20 Jahre TDI-Motoren von Audi

Audi feiert 2009 noch ein ganz besonderes Jubiläum: den 20. Geburtstag des TDI. Im Herbst 1989 stand der Audi 100 2.5 TDI auf der IAA in Frankfurt am Main, der erste Audi mit einem direkteinspritzenden Turbodieselmotor. Audi hat seit 1989 über fünf Millionen TDI-Motoren produziert und verfügt heute über eine breite Palette wegweisender Aggregate. Sie vereinen kraftvollen Durchzug, sportlichen Fahrspaß und vorbildliche Effizienz miteinander und demonstrieren, dass die Technologie auch für die Zukunft großes Potenzial besitzt.

Audi baut  schon seit über 30 Jahren Dieselmotoren – der erste Selbstzünder der Marke war ein Fünfzylinder-Sauger mit Vorkammer-Einspritzung, er gab sein Debüt 1978. Elf Jahre später startete die Marke als Technik-Pionier durch und revolutionierte den Diesel-Markt. Unter dem Kürzel TDI vereinten sich die Direkteinspritzung, die Turboaufladung und ein vollelektronisches Motor-Management zu einer ganz neuen Dimension der Antriebstechnik.

Seitdem hat die von Audi entwickelte Technologie dem Selbstzünder zu einem ungeahnten technischen Höhenflug und einem überwältigenden Markterfolg verholfen.

Der TDI von Audi hat mit dem alten Diesel-Bild „lahm, laut, schmutzig“ ein für allemal aufgeräumt, er hat es ins Gegenteil verkehrt. Heute führt nahezu jeder Hersteller diese Technik im Programm.

„20 Jahre TDI bedeuten 20 Jahre Fortschritt und Dynamik, sportliche Power und Effizienz“, sagt Michael Dick, Vorstandsmitglied der AUDI AG für Technische Entwicklung. „Der TDI hat entscheidend zum Aufstieg unserer Marke in das Premiumsegment beigetragen. Er ist heute die erfolgreichste Effizienztechnologie der Welt, unübertroffen in der Relation von Kraftentfaltung und geringem Verbrauch.“

Der Vater der TDI-Technologie von Audi ist Richard Bauder, der auch heute noch die Dieselmotorenentwicklung leitet. Der Startschuss fiel 1976, noch unter dem Eindruck der Ölkrise von 1973, wie Bauder berichtet. „Wir haben damals versucht, einen Verbrennungsmotor mit einem möglichst niedrigen Verbrauch zu entwickeln. Wir haben alle nur denkbaren Konzepte untersucht, bis hin zum Zweitakt-Diesel, und dabei unterschiedliche Einspritz- und Brennverfahren analysiert und weiterentwickelt. Einer unserer großen Durchbrüche war der Zweifeder-Düsenhalter in der Einspritzdüse  – er hat die Voreinspritzung einer kleineren Kraftstoffmenge erlaubt. Damit wurde die Verbrennung weicher und die Akustik besser – die Grundvoraussetzung für den Einsatz im Pkw.“

Der erste TDI war vom Start weg ein großer Erfolg. Der Fünfzylinder, im Audi 100 der dritten Generation installiert, brachte es mit 2.461 cm3 Hubraum auf 88 kW (120 PS) und auf 265 Nm Drehmoment, Letztere bei 2.250 1/min. Eine Verteilereinspritzpumpe injizierte den Kraftstoff in die Brennräume.

Pionierleistung: Fast 200 km/h Spitze, Verbrauch 5,7 l/100 km

Mit seiner bulligen Kraft markierte der Motor, der noch Ende 1989 im Audi 100 Avant in Serie ging, den Beginn einer neuen Zeitrechnung. Diesel galten damals als zwar wirtschaftliche und langlebige, jedoch auch temperamentlose Antriebe. Der Audi 100 2.5 TDI aber stieß mit fast 200 km/h Spitze in den Kreis der schnellen Reiselimousinen vor, bei gleichzeitig enormem Spurtvermögen und einem verblüffend niedrigen Verbrauch von 5,7 Liter Diesel/100 km – nach der damals gültigen Norm ermittelt. Damit verbunden war eine souveräne Reichweite.

Auch in der Mittelklasse traten die TDI-Aggregate von Audi zum Siegeszug an. Im Audi 80 sorgte ab 1991 ein Vierzylinder für Vortrieb – der 1,9-Liter leistete 66 kW (90 PS) und 182 Nm. Vier Jahre später kam eine neue Ausbaustufe mit 81 kW (110 PS) hinzu. Die Leistung stieg vor allem durch den Einsatz eines neuen Turboladers mit verstellbaren Leitschaufeln auf der Abgasseite – der sogenannte VTG-Lader mit variabler Turbinengeometrie ermöglichte einen harmonischen und spontanen Anstieg des Drehmoments schon aus dem Drehzahlkeller.

1993 stellte die Marke mit den vier Ringen ihr Diesel-Programm komplett auf TDI-Motoren um.

1994 vollzog Audi den nächsten Schritt; der Fünfzylinder legte auf 103 kW (140 PS) zu. Ein Sechsganggetriebe wurde Serie, der TDI konnte erstmalig mit dem permanenten Allradantrieb kombiniert werden – so entstand der erste TDI quattro. Mit 290 Nm Drehmoment bei 1.900 1/min, 208 km/h Topspeed und 9,9 Sekunden für den Standardsprint setzte er ein unübersehbares Ausrufezeichen. Der TV-Spot mit der Frage „Wo ist der Tank?“ machte ihn legendär:. Der A6 TDI erreichte bis zu 1.300 Kilometer Strecke mit einer Kraftstofffüllung.

1997: Der erste V6-TDI im Pkw

1997 sorgte Audi abermals für eine Revolution – mit dem Debüt des weltweit ersten V6-TDI in einem Pkw. Mit seinem Vierventil-Zylinderkopf, einer weiteren Innovation, kam der 2,5-Liter auf 110 kW (150 PS) und 310 Nm Drehmoment.

Zwei Jahre später folgte der erste V8-TDI von Audi. Im A8 installiert, präsentierte auch er eine zukunftsweisende Technologie – die Common Rail-Einspritzung. Der 3,3-Liter leistete 165 kW (224 PS) und stemmte 480 Nm Drehmoment, auch die 242 km/h Spitze und der leise Lauf vermittelten eine neue Klasse des TDI-Fahrspaßes.

Für die Vierzylinder gab es ebenfalls eine wichtige neue Lösung. Im Jahr 2000 steigerte eine neue Hochdruck-Einspritzanlage, deren integrierte Pumpe-Düse-Elemente 2.050 bar Druck aufbauten, den Output auf 85 kW (115 PS) und später auf 96 kW (130 PS).

In der kleinen Klasse setzte 2001 setzte Audi einen weiteren Meilenstein – der A2 1.2 TDI erzielte einen Durchschnittsverbrauch von 2,99 Liter/100 km. Unter der Haube des kompakten A2 mit der leichten Aluminium-Karosserie arbeitete ein Dreizylinder-Diesel mit 1,2 Liter Hubraum. Er war von seinem größeren Bruder, dem 1.4 TDI, abgeleitet und gab 45 kW (61 PS) und 140 Nm Drehmoment ab. Der A2 3L TDI war das erste fünftürige Dreiliter-Auto der Welt – und ist bis heute das einzige geblieben. 2003 stellte Audi seinem 1,9-Liter-TDI einen größeren Bruder zur Seite, den 2.0 TDI.

Neue Generation: Der 3.0 TDI

2003 debütierte ein 4,0-Liter-V8 mit 202 kW (275 PS), er nahm einige Technik-Details der neuen Generation von V-Motoren vorweg. Als erstes echtes Mitglied dieser Familie folgte im Jahr darauf ein neuer V6-TDI mit 3,0 Liter Hubraum. Seine Kennzeichen – 90 Grad Zylinderwinkel, 90 mm Zylinderabstand, Kettenantrieb für die Nockenwellen auf der Rückseite – stehen heute für die neue V-Motoren-Familie von Audi.

Der V6 TDI Motor von Audi mit 3.0 Liter Hubraum (Abbildung: Audi)
Der V6 TDI Motor von Audi mit 3.0 Liter Hubraum (Abbildung: Audi)

Der Dreiliter, 165 kW (224 PS) stark und mit Common Rail-Technologie ausgestattet, besaß als Neuerung Piezo-Injektoren. Sie können  winzige Mengen injizieren; sie realisieren extrem schnelles Öffnen und Schließen mehrfach abgesetzte Vor-, Haupt- und Nacheinspritzungen. Piezo-Kristalle dehnen sich beim Anlegen einer elektrischen Spannung im Bruchteil von Millisekunden leicht aus. Im Injektor sind mehrere hundert Piezo-Plättchen übereinander gestapelt; die Ausdehnung des Pakets wird direkt auf die Einspritz-Düsennadel übertragen.

Damit ermöglichten die Piezo-Injektoren  einen fein modulierten Druckanstieg und einen homogenen Brennverlauf, der die Motorakustik in die Region von Benzinmotoren brachte. Neu war zudem der Partikelfilter zur Reinigung des Abgases. 2007/2008 erhielt auch der neue 2.0 Vierzylinder TDI eine Common Rail-Anlage mit Piezo-Injektoren. 2009 wurde diese Technologie bei allen Dieselmotoren Standard.

Richard Bauder, der „Diesel-Papst“ von Audi, zieht eine stolze Zwischenbilanz: „1989 haben wir mit 900 bar Einspritzdruck begonnen, heute sind wir bei 2.000 bar. In dieser Zeit haben unsere TDI bezogen auf den Hubraum über 100 Prozent Leistung und 70 Prozent Drehmoment zugelegt. Die Emissionen sind gleichzeitig um 98 Prozent gesunken.“ I n den letzten 20 Jahren hat der TDI einen imponierenden Aufstieg hingelegt, Audi hat in dieser Zeit über fünf Millionen dieser Motoren produziert. Über alle Marken hinweg nutzt heute etwa jeder zweite in Europa gebaute Pkw das TDI-Prinzip.

Die TDI, die Audi heute anbietet,  sind sauber und effizient, zuverlässig, kultiviert, komfortabel und stark. Im Motorsport, dem härtesten Prüflabor der Welt, beweisen sie, wie eng Effizienz und Dynamik bei Audi zusammen gehören.

Der Rennwagen R10 TDI, dessen V12-Diesel über 480 kW (über 650 PS) leistet, hat von 2006 an dreimal in Folge das 24 Stunden-Rennen von Le Mans gewonnen. Sein Nachfolger R15 TDI, der einen V10-Diesel nutzt, belegt seit seinem Debüt 2009 auf Anhieb Spitzenplätze.

Auch in der Serie brillieren die TDI-Motoren von Audi mit ihrer bulligen Kraft. Die Topversion des Q7 hat den stärksten Pkw-Seriendiesel der Welt unter der Haube. Der V12 TDI holt aus seinen 6,0 Liter Hubraum 368 kW (500 PS) und 1.000 Nm Drehmoment – er verleiht dem großen SUV die Performance eines Sportwagens.

Pure Kraft: der V12 TDI von Audi (Abbildung: Audi)
Pure Kraft: der V12 TDI 1.000 Nm Drehmoment von Audi (Abbildung: Audi)

Der 2.0 TDI mit 125 kW (170 PS) und 350 Nm Drehmoment ist ein weiterer Sportmotor – er arbeitet so kraftvoll und kultiviert, dass im dynamischen TT und im TT Roadster eine blendende Figur macht. Die leichten, überwiegend aus Aluminium gefertigten Karosserien der Baureihe tragen mit zu den starken Fahrleistungen bei: Das TT Coupé, serienmäßig mit dem permanenten Allradantrieb quattro ausgerüstet, beschleunigt in 7,5 Sekunden von null auf 100 km/h und erreicht 226 km/h Topspeed. Im Mittelverbraucht es jedoch nur 5,3 Liter Diesel pro 100 km.

Niedriger Verbrauch bei guter Leistung: Der 2.0 Liter 4Zylinder TDI von Audi (Abbildung: Audi)
Niedriger Verbrauch bei guter Leistung: Der 2.0 Liter 4Zylinder TDI von Audi (Abbildung: Audi)

Noch weniger Verbrauch: Technik aus dem Modularen Effizienzbaukasten

Dieselmotoren verwerten die Energie, die in ihrem Kraftstoff steckt, von Haus aus besonders gut, und die Technologien aus dem Modularen Effizienzbaukasten von Audi steigern diesen Effekt weiter. Intelligent gemanagte Nebenaggregate wie eine bedarfsgesteuerte Ölpumpe beanspruchen weniger Energie. Aufwändige Produktionsmethoden reduzieren die Reibung in den Motoren – bei vielen Aggregaten beispielsweise werden die Zylinderlaufbahnen mit Laserlicht geglättet. Das macht sie noch dauerhafter, senkt den Ölverbrauch weiter und erlaubt niedrigere Spannkräfte bei den Kolbenringen, was die Reibung und den Kraftstoffverbrauch senkt.

Außerhalb der Motoren tragen Start-Stop- und Rekuperationssysteme ebenso zur hohen Effizienz bei wie zahlreiche Maßnahmen an den Fahrzeugen. Sie erstrecken sich vom Karosserieleichtbau in Aluminium bis zu zum LED-Licht und von der hocheffizienten Klimaanlage bis zur ökonomischen Routenführung im Navigationssystem.

Durch dieses geballte Hightech hat Audi heute 33 Modelle mit einer CO2-Emission von weniger als 140 Gramm pro Kilometer im Programm – fast alle mit TDI-Motoren. Sie erzielen vorbildliche Verbrauchswerte. Der 2.0 TDI im A4, 100 kW (136 PS) stark, gibt sich mit 4,6 Liter/100 km zufrieden – ein CO2-Äquivalent von 119 Gramm/km. Der 1.6 TDI, der 2010 in die A3-Baureihe einzieht, leistet 77 kW (105 PS), konsumiert jedoch lediglich 3,8 Liter Kraftstoff pro 100 Kilometer – entsprechend nur 99 Gramm CO2 pro Kilometer.

Bei der Audi Efficiency Challenge A to B, einer Europa-Tour, die über 4.182 Kilometer führte, haben die beiden Vierzylinder erst vor kurzem ihr Potenzial unter Beweis gestellt: Der A3 1.6 TDI kam auf 3,3 Liter/100 km, der A4 2.0 TDI e auf 4,4 l/100 km. Langstreckenfahrten dieser Art haben bei Audi Tradition – schon die ersten Audi 100 TDI überquerten den Kontinent und erzielten dabei sensationell niedrige Verbrauchswerte und Reichweiten ohne Tankstops.

Der nächste Schritt: Audi clean diesel

Auch 20 Jahre nach der Markteinführung des ersten TDI baut Audi seinen Vorsprung weiter aus und ist glänzend für die Zukunft gerüstet. Die innovative clean diesel-Technologie macht das Abgas noch sauberer, indem sie die Stickoxide zum größten Teil in unschädlichen Stickstoff und Wasser umwandelt. Der 3.0 TDI clean diesel hält schon heute die strengsten in den USA geltenden Abgaslimits und die für 2014 angekündigten Euro 6-Grenzwerte  ein. Sowohl im Q7 als auch im A4 ist er bereits am Markt.

Bei den Kraftstoffen setzt Audi mittelfristig auf die Biotreibstoffe der zweiten Generation wie Sunfuel – sie nutzen auch die Abfälle der Energiepflanzen und nicht, wie heutiger Biodiesel, nur deren Früchte. Bei der Verbrennung geben sie lediglich so viel Kohlendioxid ab, wie sie während ihres Wachstums der Atmosphäre entzogen haben.

Unabhängig davon wird Audi den Verbrauch seiner Fahrzeugflotte weiter senken – bis 2012 um 20 Prozent gegenüber dem Wert von 2007. Die Potenziale, die im TDI stecken, sind noch lange nicht ausgereizt. In den vergangenen 20 Jahren hat Audi mit diesem Motorprinzip eine überwältigende Erfolgsstory geschrieben – und sie wird im nächsten Jahrzehnt fortgesetzt werden.

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