Rozwój silników TDI - historia sukcesu

Przełomem w świecie silników wysokoprężnych o zapłonie samoczynnym była jesień 1989 roku. Wtedy to na salonie samochodowym we Frankfurcie Audi zaprezentowało silnik zrealizowany w nowej technologii: TDI (Turbo Direct Injection).

Nowatorskie rozwiązanie stanowiło wprowadzenie wtrysku paliwa bezpośrednio do komory spalania. Realizowane było to za pomocą rozdzielaczowej pompy wtryskowej i dzięki temu dało się podnieść ciśnienie wtrysku do 1000 barów.

Pierwszym samochodem, w którym zamontowano silnik typu TDI, było Audi 100 model C3. Jednostka napędowa o pojemności 2461 cm3 o oznaczeniu 2.5 TDI i mocy 120 KM (88 kW) miała imponujący jak na tamte czasy moment obrotowy 265 Nm. To wystarczyło, aby zmienić wizerunek powolnych i dymiących diesli.

Audi 100 z tym silnikiem było elastyczną, szybką limuzyną o prędkości maksymalnej 200 km/h. Co najważniejsze, zużycie paliwa było zadziwiająco niskie i średnio wynosiło 5,7 l/100 km. Szeroko reklamowano też ponadprzeciętny zasięg na jednym zbiorniku paliwa. Silnik osiągnął niesamowity sukces i trafił również do następcy – modelu 100 w wersji C4 (osiągał 115 KM).

W 1991 roku postanowiono sukces ten powtórzyć: wprowadzono mniejszego brata opisywanego wcześniej silnika, czyli słynne 1.9 TDI w samochodzie Audi 80. Moc 90 KM i 182 Nm momentu obrotowego pozwalały na uzyskanie pierwszych 100 km/h w ok. 14 s i prędkości maksymalnej 175 km/h.

Kolejnym stadium rozwoju była wersja 110-konna. Pojawiła się w 1995 roku i charakteryzowała się turbosprężarką o zmiennej geometrii łopatek. Silniki 1.9 TDI szybko wprowadzono do innych aut koncernu. Początkowo korzystał z nich głównie Volkswagen, później również Seat w modelach Ibiza, Toledo i Alhambra oraz Skoda (model Octavia).

Z biegiem czasu okazało się, że silniki te oprócz dobrych parametrów trakcyjnych są również trwałe i niezbyt kosztowne w serwisowaniu. Oczywiście mają słabe punkty (głównie osprzęt w postaci układu EGR oraz turbosprężarki po dużych przebiegach), ale z perspektywy czasu widać, że przebiegi rzędu 400-500 tys. km nie robią na tym silniku większego wrażenia.

W międzyczasie, w roku 1994, podczas prezentacji następcy Audi 100 (modelu A6) pokazano nową wersję pięciocylindrowego 2.5 TDI – tym razem o mocy 140 KM, ze standardową sześciobiegową skrzynią biegów i opcjonalnym napędem wszystkich kół, słynnym quattro. Kolejna rewolucja związana była z kolejną generacją silnika 2.5 TDI.

W 1997 roku wraz z debiutem nowego modelu A6 C5 zaprezentowano pierwszy silnik TDI w układzie V6. Jednak koncern Volkswagena nie spoczął na laurach i dwa lata później pokazał pierwszy silnik V8: 3.3 TDI w modelu A8. Oba te silniki, choć dynamiczne, z niskim zużyciem paliwa i spokojniejszą niż poprzednicy pracą nie zyskały już tak dobrej opinii.

Wynikało to z niedopracowania konstrukcji, co dało o sobie znać przy większych przebiegach kosztownymi awariami m.in. układu zasilania i rozrządu. To właśnie z tego powodu samochody z tymi jednostkami napędowymi często można kupić po okazyjnej cenie.

Wielka rewolucja nadeszła z początkiem nowego milenium. Od roku 2000 silniki 1.9 TDI zasilane były pompowtryskiwaczami, co umożliwiło podniesienie ciśnienia wtrysku do 2050 barów. Wzrosły również moce silników rodziny 1.9 TDI. Podstawowa wersja legitymowała się mocą 100 KM, mocniejsza - 115 KM, a później wprowadzono najmocniejszą wersję 130-konną.

Silniki cieszyły się dobrą opinią kierowców: były dynamiczne i jeszcze oszczędniejsze niż poprzednie wersje. Znana jest ich znakomita podatność (podobnie jak innych silników z rodziny TDI) na chiptuning. Okazały się również ponadprzeciętnie trwałe. Jedyne zarzuty można było mieć do kultury pracy tych jednostek. Wysokie ciśnienie wtrysku paliwa powodowało głośną i twardą pracę, zwłaszcza w gorzej wyciszonych autach niższych klas.

W 2001 roku zadebiutowali mniejsi bracia opisywanych silników. Zaprezentowano oszczędne, trzycylindrowe 1.4 TDI. Choć kultura pracy była zdecydowanie niewystarczająca, to silnik zachował zalety większych poprzedników.

Odmianą tego silnika jest również 1.2 TDI, montowany w superoszczędnych wersjach "trzylitrowych" w autach VW Lupo i Audi A2. Podkreśliły one zalety rodziny TDI (niskie zużycie paliwa) i wypromowały osiągnięcie nadspodziewanie niskiego zużycia paliwa poniżej 3 l/100 km.

1.9 TDI przetrwał w różnych odmianach aż 19 lat, do końca 2010. Wówczas zabiła go nadchodząca norma emisji spalin Euro 5, choć już dawno mówiło się o następcy. W 2003 roku, wraz z debiutem piątej generacji VW Golfa, wprowadzono nowszy 2.0 TDI. Parametrami oczywiście przewyższał starszą konstrukcję, jednak początkowe problemy jakościowe spowodowały, że chętniej wybierany był nieśmiertelny 1.9 TDI.

Mimo że koncern Volkswagena długo udowadniał, że to pompowtryskiwacze będą przyszłością zasilania silników popularnie zwanych dieslami, to jednak w 2003 roku ugiął się pod presją i wprowadził model 3.0 TDI z zasilaniem typu common rail i piezoelektrycznymi wtryskiwaczami. Zasilanie typu common rail było stopniowo wprowadzane do innych silników typu TDI i obecnie (od 2009 roku) występuje we wszystkich odmianach.

W 2006 roku podjęto odważną decyzję o skonstruowaniu sportowego silnika z zapłonem samoczynnym. Wyposażony w silnik V12 TDI wyścigowy model Audi R10 TDI osiągał 650 KM i wygrał słynny wyścig Le Mans 3 razy z rzędu (pierwszy raz w 2006 roku). Sukcesy osiągał również jego następca, model R15 TDI.

Istotne były równiez starty w rajdzie Dakar. Mocno zmodyfikowane Volkswageny Touareg napędzały silniki z rodziny TDI. Auta te trafiły na listę laureatów tej imprezy. Sukcesy sportowe wykorzystano do budowy najmocniejszego silnika wysokoprężnego w aucie osobowym. Skonstruowano 6.0 V12 TDI, które w modelu Q7 osiąga 500 KM i 1000 Nm momentu obrotowego, zapewniając temu kolosowi osiągi godne aut sportowych (0–100 km/h w 5,5 s).

W ciągu pierwszych 20 lat sprzedano ponad 5 milionów aut osobowych i dostawczych z silnikami TDI. Wydaje się, że technologia ta będzie dalej rozwijana i zobaczymy nowe modele silników z jeszcze większą wydajnością, szybsze i z niższym zużyciem paliwa oraz emisją spalin. Pierwszym krokiem jest wprowadzana już technologia Clean Diesel.