Audi buduje silniki wysokoprężne już od ponad 30 lat – 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. Jednostki TDI Audi na zawsze odcięły się od niekorzystnego wizerunku „powolnego, głośnego i brudnego” silnika wysokoprężnego. Dzisiaj prawie każdy producent ma w swojej ofercie tą wprowadzoną przez Audi technologię .

„20 lat TDI oznacza 20 lat postępu i dynamiki, sportowej siły i efektywności” – powiedział Michael Dick, Członek Zarządu AUDI AG ds. rozwoju technicznego. „TDI w znacznym stopniu przyczyniło się do wejścia naszej marki do segmentu Premium. Jest to dziś najpopularniejsza na świecie technologia poprawiająca efektywność, niepokonana pod względem stosunku siły do niewielkiego zużycia paliwa”.

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”.Pierwszy TDI od początku odniósł wielki sukces. Pięciocylindrowy silnik zamontowany w Audi 100 trzeciej generacji miał 2.461 cm3 pojemności skokowej, moc 88 kW (120 KM) i moment obrotowy 265 Nm przy 2 250 obr./min. Paliwo było wtryskiwane do komór spalania przez rozdzielaczową pompę wtryskową.

Pionierskie dokonanie: maksymalna prędkość prawie 200 km/h, zużycie paliwa 5,7 l/200 km.
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 doskonałe przyspieszenie i wprawiające w zdumienie spalanie: 5,7 l oleju napędowego na 100 km (według ówczesnych norm). Dzięki temu samochód miał wyjątkowo duży zasięg na jednym tankowaniu.Także w klasie średniej samochodów silniki TDI Audi święciły triumfy.

Audi 80 od 1991 roku napędzane było silnikiem 1,9 TDI o mocy 66 kW (90 KM) i 182 Nm. Cztery lata później pojawiła się jego kolejna wersja o mocy 81 kW (110 KM). Moc wzrosła przede wszystkim 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 1993 marka z czterema pierścieniami całkowicie zrezygnowała z produkcji innych niż TDI silników wysokoprężnych.

W 1994 roku Audi wykonało następny krok: pięciocylindrowy silnik zwiększył moc do 103 kW (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 zjawiskiem na skalę światową. Reklama telewizyjna z pytaniem „Gdzie jest zbiornik paliwa?” uczyniła z niego legendę: A6 TDI mógł przejechać nawet 1 300 kilometrów na jednym zbiorniku.

1997: Pierwszy V6 TDI w samochodzie osobowym
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 110 kW (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 85 kW (115 KM) a później do 96 kW (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 kompaktowego A2 z lekkim nadwoziem aluminiowym pracował trzycylindrowy silnik wysokoprężny o pojemności 1,2 litra. Wywodził się od swojego większego brata – 1.4 TDI i osiągał moc 45 kW (61 KM) oraz moment obrotowy 140 Nm. A2 3L TDI pył pierwszym pięciodrzwiowym samochodem „trzylitrowym” na świecie i do dzisiaj pozostał jedynym. W 2003 roku do silnika 1.9 TDI dołączył większy brat – 2.0 TDI.

Nowa generacja: 3.0 TDI
Audi intensywnie wprowadzało nowe rozwiązania także w dużych silnikach. W 2003 roku zadebiutowała czterolitrowa jednostka V8 o mocy 202 kW (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 165 kW (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 z dumą: „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.”

W ostatnich 20 latach silnik TDI osiągnął imponujące sukcesy, Audi w tym czasie wyprodukowało ponad pięć milionów tych agregatów. Mniej więcej co drugi samochód osobowy wyprodukowany w Europie wykorzystuje technologię TDI.

TDI oferowane dzisiaj przez Audi są wszechstronnie utalentowane – są czyste i efektywne, niezawodne, komfortowe, mocne i charakteryzują się wysoką kulturą pracy. W sporcie motorowym, najtrudniejszych testach na świecie, udowadniają, jak ściśle efektywność i dynamika są ze sobą powiązane w Audi.
Samochód wyścigowy R10 TDI, którego silnik V12 osiąga moc ponad 480 kW (650 KM) od 2006 roku trzy razy z rzędu wygrał 24-godzinny wyścig na torze Le Mans. Jego następca, R15 TDI, który wykorzystuje silnik wysokoprężny V10, od swojego debiutu w 2009 roku natychmiast ulokował się na czołowych pozycjach. Także w samochodach seryjnych silniki TDI Audi zachwycają swoją siłą. Audi Q7 może być wyposażone w najmocniejszy produkowany seryjnie silnik wysokoprężny przeznaczony do samochodów osobowych. V12 TDI z pojemności 6,0 litrów ma moc 368 kW (500 KM) i moment obrotowy 1 000 Nm, co pozwala temu dużemu SUVowi na uzyskanie osiągów porównywalnych z samochodami sportowymi.

Jednostka 2.0 TDI o mocy 125 kW (170 KM) i momencie obrotowym 350 Nm jest kolejnym silnikiem sportowym. Jest on tak mocny a jego praca tak spokojna, że został zamontowany w dynamicznym TT i TT Roadster. Lekkie, wykonane głównie z aluminium nadwozia tych modeli mają duży wkład w doskonałe osiągi: TT Coupé, wyposażone seryjnie w stały napęd na wszystkie koła, przyspiesza od zera do 100 km/h w 7,5 sekundy i osiąga prędkość maksymalną 226 km/h. Średnio zużywa jednak tylko 5,3 litra oleju napędowego na 100 km.

Jeszcze niższe spalanie: Modułowy Zespół Efektywności
Silniki wysokoprężne wykorzystują z natury bardzo dobrze energię tkwiącą w paliwie, a technologie z Modułowego Zespołu Efektywności Audi jeszcze poprawiają ten efekt. Inteligentnie zarządzane agregaty pomocnicze, jak na przykład pompa olejowa sterowana według zapotrzebowania, zużywają mniej energii. Skomplikowane metody produkcji redukują tarcie w silnikach – na przykład w wielu silnikach gładzie cylindra są wygładzane metodą laserową, co zwiększa ich trwałość, obniża zużycie oleju i pozwala zmniejszyć siły naprężeń na pierścieniach uszczelniających tłoki.

Poza silnikami, do poprawienia efektywności przyczyniają się także systemy Start – Stop i rekuperacji oraz liczne udoskonalenia, wprowadzone do samochodów. Obejmują one różne rozwiązania - począwszy od lekkich konstrukcji nadwozia z aluminium, poprzez światła LED, wysokoefektywną klimatyzację po ekonomiczne wyznaczanie trasy przez system nawigacji.

Dzięki zastosowaniu całego pakietu nowoczesnych technologii Audi oferuje obecnie 33 modele o emisji CO2 poniżej 140 g/km, prawie wszystkie z silnikami TDI. Mogą się one poszczycić doskonałymi wartościami zużycia paliwa.

2.0 TDI w A4, 100 kW (136 KM) zadowala się 4,6 litra na 100 km, co daje 119 g/km CO2. Silnik 1.6 TDI, który zostanie w 2010 roku wprowadzony do serii A3, osiąga moc 77 kW (105 KM) i spala zaledwie 3,8 litra paliwa na 100 kilometrów – odpowiada to tylko 99 g/km CO2.

Niedawno oba czterocylindrowe silniki udowodniły swoje możliwości podczas Audi Efficiency Challenge A to B, na europejskiej trasie o długości ponad 4 182 kilometry: A3 1.6 TDI zużyło 3,3 l/100 km, A4 2.0 TDI 3 – 4,4 l/100 km. Długodystansowe trasy tego rodzaju mają w Audi długą tradycję – już pierwsze Audi 100 TDI przemierzyły kontynent i osiągnęły przy tym sensacyjnie niskie wartości spalania i duże zasięgi bez postojów na tankowanie.

Następny krok: Audi clean diesel
Także 20 lat po wprowadzeniu na rynek pierwszego TDI Audi umacnia swoją przewagę i jest doskonale 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.

Możliwości, które tkwią w TDI, jeszcze długo będą mogły być rozwijane. W minionych 20 latach Audi napisało tą technologią historię pełną sukcesów – i będzie ją kontynuować także w następnym dziesięcioleciu.  

 

 

źródło: SAMAR i Audi