HDi czy TDi? Który silnik jest lepszy – techniczne porównanie dwóch diesli

W skrócie: do codziennej jazdy najlepszym wyborem będzie 2.0 HDi, zwłaszcza DW10. 1.9 TDI to jednostka trwała, ale technicznie common rail HDi daje o wiele lepszą kulturę pracy, niższy hałas i większą kontrolę spalania. 

PSA w przypadku HDi bardzo wcześnie postawiło na układ common rail. Volkswagen w silnikach TDI przez długi czas stosował pompy rozdzielaczowe, a następnie pompowtryskiwacze, czyli rozwiązanie określane jako Pumpe-Düse. Dopiero późniejsze generacje TDI, między innymi EA189 i EA288, przeszły na common rail.
I właśnie z technicznego punktu widzenia to układ wtryskowy jest najważniejszą różnicą między starszymi HDi i TDI. Mało kto bowiem zdaje sobie sprawę z faktu, że diesel jest silnikiem, w którym o kulturze pracy, emisji, hałasie, zużyciu paliwa i trwałości bardzo mocno decyduje sposób podania paliwa do cylindra.

Warto pamiętać, że PSA było jednym z pionierów upowszechnienia technologii common rail w Europie. Pierwszy seryjny 2.0 HDi zadebiutował w 1998 roku w Citroënie Xantia i Peugeot 406 a w tym czasie Volkswagen nadal rozwijał technologię pompowtryskiwaczy.

Układ wtryskowy HDi – common rail jako baza konstrukcyjna

W silnikach HDi paliwo jest sprężane przez pompę wysokiego ciśnienia i magazynowane we wspólnej szynie,(z angielskiego common – wspólna, rail – szyna). Z tej właśnie szyny paliwo trafia do wtryskiwaczy. Sterownik silnika może do tego niezależnie regulować ciśnienie paliwa, czas otwarcia wtryskiwacza oraz moment rozpoczęcia wtrysku. To daje dużą przewagę nad starszymi układami, w których ciśnienie wtrysku było mocniej zależne od obrotów silnika i mechanicznego napędu pompy. Common rail pozwala elektronicznie precyzyjnie kontrolować ciśnienie w szynie, początek i koniec aktywacji wtryskiwacza, a jego główną zaletą jest elastyczna kontrola czasu wtrysku oraz dawki paliwa.

Oznacza to między innymi możliwość zastosowania kilku dawek paliwa w jednym cyklu pracy cylindra. Może być wtrysk pilotujący, wtrysk główny oraz dotrysk, wszystko w bardzo krótkim czasie. Wtrysk pilotujący podaje małą ilość paliwa przed dawką główną a dzięki temu spalanie rozpoczyna się łagodniej, ciśnienie w komorze spalania narasta mniej gwałtownie, jednocześnie silnik pracuje ciszej. Wszystko to przy ogromnych ciśnieniach – współczesne układy common rail z wtryskiwaczami piezoelektrycznymi np. Bosch mogą pracować przy ciśnieniu do 2700 barów i umożliwiają strategię bardzo precyzyjnego kształtowania przebiegu wtrysku, co ogranicza hałas, emisję i zużycie paliwa.

W starszych HDi wartości były oczywiście niższe. Typowo spotykane układy common rail w jednostkach 1.6 HDi i 2.0 HDi pracowały w zakresie około 1350–1600 barów a dopiero w późniejszym czasie więcej, ale już samo oddzielenie generowania ciśnienia od momentu wtrysku było dużą przewagą konstrukcyjną.

TDI z pompowtryskiwaczami – wysokie ciśnienie, ale twardsza praca

Volkswagen poszedł inną drogą i w wielu popularnych TDI zastosowano pompowtryskiwacze. Każdy cylinder miał osobny element, który łączył pompę wysokiego ciśnienia i wtryskiwacz. Element ten był napędzany mechanicznie przez wałek rozrządu, co generowało dodatkowy hałas, dlatego już na pierwszy rzut oka (a właściwie na pierwsze słuchanie), TDi jest po prostu głośniejsze. Żeby nie było samej krytyki to muszę dodać, że zaletą takiego podejścia było bardzo wysokie ciśnienie wtrysku.

Pompowtryskiwacze miały jednak istotne ograniczenia. Ponieważ ciśnienie było wytwarzane mechanicznie przez krzywkę wałka rozrządu, układ był bardzo obciążony mechanicznie. Wałek rozrządu, popychacze, rolki i gniazda pompowtryskiwaczy pracowały pod dużymi siłami a to z kolei wymagało właściwego oleju, odpowiednich interwałów wymiany i dobrego stanu smarowania. Jeśli zaniedbałeś tego w swoim VW czy Audi, robiły się problemy. TDI PD potrafiło mieć bardzo dobry moment obrotowy i niskie spalanie, ale kultura pracy była o wiele gorsza niż w common rail. Charakterystyczny twardy a wręcz nieprzyjemny dźwięk tych silników nie był przypadkiem, tylko wynikał z pracy skomplikowanego układu i gwałtowniejszego narastania ciśnienia spalania i mniejszej elastyczności w kształtowaniu dawki paliwa.

Porównanie: 1.9 TDI kontra 2.0 HDi

Weźmy dla porównania dwa silniki, które często pojawiają się w dyskusjach: 1.9 TDI Volkswagena i 2.0 HDi PSA. I znowu, niemieckie rozwiązania miały swoje zalety – 1.9 TDI w starszych wersjach, szczególnie z pompą rotacyjną, był silnikiem dość trwałym. Żeliwny blok, prosta głowica, umiarkowane wysilenie, turbosprężarka o stałej albo zmiennej geometrii zależnie od wersji, szeroka dostępność części i duża tolerancja na przebiegi sprawiły, że jednostka zdobyła bardzo dobrą opinię.

Z kolei 2.0 HDi, szczególnie rodzina DW10, było natomiast konstrukcją bardziej nowoczesną pod względem wtrysku i kultury pracy. To czterocylindrowy diesel z common rail, stosowany w autach marek Citroëna i Peugeota, ale też w samochodach innych marek, w tym przez Forda. Typowy 2.0 HDi 90 KM lub 110 KM nie był ekstremalnie wysilony. Moc była umiarkowana, moment obrotowy wystarczający do aut klasy kompaktowej i średniej, a zużycie paliwa bardzo rozsądne. Do tego były to jednostki bardzo trwałe, choćby ze względu na mniejsze obciążenie cieplne tłoków, panewek, turbosprężarki czy sprzęgła dwumasowego.

1.6 TDi kontra 1.6 HDi

Ciekawie wygląda porównanie mniejszych diesli. 1.6 TDI Volkswagena z rodziny EA189 i EA288 to konstrukcje common rail. Dane techniczne wskazują dla 1.6 TDI EA189 pojemność 1598 cm³, średnicę cylindra 79,5 mm, skok tłoka około 80,5 mm, stopień sprężania 16,5:1 i ciśnienie wtrysku common rail do 1600 barów. W nowszym EA288 ciśnienie wtrysku wzrosło do około 2000 barów, a stopień sprężania wynosił 16,2:1. 1.6 TDI jest oszczędny, ale w wielu wersjach ma bardzo wąski zakres użytecznego momentu obrotowego. W realnej jeździe oznacza to konieczność częstszej redukcji biegów, zwłaszcza w cięższych samochodach a HDi zwykle sprawia wrażenie bardziej elastycznego przy niższych i średnich obrotach.

1.6 HDi PSA, znany też jako DV6, był bardzo popularny w samochodach Citroën, Peugeot, Ford (1.6 TDCi), Volvo (1.6D/Drive), Mazda (CD diesel) oraz MINI (Cooper D, One D). Powód? To silnik lekki, oszczędny i efektywny, mający też znakomite parametry jeśli chodzi o elastyczność, przynajmniej porównując do 1.6 TDi.

Jednocześnie jest to jednostka wymagająca prawidłowego serwisu olejowego. Jej typowe problemy nie wynikają z samej idei HDi, lecz z eksploatacji: zbyt długie interwały wymiany oleju, zapychanie smoka olejowego, zużycie przewodu smarowania turbosprężarki, nagar w układzie dolotowym, EGR i problemy z filtrem FAP/DPF. Przy wymianie oleju co 10–15 tys. km, kontroli odmy, czystym układzie smarowania i właściwej procedurze przy wymianie turbiny, 1.6 HDi potrafi przejechać milion kilometrów.

2.0 TDI kontra 2.0 HDi

Czas na finałową walkę – 2.0 HDi kontra 2.0 TDi: 2.0 TDI występował w wielu generacjach. Starsze 2.0 TDI PD miały pompowtryskiwacze, późniejsze EA189 i EA288 przeszły na common rail. Dane techniczne dla 2.0 TDI EA189 pokazują pojemność 1968 cm³, średnicę cylindra 81,0 mm, skok tłoka 95,5 mm, żeliwny blok, aluminiową głowicę, cztery zawory na cylinder i common rail. W zależności od wersji stopień sprężania wynosił około 18:1 albo 16,5:1. EA288 był konstrukcją nowszą, z ciśnieniem common rail do około 2000 barów i stopniem sprężania zależnym od wersji, między innymi 16,2:1, 15,8:1 albo 15,5:1.

2.0 HDi w wersjach seryjnych był bardzo dobrze zbalansowany. W praktyce warsztatowej 2.0 HDi uchodzi za najlepszą z jednostek PSA. Typowe wersje 90, 110, 136, 140, 150, 163 i 180 KM różnią się osprzętem, turbosprężarką, układem oczyszczania spalin i elektroniką, ale wspólną cechą jest dobra kultura pracy i umiarkowane spalanie.

Diesel 2.0 HDi jest cichy i mocny. 2.0 TDi lepiej poddaje się tuningowi.

Współczynnik NVH

NVH, czyli noise, vibration, harshness (hałas, wibracje, dokuczliwość), to jeden z najważniejszych parametrów oceny silnika w samochodzie osobowym. HDi ma tu istotną przewagę szczególnie nad TDI PD. Common rail pozwala zastosować wtrysk pilotujący, mała dawka paliwa podana przed wtryskiem głównym powoduje wcześniejsze, łagodniejsze rozpoczęcie spalania. Dzięki temu główna dawka nie zapala się tak gwałtownie. Ciśnienie w cylindrze narasta bardziej równomiernie, a charakterystyczne „klekotanie” diesla jest słabsze.

W TDI PD ciśnienie wtrysku było bardzo wysokie, ale proces był bardziej zależny od mechaniki wałka rozrządu. Silnik mógł być sprawny, ale akustycznie był po prostu nieprzyjemny. W samochodach Volkswagena częściowo maskowano to lepszą izolacją akustyczną, ale sam silnik generował więcej hałasu spalania. Wystarczy stanąć obok takiego auta i potem posłuchać HDi. W nowszych TDI common rail różnica się zmniejszyła. EA189 i EA288 pracują bardziej kulturalnie niż starsze PD, ale nadal nieco gorzej od HDi. Rynek finalnie przeszedł na common rail i tutaj Francuzi mieli po prostu rację.

Trwałość mechaniczna silników TDI oraz HDi

W starszych TDI dużą zaletą był żeliwny blok i bardzo solidny układ korbowy. 1.9 TDI na pompie rotacyjnej był prosty i mechanicznie odporny a wiele egzemplarzy osiągało przebiegi przekraczające 400–500 tys. km, o ile nie były ekstremalnie zaniedbane, ale HDi, zwłaszcza 2.0 HDi, również jest bardzo trwałe mechanicznie. Problemy częściej dotyczą osprzętu niż samego dołu silnika. Typowe punkty kontrolne to wtryskiwacze, korekty dawek, układ EGR, szczelność dolotu, stan turbiny, filtr FAP/DPF, świece żarowe i czujniki różnicy ciśnień.

W TDI PD dochodzi specyficzny problem obciążenia wałka rozrządu. Pompowtryskiwacze są napędzane krzywkami, więc wałek wykonuje dodatkową pracę. Przy złym oleju albo zbyt długich interwałach może dochodzić do zużycia krzywek, popychaczy i elementów napędu pompowtryskiwaczy. To awaria typowa dla tej koncepcji.

Turbosprężarki

Zarówno HDi, jak i TDI korzystały z turbosprężarek o stałej albo zmiennej geometrii. W słabszych wersjach często stosowano proste turbiny bez zmiennej geometrii. W mocniejszych – VGT/VNT, czyli turbinę ze zmiennym kierowaniem spalin na wirnik.

W HDi awarie turbosprężarek są zwykle skutkami problemów z olejem. Dotyczy to szczególnie 1.6 HDi. Jeżeli przewód olejowy turbiny jest zanieczyszczony, smok olejowy ogranicza przepływ, a olej jest stary, turbo pracuje przy niedostatecznym smarowaniu, wtedy sama wymiana turbiny bez czyszczenia układu smarowania jest błędem warsztatowym. Innymi słowy mówiąc, te układy wolą regularny serwis.

Z kolei w TDI typowym problemem bywa zapiekanie kierownic zmiennej geometrii. Przy jeździe miejskiej, niskich temperaturach spalin i dużej ilości sadzy mechanizm VNT może zacząć pracować nieprawidłowo. Objawy to przeładowanie, niedoładowanie, tryb awaryjny i błędy regulacji ciśnienia doładowania.
EGR, FAP, DPF i zwiększona emisja zanieczyszczeń.

Układy oczyszczania spalin

Nowoczesny diesel nie kończy się na silniku. Równie ważny jest układ oczyszczania spalin. HDi i TDI stosują EGR, katalizatory utleniające, filtry cząstek stałych, a w nowszych wersjach także SCR z AdBlue.

PSA bardzo wcześnie wprowadziło filtr FAP, czyli filtr cząstek stałych z dodatkiem do paliwa. Dodatek obniża temperaturę spalania sadzy w filtrze, co ułatwia regenerację. Technicznie to zaawansowane rozwiązanie, ale wymaga obsługi: uzupełniania dodatku, sprawnych czujników, szczelnego układu wydechowego i jazdy pozwalającej na regenerację.

Volkswagen w starszych dieslach przez długi czas korzystał z prostszej architektury oczyszczania spalin. Dla użytkownika było to łatwiejsze, ale pod względem emisji mniej przyszłościowe. Późniejsze TDI z DPF i SCR są już równie skomplikowane jak HDi/BlueHDi.

Dieselgate czyli jak Niemcy oszukali świat.

Volkswagen stosował w silnikach 2.0 TDI z lat modelowych 2009–2015 oszukańcze oprogramowanie wykrywające testy emisji, a w normalnych warunkach samochody mogły emitować znacznie więcej tlenków azotu czyli NOx niż dopuszczały przepisy. Niemcy masowo oszukali instytucje regulacyjne i klientów i choćby z tego powodu tych aut po prostu warto unikać.

Serwis i diagnostyka

Dzisiaj doskonale znamy bolączki wszystkich tych silników. W HDi diagnostyka powinna zaczynać się od parametrów rzeczywistych: ciśnienie paliwa zadane i rzeczywiste, korekty wtryskiwaczy, masa powietrza z przepływomierza, pozycja EGR, ciśnienie doładowania zadane i rzeczywiste, różnica ciśnień na filtrze FAP/DPF, temperatura spalin i status regeneracji. Diagnostyka w posiadającym doświadczenie w HDi warsztacie jest szybka a diagnozy zwykle trafne.

Niemieckie samochody są równie łatwo diagnozowane: w TDI zestaw parametrów jest podobny, ale w wersjach PD dochodzi ocena pompowtryskiwaczy, synchronizacji wałka rozrządu, stanu wiązki pompowtryskiwaczy i mechanicznego zużycia wałka. W TDI CR diagnostyka jest bliższa HDi, bo zasada common rail jest podobna.

Oczywiście nie znaczą to, że nie ma błędów – warto poznać podstawy by ich uniknąć. Typowy błąd przy HDi to wymiana losowych części bez sprawdzenia przyczyny. Przykład: samochód kopci i traci moc, mechanik na ślepo wymienia turbinę, a problemem mógł być nieszczelny dolot, zapchany EGR albo błędny odczyt przepływomierza (to ostatnie jest bardzo częste). Drugi przykład: zapchany FAP. Sama regeneracja albo wycięcie filtra nie rozwiązuje przyczyny, jeśli silnik ma lejący wtryskiwacz, niedogrzanie, uszkodzony termostat albo zbyt częste przerwane regeneracje.

W TDI typowe błędy to ignorowanie stanu rozrządu, złego oleju w PD, problemów z VNT, nieszczelności podciśnienia i zużycia dwumasy. Diesel z dużym momentem przy niskich obrotach mocno obciąża sprzęgło, koło dwumasowe i skrzynię biegów.

Który silnik jest lepszy technicznie?

Jeżeli jednak porównujemy koncepcję techniczną, kulturę pracy, kontrolę spalania, emisję, komfort, precyzję dawkowania paliwa i rozwój w stronę nowoczesnego diesla, wygrywa zdecydowanie HDi. HDi szybciej wykorzystało common rail w masowych samochodach osobowych a to pozwoliło uzyskać lepszą kulturę pracy, niższy hałas i większą kontrolę procesu spalania oraz trwałość, bo silniki nie są wysilone.

Najlepszy diesel do codziennej jazdy?

Najlepszy diesel do codziennej jazdy: 2.0 HDi. Jest lepszym silnikiem z punktu widzenia inżynierskiego komfortu, kultury pracy, kontroli spalania i emisji. Mniej poddaje się tuningowi, ale poza tym ma prawie same zalety:

FAQ czyli HDi kontra TDI – najczęściej zadawane pytania

Czy 2.0 HDi jest lepszy od 2.0 TDI?

Jeżeli oceniamy kulturę pracy, poziom hałasu, komfort jazdy, precyzję sterowania wtryskiem i codzienną eksploatację, przewagę ma zwykle 2.0 HDi. Silniki z rodziny DW10 są cenione za trwałość, elastyczność i umiarkowane spalanie. Z kolei 2.0 TDI oferuje większy potencjał tuningu i bardzo dobrą dostępność części, szczególnie w Europie Środkowej.

Który diesel jest trwalszy: 1.9 TDI czy 2.0 HDi?

Obie konstrukcje należą do najbardziej udanych diesli ostatnich dekad. 1.9 TDI zdobył legendarną opinię dzięki prostej budowie i odporności na wysokie przebiegi. 2.0 HDi oferuje natomiast wyższy komfort pracy i nowocześniejszy układ wtryskowy.

Przy prawidłowym serwisie oba silniki mogą bez większych problemów przekroczyć 500 tys. km przebiegu a serwisowane na bieżąco nawet do miliona.

Czy 1.6 HDi jest awaryjny?

Nie. 1.6 HDi (DV6) nie jest silnikiem szczególnie awaryjnym, ale wymaga regularnego serwisu. Problemy najczęściej wynikają z zaniedbań eksploatacyjnych, zwłaszcza zbyt długich interwałów wymiany oleju. Kluczowe znaczenie ma stan układu smarowania, przewodu olejowego turbosprężarki oraz regularna kontrola filtra FAP/DPF i zaworu EGR.

Dlaczego silniki HDi pracują znacznie ciszej od starszych TDI?

Powodem jest zastosowanie układu common rail, który pozwala na wykonywanie kilku precyzyjnie sterowanych wtrysków paliwa podczas jednego cyklu pracy cylindra. Dzięki temu spalanie przebiega łagodniej, a charakterystyczny dieselowy „klekot” jest znacznie mniej słyszalny niż w jednostkach z pompowtryskiwaczami.

Czy TDI naprawdę są oszczędniejsze od HDi?

W praktyce różnice są niewielkie. Zarówno nowoczesne HDi, jak i TDI common rail potrafią osiągać bardzo podobne zużycie paliwa. O rzeczywistym spalaniu większy wpływ mają masa samochodu, styl jazdy, przełożenia skrzyni biegów oraz stan techniczny silnika.

Jaki jest najlepszy diesel PSA?

Za najlepszy silnik wysokoprężny PSA wielu mechaników uważa 2.0 HDi z rodziny DW10. Jednostka łączy wysoką trwałość, dobrą kulturę pracy, rozsądne koszty serwisowania i niskie zużycie paliwa.

Silnik był stosowany w wielu modelach marek Citroën, Peugeot, DS Automobiles, Ford i Volvo.

Czy warto dziś kupić samochód z silnikiem HDi?

Tak, pod warunkiem że samochód był prawidłowo serwisowany. Szczególnie cenione są jednostki 2.0 HDi, które uchodzą za jedne z najbardziej udanych nowoczesnych diesli.

Przed zakupem warto jednak sprawdzić historię serwisową, stan filtra FAP/DPF, turbosprężarki, układu EGR oraz korekty pracy wtryskiwaczy.

Ranking najlepszych silników HDi i TDI

Dlaczego cały świat przeszedł na common rail?

Na koniec mamy dla Was ciekawostkę: patrząc z dzisiejszej perspektywy, warto zauważyć, że praktycznie wszyscy producenci samochodów ostatecznie porzucili alternatywne systemy wtrysku paliwa i przeszli na technologię common rail, czyli wybrali to, co zapoczątkowali Francuzi.

Powód jest prosty: daje ona konstruktorom znacznie większą kontrolę nad procesem spalania. W silniku common rail można niezależnie sterować ciśnieniem paliwa, momentem rozpoczęcia wtrysku, czasem jego trwania oraz liczbą dawek podawanych podczas jednego cyklu pracy cylindra. Uzyskujemy jednoczesne obniżenie hałasu, zmniejszenie zużycia paliwa i emisji spalin przy zachowaniu wysokiej mocy oraz momentu obrotowego oraz mamy wysoką kulturę pracy.

Nowoczesny diesel może być bardziej elastyczny, cichszy i oszczędniejszy niż starsze konstrukcje wykorzystujące pompowtryskiwacze czy pompy rozdzielaczowe a kluczową rolę odegrała możliwość stosowania kilku wtrysków podczas jednego cyklu spalania, o czym pisałem wyżej.

Można więc powiedzieć, że historia przyznała rację inżynierom PSA – kierunek obrany przez pierwsze silniki HDi pod koniec lat 90. stał się standardem dla całej światowej motoryzacji.

Przeczytaj także o silnikach HDi i BlueHDi