20 let motorja TDI PD (črpalka-šoba) - ko bi Rudolf Diesel vedel

20. 11. 2020, 14:02 | Mobilno | Vir: Avtomagazin

                            20 let motorja TDI PD (črpalka-šoba) - ko bi Rudolf Diesel vedel (foto: Profimedia) Profimedia

Ko je 17-letnemu mladeniču iz naslova tega članka med šolsko uro v glavo šinila zamisel o novem toplotnem stroju, za katerega je patent dobil leta 1893, seveda še ni mogel niti slutiti, kako bodo strokovnjaki inženirji pri Volkswagnu 100 let pozneje izpilili njegovo osnovno zamisel. Rezultat tega piljenja je namreč motor TDI.

Se še spomnite, kako je pred nekaj desetletji veljalo načelo: »Če že dizel, potem Golf?« Da, dizelski motor je pravzaprav šele takrat dodobra zaživel med slovenskimi avtomobilisti. Med avtomobilskimi tovarnami je bilo nekaj svetlih izjem, a naj se sliši še tako zlobno, dizelski motorji so bili pred leti le povprečni pogonski agregati. Z leti, ko so kupci in tudi naravovarstveniki zahtevali čedalje več in več, so morali konstruktorji in inženirji stakniti glave in nekaj natuhtati.

A če se za trenutek vrnem malce v preteklost. Prvi dizelski motor s turbo polnilnikom in posrednim vbrizgom je v osebni avtomobil prišel sorazmerno pozno. Petvaljnik so leta 1978 pri Mercedesu namenili za model 300SD. A to je bil seveda le začetek, kajti ta motor je bil robat, pa vendar varčen in ni povsem ustrezal okusu zahtevnih kupcev. Zato je tehnologija šla v smer razvoja neposrednega vbrizga.

Tukaj seveda zdaj pride na vrsto Volkswagen in njihov sloviti TDI. A pozor, vseeno Nemci niso bili prvi. Ne, leta 1986 so ga že razvili Italijani, natančneje Fiat, in ga namestili v model Croma 2,0 TD i.d.. Fiat je pri razvoju tega motorja takrat tesno deloval z Boschem, pa vendar so 'fiatovci' podcenjevali ali pa niso povsem razumeli, kakšen potencial se skriva v tej tehnologiji, in so ta primat nekako prepustili drugim. Kar je seveda škoda, saj so imeli v rokah prodajno uspešnico, ki pa je niso znali izkoristiti.

Zato je le tri leta pozneje, a to je v razvoju avtomobilske tehnologije lahko tudi zelo dolga doba, štafeto prevzel Volkswagen in svoj novi petvaljni vrstni motor s tehnologijo neposrednega vbrizga in razdelilno črpalko vgradil v model Audi 100.

To je bil ogromen korak naprej pri razvoju in predvsem delovanju dizelskih motorjev. Zaradi veliko bolj natančnega doziranja, ob tem so bili tudi tlaki vbrizga višji, je bil ta motor še bolj varčen in čistejši, izboljšali so tudi udobje delovanja, hkrati pa povečali še moč in navor motorja. V Audiju je zmogel 88 kilovatov (118 KM) in 275 Nm navora pri že 2.500 vrtljajih na minuto.

Potem ni trajalo dolgo pa je bila tehnologija zrela tudi za uporabo v povsem običajnih štirivaljnikih. V takratnem Golfu je motor zmogel 66 kilovatov (90 KM) in je bil nared za zares masovno proizvodnjo. Prirastek moči pa je bil v primerjavi z običajnimi dizli tudi do 15 konjičev ali več. V primerjavi s primerljivimi bencinskimi motorji je bila njegova poraba včasih lahko celo pol manjša, kar je zelo razveseljevalo kupce.

A 'dvoboja' z italijansko avtomobilsko industrijo vseeno še ni bilo povsem konec. Leta 1999 so pri Volkswagnu razvili motor s skupnim vodom in piezoelektričnimi vbriz­galnimi šobami, najprej v motorju V8 za prestižni Audi A8. A to je bilo spet dve leti po tem, ko so pri Alfi Romeo v svoj model 156 začeli vgrajevati 2,4-litrski motor JTD, ki je bil prvi osebni avtomobil s to tehnologijo.

In Italijani spet niso znali izkoristiti svojega znanja v polni meri, istega leta je namreč Volkswagen za nadvse zanimiv 1,2-litrski dizelski motor TDI dobil tudi priznanje za najboljši motor leta v kategoriji od 1,0 od 1,4 litra delovne prostornine in za najbolj varčen motor leta.

Preboj tehnologije PD

A to seveda še ni bilo dovolj, leta 2000 je sledil tisti korak, zaradi katerega se še danes spomnimo motorjev TDI kot nekaj posebnega. Tehnologija črpalka-šoba, nemško Pumpe Düse - PD, je začela nadomeščati razdelilno črpalko, njeno bistvo pa je v tem, da sta tako črpalka kot šoba dejansko združeni v enem ohišju, s tem pa je odziv enega in drugega zelo hiter in zaradi tega tudi ni posebnih vodov. Leta 2003 pa so začeli uporabljati nadgrajeni sistem vbrizgalnih šob s piezoelektrično tehnologijo. Ta tehnologija se je na trgu prijela odlično in Volkswagnov koncern je na ta račun koval lepe dobičke.

Leta 2009 je šel sistem črpalka-šoba počasi v pozabo, nadomestila ga je še učinkovitejša tehnologija skupnega voda, čeprav se je pri odzivnosti ali moči sistem črpalka-šoba dolgo lahko povsem enakovredno kosal s skup­nim vodom. Le pri kulturi delovanja so zdajšnji motorji, zahvaljujoč skupnemu vodu, v določeni prednosti.

Skrivnost Rudolfa Diesla

Rudolf Christian Karl Diesel se je rodil leta 1858 v Parizu, njegova nemška starša sta bila imigranta z Bavarske, in je svetu s svojo vizijo zapustil motor, na osnovi katerega se še danes premikajo meje mogočega. Vse do leta 1870 in vojne med Prusijo in Francijo je družina živela v Franciji, sicer v precejšnjem pomanjkanju, nato so se preselili v London in šele kot 12-letni deček je Rudolf prišel v Nemčijo. Kmalu mu je postala všeč tehnika in vpisal se je na tehnične šole, v Münchnu je bil med njegovimi profesorji tudi Carl von Linde, izumitelj hladilnega ciklusa, s katerim je pozneje sodeloval pri njegovi zasnovi in postavitvi prve sodobne tovarne hladilnikov. Z von Lindejevo pomočjo je postal strokovnjak za termodinamiko, najbolj ga je 'motilo', da je kar 90 odstotkov energije v parnem stroju šlo v nič. Tako je počasi nastajala zamisel o stroju s Carnotevim ciklom in med letoma 1893 in 1897 je v tovarni MAN v Augsburgu lahko razvijal svojo zamisel in delal prototip motorja. Prvi uspešno delujoči dizelski motor je nastal leta 1897 in je danes na ogled v Tehničnem muzeju v Münchnu. Za ta izum je dobil patent­ne pravice. Kot uspešen poslovnež in inženir pa je leta 1913 skrivnostno izginil z ladje, ki je plula med Nizozemsko in Anglijo. Deset dni pozneje so v norveških vodah našli truplo in njegov sin je identificiral lastnino, ki so jih ribiči našli pri utopljencu. Kaj točno se je dogajalo na tej ladji in predvsem, zakaj bi Rudolf storil samomor, še do danes ni pojasnjeno.

Prednost sistema PD je njegova trpežnost, zato številni še danes menijo, da so bili to motorji, ki so delovali 'večno'. Tudi če je odpovedala ena enota PD, to še ni pomenilo, da je odpovedal celoten motor. In res, še danes jih je mogoče videti na cesti, predvsem seveda v starejših vozilih Volkswagnovega koncerna.

Zato pa je bila ta tehnologija dolgo dovolj aktualna tudi za dirkaški šport. Prvi je koncern VAG to tehnologijo na dirkaški stezi uporabil v dirkalniku Audi R10 TDI v razredu LMP v vztrajnostih dirkah. Na prvi dirki 12 ur Sebringa leta 2006 so tudi takoj zmagali, enako jim je uspelo istega leta na prestižni dirki v Le Mansu. Moč, vzdržljivost in nizka poraba goriva so na tej maratonski dirki naredili svoje, ti zmagi pa sta tudi prvi dizelski zmagi na obeh omenjenih dirkah.

Potem so ti dirkalniki (z različicama R15 in R18) osemkrat zmagali v Le Mansu (leta 2009 je Le Mans dobil prav tako dizelsko gani Peugeot 908 HDi FAP). Dizelska tehnologija je potem prišla tudi v turno prvenstvo WTCC s Seatom, kjer so leta 2008 in 2009 postali prvaki, v izredno konkurenčnem angleškem BTCC pa so leta 2008 tudi zmagali na dirki v Doningtonu.

Ko bi Rudolf Diesel le lahko na lastne oči videl, kakšno revolucijo je doživel njegov koncept motorja z notranjim zgorevanjem, bi bil verjetno šokiran. A tudi zadovoljen, saj dizel s to tehnologijo še vedno poganja dobršen del sveta.