• Выпуск модели Audi 100 TDI осенью 1989 года ознаменовал начало новой «дизельной эры»
• Инновационные технологии послужили основой для создания пяти миллионов двигателей
• «Хроника TDI»: обзор двигателей и технологий

В 2009 году Audi отмечает еще один важный юбилей — двадцатую годовщину создания технологии TDI. Осенью 1989 года на Франкфуртском международном автосалоне был представлен Audi 100 2.5 TDI — первый автомобиль, оснащенный турбированным дизельным двигателем с непосредственным впрыском топлива. Марка с четырьмя кольцами на эмблеме последовательно наращивает свое лидерство в этой области: с 1989 года компания Audi выпустила более пяти миллионов двигателей TDI и сейчас предлагает на рынке широкий ассортимент самых современных дизельных силовых агрегатов. Сочетая в себе внушительную мощность, спортивный характер и образцовую эффективность, эти двигатели демонстрируют огромный потенциал для дальнейшего развития технологии.

Уже более 30 лет Audi производит дизельные двигатели, первый из которых — пятицилиндровый мотор с предкамерным впрыском — дебютировал в 1978 году. 11 лет спустя компания совершила технологический прорыв, явившийся настоящей революцией на рынке дизельных автомобилей. Аббревиатура TDI содержит в себе обозначение технологий, открывших новое измерение в производстве моторов: прямой впрыск топлива, турбонаддув и полностью электронное управление.

Со временем прогрессивные технологические решения позволили компании Audi достичь совершенства в производстве дизельных двигателей и обеспечили марке с четырьмя кольцами невероятный успех на рынке. Технология TDI помогла раз и навсегда развеять традиционный стереотип «медленного, шумного и грязного» дизельного двигателя. Сегодня практически каждый автопроизводитель использует данную технологию при разработке своих дизельных силовых агрегатов.

«Двадцатилетие TDI — это 20 лет прогресса и усовершенствований, спортивной мощи и эффективности, — говорит Михаэль Дик, директор по техническим разработкам Audi AG. — Технология TDI является одним из ключевых факторов, способствующих продвижению нашего бренда в премиум-сегменте. Это наиболее успешная разработка в области повышения эффективности силовых агрегатов, по характеристикам мощности и экономии топлива ей нет равных».

Рихард Баудер, отец технологии TDI, и сегодня возглавляет направление разработки дизельных двигателей в Audi. По его словам, программа создания новых моторов стартовала в 1976 году, когда в памяти еще были свежи воспоминания о топливном кризисе 1973 года. «Нашей целью было создание двигателя внутреннего сгорания, потребляющего как можно меньше топлива. Мы перебрали все мыслимые и немыслимые варианты и концепции, которые можно было бы применить для дизельного двигателя, а в процессе анализировали и совершенствовали разнообразные методы впрыска и сгорания топлива. Одним из наиболее значительных наших прорывов стала разработка топливной форсунки с двумя пружинами, что обеспечило возможность предварительного впрыска небольшого количества топлива. Результатом было более равномерное сгорание и снижение шума двигателя — фундаментальные преимущества для легковых автомобилей».

Первый двигатель TDI с самого начала имел большой успех. Когда он устанавливался на Audi 100 третьего поколения, пятицилиндровый мотор объемом 2461 куб. см позволял развивать мощность 120 л.с. (88 кВт) и крутящий момент 265 Нм при 2250 об./мин. Подача топлива в камеры сгорания происходила при помощи топливного насоса высокого давления распределительного типа.

Передовое достижение: максимальная скорость почти 200 км/ч, расход топлива — 5,7 л/100 км

После запуска двигателя в серийное производство на Audi 100 Avant в конце 1989 года, его впечатляющие характеристики ознаменовали начало новой эры. В то время дизельные двигатели ценились за свою экономичность и надежность, но их главным недостатком была нерасторопность. Однако благодаря способности двигателя обеспечивать максимальную скорость почти 200 км/ч, автомобиль Audi 100 2.5 TDI проложил себе дорогу в мир скоростных туринг-седанов. Впечатляющие характеристики разгона с места и крайне низкий расход топлива (5,7 литра на 100 км) позволили новому мотору стать одной из самых передовых разработок того времени.

Триумф ждал двигатели TDI от Audi и в среднем классе. Начиная с 1991 года, модель Audi 80 оснащалась четырехцилиндровым двигателем объемом 1,9 литра, который развивал мощность 90 л.с. (66 кВт) и крутящий момент 182 Нм. Четыре года спустя появилась его модернизированная версия мощностью 110 л.с. (81 кВт). Увеличения мощности удалось достичь главным образом благодаря использованию турбонагнетателя новой конструкции. Нагнетатель с изменяемой геометрией турбины (VTG) позволял распределять крутящий момент равномернее и быстрее даже при раскрутке двигателя с очень низких оборотов.

В 1993 году компания Audi полностью перевела свою программу разработки дизельных двигателей на технологию TDI, после чего в 1994 году, был сделан еще один шаг вперед: мощность пятицилиндрового двигателя удалось увеличить до 140 л.с. (103 кВт). В серийное производство была запущена шестиступенчатая модель коробки передач, а двигатель TDI был впервые совмещен с системой постоянного полного привода — так возник автомобиль TDI quattro. С крутящим моментом 290 Нм при 1900 об./мин, максимальной скоростью 208 км/ч и разгоном с места до 100 км/ч за 9,9 секунды этот автомобиль практически сразу стал сенсацией. Телевизионный ролик, в котором звучал ставший знаменитым вопрос «Где же топливный бак?», принес ему всеобщую славу: автомобиль Audi A6 TDI покрывал расстояние до 1300 километров на одном баке топлива.

1997 год: двигатель V6 TDI впервые устанавливается на легковом автомобиле

В 1997 году компания Audi в очередной раз произвела революцию в автомобилестроении, представив первый двигатель V6 TDI, установленный на легковом автомобиле. Благодаря использованию четырех клапанов на цилиндр — еще одно инновационное решение — этот двигатель объемом 2,5 литра развивал мощность до 150 л.с. (110 кВт) и крутящий момент 310 Нм. Двумя годами позже дебютировал первый V8 TDI от Audi. В автомобиле Audi A8, оснащенном этим двигателем, также была применена революционная технология — система непосредственного впрыска топлива common rail. Двигатель объемом 3,3 литра развивал мощность 224 л.с. (165 кВт) и крутящий момент 480 Нм. Максимальная скорость 242 км/ч и низкий уровень шума сделали автомобили с двигателем TDI еще более привлекательными.

Другое важное технологическое решение было разработано для четырехцилиндрового двигателя. В 2000 году новая система впрыска высокого давления (2050 бар) с интегрированными элементами насос/форсунка обеспечила увеличение мощности до 115 л.с. (85 кВт), а, впоследствии — до 130 л.с. (96 кВт).

В 2001 году Audi снова устанавливает рекорд, на этот раз — в компакт-классе: модели Audi A2 1,2 TDI удалось достичь среднего расхода топлива 2,99 литра/100 км. Компактный Audi A2 с облегченным алюминиевым кузовом был оснащен трехцилиндровым дизельным двигателем с рабочим объемом 1,2 литра. Разработанный на основе своего более крупного собрата, двигателя 1,4 TDI, он развивал мощность 61 л.с. (45 кВт) и крутящий момент 140 Нм. Модель Audi A2 3L TDI стала первым в мире пятидверным автомобилем с расходом топлива менее трех литров на 100 километров, причем аналогов не существует и по сей день. В 2003 году линейка двигателей Audi пополнилась новым 2,0 TDI, более мощным кузеном 1,9-литрового TDI.

Новое поколение: двигатель 3,0 TDI

Компания Audi активно разрабатывала технологии и для больших двигателей. Представленный в 2003 году мотор V8 объемом 4,0 литра, развивавший мощность 275 л.с. (202 кВт), предвосхитил некоторые технические элементы нового поколения V-образных двигателей. Первый представитель этого семейства появился годом позже. Это был новый V6 TDI с рабочим объемом 3,0 литра. Его отличительные признаки — угол развала цилиндров 90 градусов, расстояние между цилиндрами 90 мм, цепной привод распределительного вала сзади — стали теперь стандартными характеристиками нового семейства V-образных двигателей Audi.

Трехлитровый двигатель мощностью 224 л.с. (165 кВт) был оснащен системой непосредственного впрыска топлива на основе технологии common rail и инновационными пьезо-форсунками. Они способны впрыскивать топливо очень малыми порциями и посредством очень быстрого открывания и закрывания могут многократно в течение всего рабочего цикла подавать в камеры сгорания топливо в виде раздельных предварительных, основных и последующих впрысков. Когда на пьезо-кристаллы подается электрический ток, они слегка расширяются. Расширение происходит почти мгновенно, за долю миллисекунды. В форсунке несколько сотен мельчайших пьезо-дисков расположеных один над другим, и энергия роста этого «штабеля» кристаллов передается непосредственно игле форсунки.

Таким образом, пьезо-форсунки способны производить точно регулируемые импульсы давления и поддерживать равномерный процесс сгорания, что позволило понизить рабочий шум двигателя до уровня бензиновых агрегатов. Другим новшеством стал сажевый фильтр для очистки отработавших газов. В 2007/2008 годах новый четырехцилиндровый двигатель 2.0 TDI был также оснащен системой common rail с пьезо-форсунками. В 2009 году эта технология стала использоваться для всех дизельных двигателей.

Рихард Баудер, возглавляющий в Audi направление разработки дизельных двигателей, не скрывает гордости, подводя итог достигнутых на сегодняшний день успехов: «В 1989 году мы начали с давления впрыска 900 бар; сегодня мы уже на уровне 2000 бар. За это время наши двигатели TDI набрали более 100 процентов мощности и 70 процентов крутящего момента при заданном рабочем объеме. В то же время, содержание вредных веществ в отработавших газах снижено на 98 процентов». За последние 20 лет был достигнут впечатляющий прогресс в развитии технология TDI, за это время компания Audi произвела более пяти миллионов таких двигателей. Если рассматривать все существующие модели, то сейчас каждый второй автомобиль, производимый в Европе, имеет двигатель, основанный на принципе TDI.

Двигатели TDI, предлагаемые компанией Audi на рынке в настоящее время, обладают идеально сбалансированными характеристиками: экологической безопасностью и эффективностью, надежностью и техническим совершенством, удобством в эксплуатации и мощностью. В автоспорте, который по праву может считаться самым жестким испытательным полигоном, они демонстрируют на практике, насколько тесно связаны в Audi эффективность и динамичность.

Гоночный автомобиль Audi R10 TDI, дизельный двигатель V12 которого выдает мощность более 650 л.с. (480 кВт), с 2006 года три раза подряд завоевывал победу в гонках «24 часа Ле-Мана». Его преемник, спорткар Audi R15 TDI с дизельным двигателем V10, сразу начал занимать верхние строчки рейтингов после своего первого появления на гоночной трассе в 2009 году.

В мире серийных автомобилей двигатели TDI от Audi также не знают себе равных по мощности. Топовая версия модели Audi Q7 оснащена мощнейшим в мире серийным дизельным мотором. Двигатель V12 TDI с рабочим объемом 6,0 литров выдает 500 л.с. (368 кВт) мощности и 1000 Нм крутящего момента, наделяя большой SUV характером спортивного автомобиля.

Двигатель 2,0 TDI мощностью 170 л.с. (125 кВт) и с крутящим моментом 350 Нм — еще один мотор Audi со спортивным характером. Он позволяет сочетать в автомобиле мощность, динамичность и особую утонченность, придавая моделям Audi TT и TT Roadster особую привлекательность. Облегченные конструкции кузова этой модельной серии, состоящие в основном из алюминия, улучшают их и без того превосходные драйверские характеристики. Audi TT Coupe, оснащенный постоянным полным приводом quattro, разгоняется с нуля до 100 км/ч за 7,5 секунды и достигает максимальной скорости 226 км/ч. При этом он в среднем обходится всего 5,3 литра дизельного топлива на 100 км.

Дальнейшее улучшение показателей расхода топлива: технологии на основе платформы модульного повышения эффективности

Дизельные двигатели в силу своей природы особенно эффективно используют содержащуюся в топливе энергию, а технологии, разработанные на основе платформы модульного повышения эффективности Audi, позволяют и далее совершенствовать это качество. Подсистемы двигателя с программным управлением (например, топливный насос, регулируемый в зависимости от текущих потребностей в топливе) потребляют меньше энергии. Высокотехнологичные методы производства позволяют снизить трение внутри двигателя. Например, при изготовлении многих двигателей TDI используются лазерные лучи, с помощью которых можно идеально выровнять траектории движения цилиндров. Это позволяет продлить срок службы, снизить расход масла и уменьшить нагрузки на поршневые кольца, что приводит к уменьшению трения и, соответственно, сокращению расхода топлива.

Помимо двигателей, свой вклад в повышение эффективности вносят система «старт-стоп» и система рекуперации. Той же самой цели служат многие другие технические элементы автомобиля: облегченная конструкция кузова из алюминия и светодиодные фары, высокоэффективная система кондиционирования воздуха и функция расчета экономичного маршрута в навигационной системе.

Благодаря широкому применению передовых технологий, в программе производства Audi сейчас насчитывается 33 модели с уровнем выбросов CO2 менее 140 грамм на километр и практически все из них оснащены двигателями TDI. Они демонстрируют образцовые показатели экономии топлива. Двигатель 2.0 TDI модельной серии A4 выдает мощность 136 л.с. (100 кВт) и при этом довольствуется всего 4,6 литра топлива на 100 км, что эквивалентно содержанию CO2 в выхлопе на уровне 119 грамм/км.

Двигатель 1,6 TDI, который добавится к модельной серии A3 в 2010 году, развивает мощность 105 л.с (77 кВт), а потребляет всего 3,8 литра топлива на 100 километров, что соответствует всего 99 граммам CO2 на километр.

В ходе недавнего автопробега Audi Efficiency Challenge A to B — марафона по Европе с общей длиной маршрута более 4182 километров — хорошо себя зарекомендовали еще два четырехцилиндровых двигателя. Это мотор Audi A3 1,6 TDI, который потребляет всего 3,3 литра на 100 км и двигатель Audi A4 2,0 TDI с расходом 4,4 литра на 100 км. Такие испытания на выносливость традиционны для Audi: даже самые первые модели Audi 100 TDI пересекали континент, демонстрируя сенсационно низкие показатели расхода топлива наряду с большим запасом хода без дозаправки.

Следующий шаг: экологически чистый Audi clean diesel

Даже через 20 лет после выпуска на рынок технологии TDI компания Audi продолжает укреплять лидерские позиции и готова встретить будущее во всеоружии. Инновационная технология производства экологически чистых дизельных двигателей clean diesel обеспечивает еще более глубокую очистку отработавших газов путем усиленного преобразования оксидов азота в безвредные азот и воду. Двигатель 3,0 TDI clean diesel уже соответствует самым строгим нормативам по содержанию вредных веществ в выхлопе, действующим в Соединенных Штатах, а также ограничениям стандарта Euro 6, введение которого запланировано на 2014 год. Сегодня этот двигатель уже устанавливается на Audi Q7 и Audi A4.

В среднесрочной перспективе компания Audi делает ставку на биологические виды топлива, например, sunfuel — синтетическое топливо, получаемое из биологического сырья. При производстве таких видов топлива используются остатки растений, обладающих высокой энергоемкостью, а не только их плоды, как это происходит при выработке существующих сегодня разновидностей биотоплива. При сгорании растения выделяют ровно столько оксида углерода, сколько они получили из атмосферы в процессе роста. Параллельно Audi продолжит работу над дальнейшим снижением расхода топлива: запланировано 20-процентное снижение расхода топлива к 2012 году по сравнению с уровнем 2007 года. Потенциал, заложенный в технологии TDI, еще далеко не исчерпан. Уникальная концепция двигателя позволила Audi за прошедшие 20 лет проделать потрясающе успешный путь, и он обязательно будет продолжен в следующем десятилетии.