI Audi umacnia swoją pozycję i jest przygotowane na przyszłość. Innowacyjna technologia clean diesel rozkładając tlenki azotu na nieszkodliwy azot i wodę sprawia, że spaliny są jeszcze czystsze. Silnik 3.0 TDI clean diesel już dzisiaj spełnia najsurowsze amerykańskie normy dotyczące spalin i wymagania zapowiedzianej na 2014 rok normy Euro-6. Silnik ten jest już dostępny w Q7,
a wkrótce także w A4.

Jeżeli chodzi o paliwa: Audi stawia średnioterminowo na biopaliwa drugiej generacji, takie jak Sunfuel. Wykorzystują one także odpady roślin energetycznych a nie, jak dzisiejsze biodiesle, tylko ich owoce. Podczas spalania wydalają do atmosfery tylko tyle dwutlenku węgla, ile rośliny pobrały podczas swojego wzrostu. Niezależnie od tego Audi będzie nadal obniżać zużycie paliwa w swoich samochodach - do 2012 roku o 20 procent w porównaniu z 2007.