Superdiesle Volkswagena. Niemcy stworzyli jednostki, które do dziś budzą respekt. Oto ich historia

Na przełomie lat 90. i 2000. silniki diesla rozpychały się na rynku. Europejscy producenci inwestowali ogromne pieniądze w ich rozwój, a grupa Volkswagena stawiała je na pierwszym miejscu. Jednostki TDI miały być przede wszystkim oszczędne i mocne, ale w największych i najdroższych modelach stały się również demonstracją możliwości inżynierów. Superdiesle Volkswagena stały się wizytówką firmy z Wolfsburga i sprawiły, że rynek z lekkim podziwem patrzył na pomysły Niemców.

Dużą rolę odegrał w tym Ferdinand Piëch. To za jego czasów Volkswagen stworzył Phaetona i pierwszego Touarega, a gama silników marki zaczęła obejmować konstrukcje, o których nigdy nigdy by nie pomyślał. W tym samym czasie Audi rozwijało własne potężne diesle, a z czasem część z nich trafiła również do Porsche i Bentleya.

Efektem były silniki, które trudno pomylić z czymkolwiek innym. Silnik 5.0 V10 TDI był absolutnie odlotowy. Kultowe 6.0 V12 TDI oferowało 1000 Nm i było unikalną widlastą dwunastką. Ostatnie jednostki 4.0 V8 TDI dostały też architekturę 48V i elektryczną sprężarkę. Każda z tych konstrukcji reprezentowała inny etap rozwoju TDI i każda w pewnym sensie zasługuje na uznanie - nawet jeśli po latach te silniki oznaczają głównie... wysokie koszty.

Superdiesle Volkswagena. Zacznijmy od jednostki, o której mało kto pamięta. Zanim pojawiło się 4.2 V8 TDI, Audi miało już czterolitrowego diesla

Historię wysokoprężnych jednostek V8 ze stajni Volkswagena warto rozpocząć od przywołania Audi A8 D3. Już w 2003 roku ta elegancka limuzyna z Ingolstadt była dostępna z silnikiem 4.0 V8 TDI.

W rzeczywistości ta konstrukcja miała 3,9 litra pojemności, rozwijała 275 KM i oferowała 650 Nm momentu obrotowego. Współpracowała oczywiście z automatyczną skrzynią biegów i napędem quattro.

Ta konstrukcja stała się punktem wyjścia dla późniejszego silnika 4.2 V8 TDI. Nie należy jej natomiast mylić z silnikiem 4.0 V8 TDI EA898, który pojawił się kilkanaście lat później.

Pierwszym "superdieslem" Volkswagena była konstrukcja 5.0 V10 TDI. Ferdinand Piëch chciał pokazać możliwości marki z Wolfsburga

Jeśli jedna jednostka napędowa ma symbolizować Volkswagena z czasów Ferdinanda Piëcha, to 5.0 V10 TDI jest idealnym wyborem. Silnik powstał na początku XXI wieku i w chwili debiutu był najmocniejszym seryjnym dieslem stosowanym w samochodzie osobowym.

Ten silnik miał 4921 cm3 pojemności, dziesięć cylindrów ustawionych pod kątem 90 stopni i zaledwie po dwa zawory na cylinder. Podstawowa wersja osiągała 313 KM przy 4000 obr./min oraz 750 Nm. Za doładowanie odpowiadały dwie turbosprężarki o zmiennej geometrii, po jednej dla każdego rzędu cylindrów.

Mało kto pamięta, że w silniku V10 TDI są... pompowtryskiwacze

Każdy z dziesięciu cylindrów otrzymał własny pompowtryskiwacz. To jedna z najważniejszych różnic pomiędzy V10 a późniejszymi dużymi dieslami grupy Volkswagena, które korzystały już z układu common rail.

Ciekawa była również konstrukcja samego silnika. Volkswagen zastosował aluminiowy blok, ale zrezygnował z klasycznych żeliwnych tulei cylindrowych. Powierzchnie robocze cylindrów otrzymały warstwę nanoszoną plazmowo. Pozwalało to ograniczyć masę i zmniejszyć odległości pomiędzy cylindrami.

Nietypowo rozwiązano również napęd rozrządu i osprzętu. Zamiast klasycznego paska zastosowano rozbudowany układ kół zębatych. Jak się później okazało był to słaby element konstrukcji (nie jedyny oczywiście), który windował koszty obsługi.

Jeden silnik, dwa sterowniki. Jest tutaj pewna teoria...

V10 TDI dobrze pokazuje też ograniczenia elektroniki sprzed ponad dwóch dekad. Jeden sterownik nie wystarczał do obsługi dziesięciu cylindrów i całego osprzętu, dlatego Volkswagen zastosował dwa komputery sterujące.

Podział był widoczny także w pozostałych elementach. Jednostka V10 TDI miała dwa przepływomierze, dwa układy EGR i dwie turbosprężarki. Każda obsługiwała własny rząd pięciu cylindrów. Rozbudowany był również układ chłodzenia paliwa.

5.0 V10 TDI trafiło do dwóch kluczowych modeli Volkswagena. Pierwszym był Phaeton, w którym ta konstrukcja oferowała 313 KM i 750 Nm oraz współpracowała z automatyczną skrzynią i napędem 4MOTION. Drugim był Touareg pierwszej generacji.

W SUV-ie parametry były początkowo identyczne. Touareg V10 TDI rozpędzał się do 100 km/h w około 7 sekund i osiągał około 225 km/h. Później Volkswagen poszedł jeszcze dalej.

Volkswagen Touareg R50 miał 350 KM i 850 Nm

W 2007 roku zadebiutował Touareg R50. Pięciolitrowe V10 TDI podkręcono w nim do 350 KM, a maksymalny moment obrotowy wzrósł do 850 Nm. Możliwości tej konstrukcji Volkswagen wykorzystał również w jednej ze swoich najbardziej znanych demonstracji.

W 2006 roku Touareg V10 TDI został podpięty do Boeinga 747 ważącego około 155 ton. Samochód ruszył maszynę i był w stanie ją holować. Homologowane obciążenie przyczepy Touarega wynosiło 3,5 tony.

A o co chodzi z tą "pewną teorią"?

Mówi się, że dla uproszczenia procesu projektowania, punktem wyjścia był silnik 2.5 R5, który połączono w "jedną całość". Oczywiście większość elementów opracowano od podstaw, ale część koncepcji faktycznie wywodziła się z prostej jednostki sprzed lat. Tym samym duplikacja części elementów na każdy zestaw pięciu cylindrów miała uzasadnienie.

Nieco później na rynek wjechał silnik 4.2 V8 TDI. Miał mniej cylindrów, ale oferował znacznie więcej możliwości

Kolejna duża jednostka wysokoprężna Audi poszła w zupełnie innym kierunku. Silnik 4.2 V8 TDI miało 4134 cm3 pojemności i osiem cylindrów ustawionych pod kątem 90 stopni. Każdy cylinder dostał cztery zawory, a pompowtryskiwacze ustąpiły miejsca układowi common rail z wtryskiwaczami piezoelektrycznymi.

Tutaj także postawiono na układ z dwoma turbosprężarkami. Blok wykonano z żeliwa z grafitem wermikularnym CGI/GJV, które zapewniało wysoką sztywność przy stosunkowo cienkich ściankach. Wczesna wersja silnika ważyła około 257 kg.

Pierwsze odmiany oferowały około 326 KM i do 760 Nm. Już wtedy osiem cylindrów pozwalało uzyskać więcej mocy niż początkowa wersja większego V10 TDI.

Finalnie z 326 KM zrobiło się 385 KM

Jednostka 4.2 V8 TDI była rozwijana przez lata. Ten silnik trafiał przede wszystkim do Audi A8 i Q7, ale zobaczyliśmy go także w innych samochodach.

Volkswagen zastosował ją w Touaregu drugiej generacji. W tym przypadku kierowca miał do dyspozycji 340 KM i 800 Nm. Silnik współpracował z automatyczną skrzynią biegów i napędem 4MOTION.

Jeszcze więcej oferowało Porsche Cayenne S Diesel. Początkowo dysponowało mocą na poziomie 382 KM, ale po modernizacji moc wzrosła już do 385 KM. Moment obrotowy w obu przypadkach wynosił 850 Nm. Nowsza wersja przyspieszała do 100 km/h w 5,4 sekundy i osiągała 252 km/h.

Taka sama, 385-konna odmiana 4.2 TDI, trafiła również do Audi A8 D4. Luksusowa limuzyna miała 850 Nm i potrzebowała około 4,7 sekundy na rozpędzenie się do setki.

"Finalny boss" diesli to konstrukcji 6.0 V12 TDI. Audi przekroczyło granicę 1000 Nm

Jednostka V10 nie była szczytem możliwości inżynierów grupy Volkswagena. Audi stworzyło jeszcze większego diesla - absolutnego atomowego potwora, który mógłby ciągnąć i lekkie pociągi. Drogowe V12 TDI miało 5934 cm3 pojemności, 500 KM i 1000 Nm.

Historia tej jednostki jest związana z programem wyścigowym Audi, ale tutaj trzeba wejść w szczegóły. Wyścigowe Audi R10 TDI, które w 2006 roku dało Audi pierwsze zwycięstwo diesla w 24-godzinnym wyścigu w Le Mans, korzystało z unikalnej jednostki 5.5 V12 TDI. Silnik rozwijał ponad 650 KM i ponad 1100 Nm. Była to architektura opracowana stricte dla motorsportu.

Drogowe V12 nie było po prostu silnikiem z R10 przystosowanym do ruchu ulicznego. Audi wykorzystywało doświadczenia zdobyte w motorsporcie i podkreślało technologiczne pokrewieństwo konstrukcji, ale seryjna jednostka była opracowaną od podstaw architekturą, stworzoną specjalnie dla... jednego samochodu. No, w teorii

Sześć litrów, 500 KM i 1000 Nm. Ten silnik przesuwał góry

"Cywilny" silnik miał cylindry ustawione pod kątem 60 stopni. Średnica cylindra wynosiła 83 mm, skok tłoka 91,4 mm, a stopień sprężania 16:1. 500 KM robiło wrażenie, ale bardziej imponował moment obrotowy na poziomie 1000 Nm, dostępny w zakresie od 1750 do 3000 obr./min.

Przy takiej pojemności i liczbie cylindrów istotne były także wymiary. V12 TDI miało tylko 684 mm długości. Było więc tylko o 166 mm dłuższe od ówczesnego V8 TDI.

Audi nie zdecydowało się na aluminiowy blok stosowany w wyścigowym R10. W drogowym V12 wykorzystano żeliwo z grafitem wermikularnym GJV-450. Według producenta było ono o około 40 procent sztywniejsze i dwukrotnie bardziej odporne od klasycznego żeliwa szarego. Jednocześnie pozwoliło zmniejszyć masę bloku o około 15 procent względem konwencjonalnego rozwiązania.

Układ common rail pracował pod ciśnieniem 2000 barów

Układ wtryskowy był równie rozbudowany, aby dostarczyć odpowiednią ilość paliwa. Audi zastosowało dwie pompy wysokiego ciśnienia, piezoelektryczne wtryskiwacze i common rail pracujący pod ciśnieniem dochodzącym do 2000 barów.

Każdy wtryskiwacz miał dyszę z ośmioma otworami. Podczas jednego cyklu pracy możliwe było podanie nawet pięciu oddzielnych dawek paliwa. Pozwalało to między innymi ograniczyć hałas spalania oraz kontrolować temperaturę spalin podczas regeneracji filtrów cząstek stałych.

Za doładowanie odpowiadały dwie turbosprężarki o zmiennej geometrii. Każda obsługiwała jeden rząd sześciu cylindrów, a maksymalne ciśnienie doładowania sięgało nawet 2,6 bara. Do tego dochodziły dwa intercoolery, dwa filtry cząstek stałych, dwa przepływomierze i dwa sterowniki pracujące w układzie master/slave.

Audi stworzyło także supersamochód z dieslem. R8 V12 TDI miało manualną skrzynię

Choć to Audi Q7 było w praktyce jedynym samochodem marki, w którym zagościł ten silnik, to pierwotnie rozważano także jeszcze jeden model. W 2008 roku pokazano sportowe Audi R8 V12 TDI concept. Utrzymano tutaj moc na poziomie 500 KM i 1000 Nm, setka pojawiała się na zegarach w około 4,2 sekundy, a prędkość maksymalna przekraczała 300 km/h.

Najciekawsza była jednak konfiguracja układu napędowego. V12 połączono z sześciobiegową manualną skrzynią i dwutarczowym sprzęgłem. Napęd quattro standardowo rozdzielał moment pomiędzy osiami w proporcji 40:60. R8 V12 TDI pozostało niestety jedynie samochodem koncepcyjnym.

Ostatnim "superdieslem" była konstrukcja 4.0 V8 TDI EA898. Niemcy wycisnęli z ropniaka niemal wszystko

Ostatnia generacja wielkiego diesla grupy Volkswagena pokazała, jak bardzo technologia zmieniła się od czasów pierwszej jednostki V10 TDI. Nowy silnik 4.0 V8 TDI EA898 pojawił się na rynku 11 lat temu. Miał 3956 cm3 pojemności i trafiał do samochodów Audi, Volkswagena, Porsche oraz Bentleya.

Spójrzcie na liczby. Pierwsze 5.0 V10 TDI miało 4921 cm3 pojemności i dziesięć cylindrów, aby osiągnąć 313 KM i 750 Nm. Jednostka EA898 z pojemności mniejszej o niemal litr rozwijała maksymalnie 435 KM i 900 Nm.

Turbosprężarki znalazły się pomiędzy głowicami - postawiono tutaj na układ hot-vee

Jedną z najważniejszych zmian był układ określany przez Porsche jako Central Turbo Layout. Układ wydechowy i turbosprężarki umieszczono wewnątrz litery V. Skrócenie drogi spalin pomiędzy cylindrami a turbinami poprawiało reakcję układu doładowania.

Dwie turbosprężarki nie musiały przy tym pracować jednocześnie. Przy małym i średnim obciążeniu wykorzystywana była przede wszystkim jedna. Druga dołączała przy większym zapotrzebowaniu na moc. Moment jej załączenia zależał od konkretnej wersji silnika.

Zobacz 14 zdjęć

Audi dołożyło też elektryczną sprężarkę i instalację 48V

Jedną z najbardziej zaawansowanych odmian EA898 dostało Audi SQ7 TDI. W tym modelu wyciśnięto 435 KM i 900 Nm, a klasyczne turbosprężarki były tylko częścią układu doładowania.

Audi zastosowało dodatkową elektryczną sprężarkę EPC. Jej zadaniem było budowanie ciśnienia przy niskich obrotach, gdy ilość spalin nie pozwalała jeszcze na odpowiednio szybką reakcję tradycyjnej turbosprężarki. Do zasilania EPC wykorzystano instalację 48V.

Do tego dochodził system sterowania zaworami. Przy małym obciążeniu silnik wykorzystywał przede wszystkim jedną turbosprężarkę. Zmiana sterowania zaworami pozwalała uruchomić drugą wraz ze wzrostem zapotrzebowania na moc.

Porsche Panamera 4S Diesel osiągało 285 km/h i było ultraekonomiczne

Porsche przygotowało własną wersję EA898. Panamera 4S Diesel miała 422 KM i 850 Nm. Maksymalny moment był dostępny już od 1000 obr./min.

Samochód przyspieszał do setki w 4,5 sekundy, a z pakietem Sport Chrono skracał ten czas do 4,3 sekundy. Prędkość maksymalna sięgała 285 km/h. W momencie premiery Porsche określało Panamerę 4S Diesel jako najszybszy seryjny samochód z silnikiem wysokoprężnym na świecie.

Układ common rail pracował tutaj pod ciśnieniem dochodzącym do 2500 barów. Dla porównania, kilkanaście lat wcześniej V10 TDI korzystało jeszcze z dziesięciu pompowtryskiwaczy.

Jednostka EA898 trafiła także do Bentleya Bentaygi, gdzie osiągała 435 KM i 900 Nm. Był to pierwszy seryjny diesel w historii Bentleya. Takie same maksymalne parametry oferowały Audi SQ7 TDI i SQ8 TDI.

Volkswagen wykorzystał tę jednostkę także w trzeciej generacji Touarega. 4-litrowe V8 TDI rozwijało tutaj 421 KM i 900 Nm, przy czym maksymalny moment był dostępny już od około 1250 obr./min. Druga turbosprężarka była załączana powyżej około 2200 obr./min.

W 2020 roku Volkswagen wprowadził Touarega V8 Last Edition. Limitowana do 400 egzemplarzy wersja była ostatnią odsłoną Touarega z 4.0 V8 TDI o mocy 421 KM i momencie obrotowym 900 Nm.

Obecnie "największy" diesel w grupie Volkswagena to 3-litrowe V6 TDI

Czasy walki o wielkie jednostki przeszły do historii. Po aferze "Dieselgate" jednostki wysokoprężne są "na cenzurowanym" na całym świecie, a ich udział w sprzedaży konsekwentnie spada. Zresztą widać to po ofercie wielu marek.

Kiedyś auta miejskie i kompaktowe posiadały wiele diesli, które ludzie chętnie wybierali. Teraz wiele samochodów nawet nie ma w ofercie jednostki wysokoprężnej. Diesle stały się domeną SUV-ów, większych limuzyn i aut luksusowych, gdzie jeszcze jest dla nich zastosowanie.