Home > Rubriky a sekce > Technika > Článek
Takhle Němci zatočili s prodlevou turba. Funguje to, ale je to sakramentsky složité
17.3.2018 | Mirek Mazal | Přidat příspěvek
Nejvýkonnější dieselový motor dneška montovaný do osobního nevyužívá jen přeplňování dvěma turbodmychadly, přidává i třetí, elektrické. Jak přesně funguje?
Technika přeplňování je stará skoro jako spalovací motory samy a za dobu své existence zažila několik vzestupů a pádů. Teď je na vrcholu, neboť se po nesmlouvavém nástupu nejen evropských limitů normované spotřeby ukázala být pro automobilky nejefektivnější cestou, jak snížit papírovou spotřebu paliva a vozům přesto dodat stále vyšší dynamiku.
Logika stojící za tímto krokem je jednoduchá. Přeplňovaný motor je fyzicky menší, používá tedy méně a menších pohyblivých částí a sám sebe zaměstnává svým chodem méně než jakýkoli větší. A protože v testech spotřeby je jeho výkonový potenciál - ať už je jakýkoli - využíván jen ve velmi omezené míře, je právě zaměstnávání motoru sebou tím, co do značné míry ovlivňuje výslednou papírovou spotřebu. Proto má pro automobilky smysl i nahrazování motorů 1,2 za 1,0 - v testu se rozdíl mezi těmito koncepcemi pozná, v praxi obvykle nikoli.
Pochopitelně, zmenšování motorů alias downsizing nutně spojený s přeplňováním není úplně špatný a v některých případech může mít pozitivní dopady i v reálném světě, ať už jde o spotřebu paliva nebo výkon. V jednom ohledu má ale dopad vždy negativní. Pokud nejde o přeplňování kompresorem, které je vzhledem k omezené efektivitě skoro nevyužívané, znamená použití turbodmychadla hnaného energií výfukových plynů jeden podstatný nedostatek - k roztočení turba je nutné zvýšit tlak ve výfukovém potrubí, a to chvíli trvá. Říká se tomu „turboefekt“, „turbodíra“ nebo „turbolag“, jde o zpožděnou reakci motoru na sešlápnutí plynového pedálu.
Opožděné reakce na povely řidiče jsou jednou z velkých nevýhod přeplňování. I když vývojáři v průběhu let přišli s mnoha úpravami a různými variantami turbodmychadel, žádné není prosto počátečního zaváhání. Až přidání dodatečného kompresoru poháněného elektromotorem, který se stará o roztáčení lopatek turbíny včas bez nutnosti zvýšeného tlaku výfukových plynů, problém v podstatě zcela eliminuje.
Současné Audi SQ7 TDI pohání čtyřlitrový osmiválec za běžných okolností dopovaný jedním nebo dvěma turbodmychadly v závislosti na otáčkách a zatížení. Jenže i u tohoto objemného motoru v nízkých otáčkách existovala prodleva, kterou kosntruktéři nechtěli akceptovat, a tak se ji rozhodli potlačit už dříve mnohokrát uvažovaným řešením - elektrickým kompresorem zvaným též EPC. Zařízení je umístěno za jedním z chladičů stlačovaného vzduchu v blízkosti motoru a je poháněno elektromotorem, který ho dokáže během necelých 250 ms roztočit na 70 000 otáček.
Elektromotor má příkon 7 kW, elektřinu pro jeho provoz dodává nezávislá elektrická soustava pracující s napětím 48 V (v osobních vozech svého času unikát, dnes stále velmi výjimečná věc). Její součástí je generátor o výkonu 3 kW a v podlaze zavazadlového prostoru uložený Li-Ion akumulátor s nominální kapacitou 470 Wh a špičkovým výkonem až 13 kW. V motorovém prostoru navíc zůstala standardní 12V autobaterie. Důvod pro zavedení tohoto přídavného elektrického okruhu je, že běžný akumulátor s 12 V napětím by nebyl schopen poskytnout dostatečně vysoký proud. Při 7 kW a napětí 48 V jde o 145 A, což i tak představuje velký proud vyžadující mnoha opatření pro zabránění ztrát na přechodových odporech.
Elektrokompresor navíc není jedinou výjimečností motoru 4,0 V8 TDI. Je sice vybaven dvěma turby, ta ale pracují v sekvenčním módu a práci si rozdělují podle zatížení motoru. Menší pracuje při nízkých a středních otáčkách a občas mu pomáhá elektrokompresor. Hlavním cílem EPC je dopovat menší turbo v nižších a středních otáčkách, aby Audi zrychlovalo hned od startu.
Možná si říkáte, že zmíněných 250 ms, tedy celá čtvrtsekunda potřebná na plná roztočení elektrického turba není nic ohromujícího, to je pořád velká prodleva. Vtip elektrického přeplňování ale netkví v rychlosti roztočení, spočívá v jeho nezávislosti na proudění výfukových plynů. Může se tak roztáčet zcela nezávisle na tom, co v tu či onu chvíli dělá motor jako takový a záleží jen na konstruktérech, v jakých momentech jej nechají pracovat. Mohou na základě různých vstupů předpovídat, kdy řidič bude potřebovat okamžitou reakci motoru, nebo jej klidně roztáčet v nízkých otáčkách vždy, aby byl připraven motor okamžitě „nadopovat” maximálním plnícím tlakem. Kreativitě se tu meze nekladou.
Na omezení prodlevy reakcí plynového pedálu u SQ7 se vedle elektrického kompresoru podílí ještě variabilní zdvih ventilů AVS (Audi valvelift system). Na vačkových hřídelích sání a výfuku jsou pro každý ventil k dispozici vždy dvě vačky s různým účelem. Jedna vačka s podporou EPC podporuje rozjezdy, zatímco druhá vačka optimalizuje výkon ve vysokém tempu. Systém AVS na straně výfuku umožňuje následného připojení druhého většího turbodmychadla. Systém postupného přeplňování by měl zajistit bezprostřední lineární zátah od nízkých otáček.
Audi SQ7 TDI už jsme dříve vyzkoušeli a možná i od nás víte, že reakce motoru na pokyny plynem jsou na přeplňovaný agregát excelentní. Není to zadarmo, je to hodně složité řešení, kterému se právě kvůli tomu některé konkurenční automobilky brání, ale funguje. A teď už do detailu víme, jak přesně...
Dodnes nejvýkonnější diesel v osobním autě, motor 4,0 V8 TDI od Audi, vděčí za mnohá svá kouzla elektrickému přeplňování
Přídavný elektrický okruh s kompresorem a speciální časování ventilů přináší dieselovému TDI v Audi SQ7 hlavně rychlé reakce na pokyny vydávané plynovým pedálem
Zdroj: Engineering Explained@Youtube
Diskuze Přidat příspěvek
Bleskovky
- 11 let staré Porsche málem vytřelo s nejnovějšími hybridními sporťáky Ferrari a Lamborghini. Není to ostuda?
včera - Špatný den v práci? 24letý zaměstnanec roztřískal při projížďce Ferrari za 76 milionů Kč, splácet ho může po zbytek života
23.4.2024 - V Polsku po nehodě vzplanul luxusní elektromobil tak, že ho po chvíli nepoznal ani majitel, po uhašení se vzňal znovu
21.4.2024
Nejnovější články
- Elektrický propadák Mercedesu dál „skóruje”, je druhým nejpomaleji prodávaným autem ze všech, sklady okupuje měsíce
před 5 hodinami - První dobíjecí Lamborghini je další hybridní nesmysl, fiktivní úsporu paliva mění za 300kilovou nadváhu
před 6 hodinami - V Bruselu přišli na to, že kamiony tvoří hrstku aut, ale figurují v 15 procentech smrtelných nehod, posvítí si na ně
před 7 hodinami - Francouzi po čase stvořili opravdu krásné auto. Dostalo bezemisní pohon, který nemá problém s dojezdem
před 9 hodinami - Dvojí výkon vrcholné Tesly Model 3 byl vysvětlen, Česko i většina světa dostane ošizenou verzi
před 10 hodinami
Živá témata na fóru
- Elektromobily a vse kolem nich 04.26. 22:10 - jerry
- Onboard videa 04.26. 16:17 - řidičBOB
- VZKAZY 04.26. 14:59 - petr_riha
- Audi A6 C7 převodovky 04.26. 14:28 - Arkis
- S větrem ve vlasech.... 04.26. 14:16 - pavproch
- Tiguan 2.0TSI 6MT 4x4 Sport&Style 04.26. 10:35 - Brus
- Dříve M135i, nyní ///M2 04.26. 09:48 - Eda
- Výběr Hybrid auta 04.26. 09:34 - mattonecz