Autoforum

/

Foto: Archiv Autoforum.cz

(+ video) Přeplňování motorů je čím dál všednější a turbodmychadla jsou jeho formou. Víte ale, jak fungují a z čeho pramení jejich výhody i limity?

Turbodmychadla se dostávají do stále většího množství aut, ať proti tomu protestujeme, jak chceme. Některé automobilky už nenabízejí ani jeden nepřeplňovaný agregát, a to navzdory tomu, že se jim downsizing ne vždy povede. Důvod? Touhy zákazníků za tím nehledejte, fyzicky menší a v nižších otáčkách pracující motor s turbodmychadlem dosáhne v normovaném testu lepší spotřeby paliva než velký atmosféricky plněný motor a to je vzhledem k masivním pokutám za nadlimitní spotřebu podstatnější než fakt, že v reálném to leckdy bývá naopak. Výrobci velmi dobře ví, že za dobrým řešením s přeplňováním nezřídka nejdou, přesto jej navenek předkládají jako skvělou věc.

Ovšem, na tohle téma u nás už vyšlo nepočítaně článků, ve kterých padlo také to, že turbomotory mají své výhody. Moderní benzínové motory s turbodmychadly nabízejí více výkonu v nízkých otáčkách podobně jako diesely, takže jsou velmi pružné, což není uživatelsky nepříjemné. Dokážou se také postaral o lepší dynamiku než atmosféricky plněné motory se stejně vysokým špičkovým výkonem a pokud je „neždímáte”, umí být úsporné i ve skutečnosti. Musí se ale dostat ve vhodné formě do vhodného auta, třeba takové Škody Rapid 1,2 TSI. Takový motor pochopitelně funguje i ve Fabii, v Octavii už to ale není žádný zázrak.

V autech fandících aktivní jízdě jsou ale „atmosféry” prostě lepší. Dynamicky v přímce si lépe stát nebudou, netrpí neefektivitou při vysoké zátěži a ani prodlevou, než se turbodmychadlo roztočí. Turbomotory mají právě kvůli přeplňování vlastně dvě výkonové křivky - jednu, kdy se turbo netočí a druhou, která odpovídá situacím při plném tlaku. Přechod mezi nimi dělá onu prodlevu a i když se konstruktéři snaží, aby byl co nejkratší, nulový není nikdy. A v leckterých případech dosahovat i nepříjemných velikostí.

Žádné turbodmychadlo se této prodlevy nemůže zbavit z principu svého fungování - tedy, bavíme-li se o klasickém turbodmychadle. U kompresorů, poháněných klikovou hřídelí auta, to je trochu jinak, tam je prodleva výrazně menší. A elektrická turbodmychadla, se kterými se v současné době začíná experimentovat, také mohou mít prodlevu velmi krátkou.

Nedávno jsme si přiblížili, jak se turbodmychadlo vyrábí, teď se můžeme podívat blíže na to, jak funguje. Výroba byla docela složitá, když je ale dmychadlo nainstalované v motorovém prostoru, funguje relativně jednoduše - výfukové plyny, jdoucí z motoru, otáčí turbínou v jedné půlce turbodmychadla. Turbína je hřídelí spojena s kompresorem v druhé půlce turbodmychadla, v kompresorové části. Ten nasává vzduch a stlačený ho posílá dále do motoru a do spalovací komory. Tím ho je motor schopen získat více, přidá k tomu více paliva a to znamená větší výkon, než by stejně objemný motor dal bez přeplňování.

Vzduch stlačený turbodmychadlem je velmi horký, proto se do drtivé většiny přeplňovaných motorů instalují mezichladiče. Mohou být vzduchové, kdy obtékající vzduch zvenčí chladí vzduch stlačený a proudící do motoru, nebo kapalinové, kdy tento vzduch chladí chladicí kapalina, určená i k chlazení motoru. Mezichladiče vzduch ochladí, čím jednak zvýší jeho hustotu, takže se ho do spalovací komory vejde víc, a jednak tím u benzínového motoru zabrání detonačnímu hoření.

Prodleva mezi sešlápnutím plynu a optimální reakcí motoru (tedy čas přechodu mezi oněmi dvěma výkonovými křivkami), je dána tím, že se škrticí klapka sice otevře, ale turbodmychadlo nemá ještě dostatečně vysoké otáčky, aby do spalovací komory dopravilo dostatek stlačeného vzduchu. Na to potřebuje více výfukových plynů proudících z motoru, které ale zase musí vzniknout tím, že do spalovací komory bude nasáto více vzduchu.

Proti prodlevě se dá bojovat různě, v silničních autech zejména nahrazením jednoho většího turbodmychadla dvěma menšími, protože menší turba mají menší a lehčí „vnitřnosti” a rychleji se roztáčejí. Nikdy se ale prodlevy nezbavíme úplně, bude-li turbo poháněno výfukovými plyny. Proto také dnes tak často slýcháme o elektrickém přeplňování, tedy elektricky poháněných dmychadlech, a to nejen od značek jako Ferrari a klidně i v případě dieselových motorů - právě toto řešení by mohlo prodlevy dále zkrátit. Jak fungují další aspekty turbodmychadla a třeba k čemu je obtokový ventil ve výfuku vám přiblíží přiložené video...

Marek Bednář