Historie TDI: Jak to všechno začalo

28. 9. 2015 • 11:41

Volkswagen má v současnosti se svými turbodiesely kolosální problém, v USA podváděl při měření emisí. Životopis zkratky TDI je však bohatý a zajímavý.

Úvod

Legendární tři písmena TDI znamenají Turbocharged Direct Injection, někdy bývají také vykládány nepřesně jako Turbocharged Diesel Injection. Zkratku mimochodem používal i Land Rover, ale bez jakékoli návaznosti na německého výrobce. Ten ji má od 9. srpna 1995 registrovanou doma a v některých dalších nejen evropských zemích, ale nikoli po celém starém kontinentu. EU rozhodla, že se jedná o technickou zkratku, nikoli značku jako takovou.

Ve světě přeplňovaných vznětových motorů způsobila revoluci a v průběhu let tyto motory nepoužívaly jen Volkswagen, Audi, Seat a Škoda, ale i Ford, Volvo, Mitsubishi a Chrysler. Dostaly se nejen do osobních, ale i užitkových aut. Volkswagen vyvinul dokonce průmyslové a lodní pohonné jednotky. Atmosférické přímovstřikové diesely ovšem poháněly nákladní vozy už před druhou světovou válkou. Už tehdy se vědělo, že přímý vstřik zvyšuje účinnost, zlepšuje studené starty a snižuje tepelné ztráty, i když za cenu větší hlučnosti.

Fiat a Rover

Prvním sériovým osobním autem světa s přeplňovaným přímovstřikovým naftovým motorem nebyl žádný z produktů Volkswagenu, jak se všeobecně a nesprávně traduje, nýbrž Fiat Croma. V květnu 1987 se pod jeho kapotou objevila řadová čtyřválcová devatenáctistovka (1929 cm³) Turbo D i.d. „iniezione diretta“ nabídla 68 kW a rovných 200 N.m. Měla rozvod OHC s ozubeným řemenem a turbodmychadlo KKK K16. Vycházela z komůrkového agregátu, oproti němu dostala novou hliníkovou dvouventilovou hlavu, zesílenou kliku, ojnice i lepší chlazení. Spalovací prostory miskového tvaru se staraly o vyšší tepelnou účinnost.

Elektronické vstřikování se čtyřotvorovými tryskami pomáhali vyvinout neapolskému výzkumnému centru Fiat u dceřinné společnosti Magnetti Marelli. Nová technika napomohla klidnějšímu chodu i udávané (a reálné) šestilitrové spotřebě nafty a pracovala při tlaku pouhých 250 barů. Fiat ale zprvu motor nabízel jen doma, aby zamezil případným problémům se spolehlivostí. Byla to chyba, protože si průkopnický vynález nenechal patentovat celoevropsky, zanedbal i marketing a novinářskou prezentaci, takže se o převratné novince moc nepsalo. Koncern Volkswagen dále předběhlo britské Montego MDi vyráběné od října 1988, které poháněl dvoulitr Perkins Prima s výkonem 60 kW a čerpadlem Bosch VE. Značku Austin už neneslo, ta byla krátce předtím zrušena.

Pětiválec Audi

Na frankfurtském autosalonu IAA 1989 představilo Audi model 100 s řadovým pětiválcem 2,5 l o výkonu 88 kW, který byl umístěný podélně. Vycházel z tehdy sedmnáct let starého benzinového čtyřválce typu 827. U přímovstřikových vznětových motorů obecně trysky nerozprašují naftu do oddělené předkomůrky nýbrž rovnou do válce, respektive jeho spalovacího prostoru ve dně pístu. Zde jsou také žhavicí svíčky. Turbodmychadlo zajišťuje přísun dostatečného množství vzduchu, u první generace používal VW elektronicky řízené rotační čerpadlo a dvoupružinkové vstřikovače, zatímco Fiat měl u Cromy zpočátku jen jednopružinkové, které dodávaly vždy pouze jednu dávku paliva, takže byl motor hlučnější a více kouřil.

To se pětiválcové jednotky Audi netýkalo, ta plynule táhla již od poměrně nízkých otáček a vozy s ní dokázaly jet takřka 200 km/h. Přitom v průměru spálily jen 5,7 l nafty na 100 km. Točivý moment vrcholil 265 N.m v 2250 otáčkách. Axiální pístová čerpadla Bosch nesla označení VP36 a 37 a pracovala při 850 barech.

1.9 TDI

Audi 80 nabídlo při modernizaci v roce 1991 čtyřválec 1.9 TDI/66 kW s točivým momentem 182 N.m, který se později rozšířil i do ostatních koncernových modelů včetně Golfu třetí generace (i kabrioletu!) a prvního Seatu Toledo. U nich se muselo zlepšit odhlučnění agregátu. Osmatřicetiprocentní účinnost měla rovněž negativní vliv na pomalý ohřev chladicí vody. V zimě se tak komplikovalo vytápění interiéru a odmrazování čelního skla, což Volkswagen vyřešil instalací „pomocného ohřevu“, elektrického topného tělesa.

Spolu s výkonnější 81kW verzí jej dostala i naše Škoda Octavia. Ta už měla nastavitelné lopatky turbodmychadla, jiný software, silnější ojnice a písty a představila se v polovině 90. let. Účinnost motoru přesáhla 40 %. Starší a slabší 66kW verze byla častým objektem přečipování řídicí jednotky a tím pádem zvyšování výkonu, což mechaniku samozřejmě přetěžovalo, i když ji provázela pověst nezničitelnosti. Velký čtyřventilový šestiválec TDI s objemem 2,5 l pro Audi A6 nahradil původní dvouventilový pětiválec už se 85 a 103 kW, v roce 1997 měl výkon 110 kW, ale nevynikal dostatečnou pružností. Později se objevily varianty 132, 114 a 120 kW. Třeba první generace novodobého Superbu používala poslední jmenovanou.

Pumpe-Düse

V roce 1997 přišel Fiat a krátce po něm i Mercedes-Benz se vstřikováním common-rail. Alfa Romeo 156 1.9 JTD debutovala 1. října. V takových motorech je palivo vedeno z nádrže přes vysokotlaké čerpadlo do společného zásobníku a odtud teprve putuje ke vstřikovačům. Časování vstřiku bylo původně řízeno elektromagnetickými ventily, nakonec ovšem zvítězily piezo-elektrické vstřikovače. Volkswagen šel ale jinou cestou. U druhé generace TDI se systémem PD tvořily čerpadlo a tryska v hlavě válců jeden elektronicky řízený komponent poháněný od třetího vačkového hřídele. Maximální tlak byl 2050 barů, čemuž common-raily s pouhými 1350 ještě tehdy nemohly konkurovat. Jenže později, když překročil dvě tisícovky, už ano a v tom se právě ukázala velká slabina...

Pumpe-Düse debutovalo v roce 1998 v Passatu, používalo jej i superúsporné třílitrové Lupo 1.2 TDI, které se chlubilo pětačtyřicetiprocentní účinností, a první z řady konceptů, který sliboval dokonce spotřebu 1 l/100 km. Tříválec 1191 cm³ měl 45 kW, a dočkalo se jej také futuristické Audi A2. Nepříliš povedený „turbodiesel pro masy“ objemu 1422 cm³ vznikl odebráním jednoho válce z legendy a v dobách normy Euro 3 měl 55, respektive 66 kW, pro Euro 4 nižších 51 a 59 kW.

V roce 2000 následoval čtyřválec 1.9 TDI s výkonem 96 kW, který známe z první Fabie RS, o dva roky později dostal variantu 110 kW. Mohl mít ale i 74 nebo 85 kW, později v časech emisní normy Euro 4 také 77 kW. Skutečně sportovní naftová Ibiza Cupra se dostala až na 118 kW při 3750 otáčkách a 330 N.m/1900 min^-1. V roce 2003 přišel větší 2.0 TDI/100 kW a krátce po něm i varianta 103 kW, šlo o dvou- a čtyřventilové agregáty, které se ještě obešly bez filtru pevných části. Ale výkonnější jej nakonec měl, stejně jako ten se 125 kW v 4200 min^-1. Devatenáctistovky disponovaly hlavami výhradně dvouventilovými.

Velké motory

Větší pětiválec 2.5 TDI nabídl s PD 128 kW. Čtyřlitrový vidlicový osmiválec s výkonem 202 kW přišel na řadu v roce 2003, Touareg s Phaetonem měly v útrobách technickou lahůdku v podobě pětilitrového desetiválce 230 a 258 kW, jenže ten pro normu Euro 4 nahradil osmiválec 4,2 l.

V roce 2006 začala slavná éra Audi s naftovými prototypy ve 24 hodinách Le Mans. Trojnásobný vítěz R10 byl poháněn dvanáctiválcem o výkonu 480 kW. Seat s Leonem TDI získal dva tituly mistra světa jezdců i značek cestovních vozů (2008 a 2009). Výroba jednotek TDI-PD definitivně ustala před pěti lety, udržela se díky dodávkám pro firemní flotily, u nich je nízká spotřeba a s ní spojené náklady na palivo prvořadou záležitostí. Vysokotlaký systém vyžadoval velmi úzké výrobní tolerance a tím pádem se jeho produkce prodražovala. Volkswagen chtěl přitom vývojem vlastní techniky ušetřit náklady za licenční poplatky spojené s common-railem. Piezo-elektrické jednotky, které umožnily lepší kontrolu dodávek paliva, nakonec používal i on.

Common-rail

Volkswagen koketoval s jednodušším a levnějším systémem common-rail již v roce 1999 u vznětového motoru pro Audi A8, osmiválec 3.3 TDI měl 165 kW. Velká luxusní limuzína Phaeton a SUV Touareg dostaly vidlicové šestiválce 3,0 l/165 kW o pět let později, tehdy se objevil i menší 2,7 l se zkráceným zdvihem, původně dával 132, později až 140 kW. Čtyřválec debutoval až v sezóně 2007 v Audi A4 a Tiguanu, v únoru 2008 pak v Passatu.

Dnešní řada CR sahá od malých motorů 1,2 a 1,4 l přes šestnáctistovky a dvoulitry až v k větším jednotkám 3,0, a 4,2 l, výkonové spektrum pokrývá rozmezí od 55 do 283 kW, špičkou je vidlicový osmiválec. Nejmenší je naopak právě tříválec 1199 cm³, nový 1.4 TDI může mít 55, 66 a 77 kW, normovaná spotřeba u nejslabšího modelu klesla až ke třem litrům. Čtyřválec 1.6 TDI se vyrábí kromě totožných výkonových variant dokonce i v 88kW. Dvoulitry dávají od 81 až po 177 kW, třílitry postupně posilovaly, aktuálně mají až 250 kW, nabízejí se s jedním i dvěma turby, totéž platí pro 2.0 l. Nové agregáty jsou výrazně kultivovanější a tišší a ty velké používá rovněž Porsche. Pomyslnou třešničku na dortu byl donedávna nejvýkonnější vidlicový dvanáctiválec 6,0 l s točivým momentem 1000 N.m v širokém spektru 1750-250 otáček, letos představená nová generace Audi Q7 už jej ale nemá.

TDI zvítězily několikrát v různých kategoriích ankety International Engine Of The Year. Starší agregáty PD stály za znovuzrozením naftových motorů pro osobní auta v USA. Skandál s upraveným softwarem řídicích jednotek, který odhalila americká agentura pro ochranu životního prostředí EPA (Environmental Protection Agency), se ale týká vozů vyrobených v letech 2008-2015 a postihuje jich celosvětově celkem 11 milionů. Samotné Audi se ovšem loni na podzim, kdy slavilo čtvrtstoletí od prezentace zmíněné pětiválcové naftové stovky C3, chlubilo 7,5 miliony prodanými auty s motory TDI a redukcí exhalací o 98 %, Od začátku milénia pak klesla jejich spotřeba o celou jednu třetinu.

Zobrazit celý článek