Reklama

Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí?

Downsizing je jedním z hybatelů dnešního automobilového světa a myšlenka za ním je chytrá. Malá turba by tedy měla být velmi úsporná i v praxi, jenže obvykle nejsou. Proč?
  1. Autoforum.cz
  2. Rubriky a sekce
  3. Život řidiče

Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí?

21.9.2018 | Petr Miler

Downsizing je jedním z hybatelů dnešního automobilového světa a myšlenka za ním je chytrá. Malá turba by tedy měla být velmi úsporná i v praxi, jenže obvykle nejsou. Proč?

Pokud bychom měli zvolit jediný trend, který zasahuje automobilový průmysl v poslední dekádě a půl více než cokoli jiného, půjde o zmenšování pohonných jednotek. Tzv. downsizing je prakticky všeobjímající a dotkl se až na pár výjimek všech výrobců od Dacie po Ferrari. Je skutečně jedno, pro jaké nové auto vyrazíte, něco jiného než zmenšený turbomotor dostanete leda od pár exotů typu Mazda nebo Rolls-Royce. Ten první tomu nevěří a tomu druhému je to úplně ukradené.

Co vedlo, k této změně, dobře víme. Zejména Evropská unie začala v době rozmachu downsizingu tlačit na nízkou normovanou spotřebu paliva skrze emise CO2 a automobilkám nezbylo, než se přizpůsobit. Downsizing přitom vypadá jako skutečná cesta k nižší spotřebě. Například třílitrový šestiválec nahradíte dvoulitrovým čtyřválcem s turbem a máte menší, lehčí motor, který má méně pohyblivých částí a zaměstnává sám sebe menším třením. To všechno vede k nižší spotřebě paliva, o výkon přitom přijít nemusíte. Právě díky přeplňování dostanete do motoru více stlačeného vzduchu, přidáte adekvátní množství paliva a dvoulitrové turbo rázem výkonem třílitrovou atmosféru snadno i překoná.

Na papíře to vypadá skvěle, jaké je pak ale vaše zklamání, když si takový motor koupíte a v reálu zdaleka nedosahuje slibované spotřeby. Pravda, ta je vždy jiná než výrobce udává, u malých turbomotorů ale může být jiná i zcela zásadně, což dříve nebývalo zvykem. Čím to je? Právě na tuto otázku se rozhodl odpovědět náš přítel Jason Fenske z Engineering Explained. A i když předem říkáme, že technicky znalé jeho vysvětlení nemá čím překvapit, pro spoustu lidí budou tyto informace nové.

Jason zkraje uznává výše zmíněné, tedy předpoklady downsizngu fungovat a přinášet skutečnou úsporu paliva. Zároveň říká, že je i v reálu možné jezdit s malým turbem úsporně a dosáhnout na čísla udávaná výrobcem, není to nutně žádná laboratorní realita. Je to nicméně realita trochu zvrácená, neboť nízké spotřeby je možné v praxi dosahovat pouze v případě, že se „trefíte” do velmi úzké sféry fungování motoru, v níž je opravdu efektivní. A to naprostá většina lidí nedělá.

Jak Jason zmiňuje, s i když downsizované motory slibují výkon a úsporu paliva, mít můžete jen jedno. Musíte si vybrat, zda chcete jet úsporně, nebo využívat výkonu motoru. Není nic mezi tím, malá turba umí být úsporná i výkonná, ale ne současně, neumí tyto dva aspekty spojit. A protože většina lidí jezdí jinak než maximálně úsporně za každou cenu, mají lidé z moderních turb obvykle nanejvýš smíšené pocity.

To všechno jste patrně poznali ve vlastní praxi, ale proč tomu tak je? Proč motor, který dokáže být úsporný v jednom bodě fungování, neumí být (alespoň relativně) úsporný v bodě jiném? Vše vychází v podstatě z jediného jevu - detonačního hoření, které známe také jako tzv. klepání. Přeplňované motory pracují s vyššími tlaky ve válcích, za vyšších teplot, a tak jsou k tomuto jevu přirozeně náchylnější, zejména pak při vyšší zátěži, kdy jsou tlaky a teploty nejvyšší. Dopravená směs paliva a vzduchu do válce má tedy větší tendenci detonovat dříve, než je zapálena svíčkou, což je pochopitelně zničující jak pro výkon motoru, tak potenciálně pro motor samotný. A právě s tím musí výrobci turb nějak bojovat.

Jak? Můžete změnit časování zapalování motoru, tím ale přijdete o efektivitu za všech okolností. Můžete snížit kompresní poměr, čím znovu přijdete o efektivitu za všech okolností. Můžete udělat cokoli podobného a vždy to povede k obecné degradaci výkonu a efektivity. Je tu ale ještě jedna cesta, jak se předčasnému zapálení směsi ubránit v jakémkoli bodě fungování motoru a o efektivitu tedy přijít jen tehdy - bohatostí směsi.

Pokud zkrátka chcete postavit turbomotor, který je velmi výkonný, alespoň v určitém bodě velmi efektivní a přesto netrpí předčasným zapálením směsi, pohrajete si s tím, jaký mix vzduchu a paliva do válců pumpujete. Při vysoké zátěži stačí do válců pěchovat „zbytečně” bohatou směs, tedy směs s vysokým množstvím paliva a problém je vyřešen.

Jak, vám může přijít bizarní, ale je to skutečně tak - palivo navíc je do válce posíláno jen proto, aby ochladilo prostor v něm a nedošlo tak k předčasnému zapálení. Nemá žádný jiný smysl, nedodá motoru žádný další výkon, jen tím, že se odpaří, zchladí spalovací prostor a opustí motor bez dalšího užitku. Právě proto jsou turbomotory při vyšší zátěži neefektivní a ona neefektivita je tím vyšší, čím vyšší ona zátěž je - do motorů musí putovat stále více paliva, které ho jen chladí a tím vůbec udržuje v chodu.

Jen tak se může stát, že třeba Subaru WRX STi dokáže bez větších problémů jezdit za více jak 40 litrů benzinu na 100 km, když zdánlivě není způsob, jak by toto palivo mohl 300koňový motor zužitkovat. On jej ale zužitkuje, jen ho nespálí, ale ochladí jím sám sebe. STi je extrémní příklad, ale i spousta jiných turbomotorů trpí až nesmyslně vysokou spotřebou v momentě, kdy od něj chcete více. Atmosférické pohonné jednotky tímto problémem netrpí, nepracují za tak vysokých teplot, a tak se snadno může stát, že zatímco s motorem 2,0 turbo jedete pomalu za 8 l/100 km a s motorem 3,0 bez turba za 10 litrů, ostře jedete s tím prvním za 28 litrů a s druhým za 18.

Pochopitelně, každý turbomotor má hranici, kdy se stává neefektivním, někde jinde. A i stejný motor může mít tuto hranici v různých autech jinde podle toho, jak jsou těžká či velká. Například motor TSI od koncernu VW mají tuto hranici velmi vysoko, turba BMW jsou někde na půli cesty a s oním Subaru snad nelze jezdit vyloženě úsporně nikde a nijak. Když si do této rovnice přidáte nekonečné spektrum jízdních stylů řidičů, pochopíte, proč debaty o efektivitě turbomotorů nemají obvykle žádný výsledek. Každý jízdní styl je s nimi jinak kompatibilní a pro některé mohou být skutečně i velmi úsporné.

Obvykle ale nejsou, a to proto, že zejména v Evropě už se motory staly obecně příliš malými. Když řekneme, že třeba třílitrové turbo v BMW M3 umí být extrémně neefektivní, není to zase takový problém, neboť jeho 431 nebo 450 koní bude z motoru dolovat jen pár šílenců - většina řidičů bude za dostatečnou považovat už dynamiku servírovanou při 20 nebo 30procentní zátěži, při níž motor není příliš namáhán. Ale když nacpete litrové turbo do rodinného kombíku? Pak je i obyčejná dálniční jízda velmi vysokou zátěží a motor prostě přestává fungovat, jak by měl, aniž byste měli pocit, že po něm žádáte něco zvláštního.

Pokud se ptáte, proč výrobci touto cestou jdou, když musí vědět to samé, co Jason Fenske, pak odpovídáme prostě: Protože nemohou jít jinou. Dělají motor tak, aby byl efektivní v testech spotřeby a emisí, při nichž je vždy namáhán minimálně. Někteří to ví, a malá turba proto odmítají, většina jiných se ale zkrátka přizpůsobí a s většími či menšími úspěchy vymýšlí kejkle, jak přirozenou neefektivitu turb při vysoké zátěži obehrát...

Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 1 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 42Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 2 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 43Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 3 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 44Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 4 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 45Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 5 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 46Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 6 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 47Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 7 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 48Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 8 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 49Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 9 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 50Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 10 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 51Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 11 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 52Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 12 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 53Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 13 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 54Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 14 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 55Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 15 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 56Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 16 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 57Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 17 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 58Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 18 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 59Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 19 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 60Proč moderní turbomotory nejsou zdaleka tak úsporné, jak výrobci aut tvrdí? - 20 - Skoda Octavia 1 0 TSI 2017 test prvni 61
Motor 1,0 TSI ve Škodě Octavia je příkladem extrémního downsizingu. Umí fungovat, pokud ale auto plně zatížíte, efektivní být neumí. A to je pořád příklad turba, jehož spotřeba se zátěží zase tak neroste

Petr Miler

Další zajímavé články:

Reklama
Reklama

Živá témata na fóru

zobrazit vše

Autobazar

zobrazit vše