Autoforum

/

Foto: Archiv Autoforum.cz

Nepřeplňované motory jsou dnes druhem na vymření, pár automobilek jim ale ještě věří. Mezi nimi i Toyota, která se pochlubila prý nejefektivnějším benzinem. Jak funguje?

Toyota jako jeden z posledních mohykánů odolává vyřazení atmosféricky plněných motorů ze své nabídky. Naprostá většina ostatních výrobců vzdala boj s regulacemi tlačícími na co nejnižší papírovou spotřebu a pokud ještě nabízí nějaký motor bez turbodmychadla, obvykle jde o pozůstatek předchozího vývoje. U Toyoty je tomu jinak. Ta podobně jako Mazda nadále vyvíjí i nepřeplňované motory a nedávno vytáhla nový benzinový dvoulitr z řady Dynamic Force.

Ten slibuje vskutku extrémní účinnost. Má jít o vůbec nejefektivnější a vzhledem k podávanému výkonu tedy i nejúspornější benzinový motor v produkčním automobilu, a to díky více jak 40procentní tepelné účinnosti (u hybridu 41 %). Ve srovnání s předchozími verzemi by měl produkovat vyšší točivý moment včetně výkonu v celém spektru otáčkoměru, zajistit tedy více dynamiky, se spotřebou přitom zamířit dolů. Zejména díky vysokému kompresnímu poměru 13:1 produkuje 171 koní a 205 Nm, v případě hybridního provedení s kompresním poměrem 14:1 umí 146 koní a 180 Nm. To rozhodně nejsou závratná čísla, jenže o špičkové hodnoty výkonu tu nejde. Podstata je v oné účinnosti a schopnosti produkovat vyšší okamžitý moment než srovnatelné motory. Jak toho dosahuje?

Prvním zásadním rozdílem od předchozích motorů Toyoty je výrazně delší zdvih oproti vrtání. Dynamic Force má zdvih 103,4 mm a průměr vrtání 87,5 mm- z toho plyne výsledný poměr 1,18 (běžný motor v tomto příkladu 1,09). Praktický důsledek užšího vrtání spočívá v tom, že plamen při hoření směsi musí urazit kratší vzdálenost. To potlačuje principiální nevýhodu benzínových motorů, u kterých relativně pomalé prohořívání směsi snižuje výšku tlaku na píst a tím i okamžitý točivý moment.

Druhým vylepšením japonských inženýrů je nasávání vzduchu. Sací ventily svírají s výfukovými vyšší úhel, 41 vs. 31 stupňů, sací potrubí bylo navíc narovnáno a místo do válce směřuje nasávaný vzduch na jeho stěnu. To ve válci vyvolá silný vír, který zvyšuje promíchání směsi a navíc tento rychlý pohyb směsi ve válci dále zkracuje čas potřebný k úplnému prohoření.

Čím rychleji směs shoří, tím rychleji a současně tím vyšší vyvine tlak na píst. Ten je přímo úměrný aktuálnímu momentu. Delší zdvih dále umožňuje vzniklý tlak dostatečně zužitkovat pro práci motoru a oba tyto faktory zvyšují účinnost motoru. Tu dále podporují individuálně ovládané, elektricky poháněné podpůrné komponenty jako termostat, vodní pumpa, olejové čerpadlo apod., jejich zapojení se odvíjí od výkonové náročnosti.

Na světě existují prototypy motorů s lepší účinností, jako například testovací jednotka Formule 1 u Mercedesu. Její cena je ale v řádech miliónů Eur, navíc této účinnosti dosahuje jen v laboratoři. Z hlediska sériového používání při optimalizaci výrobních nákladů je Dynamic Force na špici současných možností a výrazně překonat ho může v dohledné době jen „diesel na benzin“ od Mazdy. Ten má ale k relativní jednoduchosti novinky Toyoty hodně daleko...

Zdroj: Engineering Explained@Youtube

Mirek Mazal