Co opravdu vydrží přeplňované tříválce: Máme se malých motorů bát?

Jen málokterý trend moderního vývoje budí tolik rozpaků a vášnivých hádek jako současný rozmach přeplňovaných tříválců. Těžko se tomu divit. Lidová moudrost ráda zjednodušuje, a jakmile nějaká představa zapustí kořeny, vzdoruje praxi třeba celou dekádu.

Vzpomeňme na začátek devadesátých let, kdy ani v západním autě nikdo nechtěl pod kapotou třináctistovku, protože přece musí být líná jako škodovka s motorem vzadu. Skutečné výkony zejména japonských šestnáctiventilových motorů tehdy zůstaly většině českých řidičů utajeny.

Naopak razantnímu nástupu dieselu o pár let později všichni fandili. Stačila jim k tomu zkušenost, že vznětové motory v Mercedesu W123 „Piano“ nebo Peugeotu 505 vydržely věčně. Dlouho nikdo nechtěl slyšet, že moderní nafťáky dozrály k pekelné složitosti, po 150.000 km se dožadují oprav za desítky tisíc a jejich další provoz je podmíněn bezpečnou finanční rezervou. Mnozí takovému sýčkování nechtěli věřit, vyklopili v bazaru všechny úspory a pak si do servisů vodili plačící manželky, aby se domohli slevy.

Z obojího plyne jednoduché poučení, že příliš zobecněné historické zkušenosti neříkají nic o zítřku.

Zmenšování bez obav

Proto nám dávné vzpomínky nepomůžou pochopit moderní benzinové tříválce. Z našich testů už víte, že jsou tiché, kultivované a většinou přiměřeně úsporné. Nakonec se každý z vás může zastavit u nejbližšího prodejce Fordu, Opelu, Peugeotu či Škody a přesvědčit se sám. Nedůvěra ale panuje k životnosti a opírá se o dva hlavní argumenty: příliš malý objem a chybějící „končetina“, jejíž práci musejí zastat ostatní tři.

Na první bod dává jasnou odpověď praxe posledního desetiletí. Příliš malý objem má dnes skoro každé benzinové auto. Hospodské rozumy, že to nevydrží, jsme poslouchali už v době, kdy superb přecházel z atmosférického dvoulitru na 1.4 TSI, octavia z šestnáctistovky na 1.2 TSI a v mondeu se objevil 1.6 EcoBoost. Dnes vidíme, že tyto motory dokážou bez drahých závad najet 300.000 km. Mnozí si jistě vzpomenou na vytahané rozvodové řetězy, nedostatečné chlazení oleje či špatně rozprašující vstřikovače, které dokázaly uživatele některých turbomotorů vytrestat. Jenže stejné chyby najdeme i na některých motorech atmosférických. Nesouvisí s podstatou přeplňování ani s nízkým objemem, prostě se vždycky dají udělat lépe nebo hůř. Jestliže Volkswagen Sharan dokáže spolehlivě fungovat se čtrnáctistovkou, není důvod, aby octavia nefungovala s litrem.

I tři to zvládnou

Ani utkvělou představu o „chybějící“ ojnici není těžké uvést na pravou míru. Tři dobře najedení a pravidelně sportující siláci zvládnou vynést dubovou skříň do šestého patra stejně dobře, ne-li snáz, než čtyři intelektuálové trávící večery šachem a četbou Platóna. Ano, na jedny ruce připadne víc práce, ale jelikož jsou to ruce silnější a trénované, nevadí to.

Lidový mýtus navíc zachází poněkud svérázně s pojmem točivého momentu. Jestliže celý motor má 200 newtonmentrů, podle hospodské teorie vychází ve čtyřválci na jednu ojnici 50 a ve tříválci 66,6 newtonmetrů. Takhle by to ale fungovalo jedině v případě, že by naši siláci dubovou skříň rozřezali a nosili do schodů po částech. Spalovací motor pracuje jinak – válce se střídají, v každém okamžiku tedy přenáší 200 newtonmetrů jen jedna ojnice. Pak druhá a třetí.

TEST Ford Fiesta 1.0 EcoBoost – Jezdí skvěle, nutno vidět

A je tlak odpovídající 200 newtonmetrům v nízkých otáčkách pro dnešní klikové mechanismy příliš vysoký? Těžko, když kolem nás sviští tolik dieselů. Peugeot 1.6 BlueHDI má na každé ojnici 300 a dvoulitr v superbu 400 newtonmetrů. Právě proto není důvod bát se odvrácené strany tříválcové logiky, že každá ojnice je maximálnímu tlaku vystavená delší dobu. Tady hraje roli zejména otěrová odolnost materiálů ložisek a dalších třecích

povrchů. A ta se stále zlepšuje. Příklad na dokreslení – dnešní čtyřválcové motory 1.2 a 1.4 TSI (EA211) mají proti předchozím (EA111) hlavní ložiska klikové hřídele zmenšená z 54 na 48 mm. Přesto bez potíží najedou přes 300.000 km. Vydrží-li dnešní zmenšené součásti stejnou zátěž, platí to i pro celý motor – tedy i pro tříválec.

Hledá se otloukánek

Teoretické předpoklady jsou tedy jasné – dobře udělaný motor vydrží hodně, a to bez ohledu na počet a velikost válců. Praxi ale ukážou až najeté tisíce kilometrů, proto jsme začali listovat bazarovými nabídkami a hledat, kdo najel s tříválcem nejvíc.

Ideálním terčem průzkumu se celkem předvídatelně stal Ford Focus 1.0 EcoBoost, který je na trhu už pět let. Čeští zákazníci se k němu zatím stavěli spíš zdrženlivě, jelikož Ford nechal v nabídce i atmosférickou šestnáctistovku. U českých dealerů jsme s dotazy po kilometrových rekordmanech neuspěli, jelikož kdo jezdí hodně, dává dosud přednost dieselu.

Správné auto jsme nakonec našli v soukromém bazaru Auta z Brna, kde nám velmi ochotně vyšli vstříc. Samotné je totiž zajímalo, zda si litrový

motor udrží kouzlo, kterým překvapuje jako nový. Červený hatchback má na tachometru 176.500 km a byl dovezen z Holandska, kde podle papírové servisní knížky dojížděl na olej každých 20.000 km. Podle stavu interiéru bychom autu takové kilometry ani nehádali. Kožený potah volantu ani sedadla nevykazovala skoro žádné opotřebení a celkový dojem je vynikající.

Hodina pravdy

S autem míříme do brněnského servisu Ford Rašino, kde naše mise našla neméně vřelou odezvu. Vedoucí Ivan Nováček potvrzuje zkušenost, kterou

sledujeme i na internetových diskusních fórech – zákazníci jsou s litrovými ecoboosty maximálně spokojeni. Sto sedmdesát tisíc ale zatím najel jen málokdo, takže i z pohledu zkušených profesionálů jde o výzvu.

Auto se během okamžiku ocitá v dílně, kde z něj mechanici odstrojují kryt a zapalovací svíčky. To proto, abychom mohli endoskopem nahlédnout do válců. Přístup není úplně jednoduchý, svíčky jsou uložené šikmo. Čočka endoskopu se umí dívat jen rovně, takže ze dna pístu vidíme jen část. Ve všech válcích se ovšem ukazuje stejný výjev. Písty jsou leskle čisté, zrníčka karbonu lze počítat jednotlivě. Ani stopy po souvislém černém karbonovém „koberci“, který je postrachem zážehových motorů s přímým vstřikováním. EcoBoost si po 176.000 km zachovává čisté spalování, což je důležitou známkou zdravé kondice vstřikovačů.

Tříválec 1.2 HTP: Opravdu jde o takový průšvih, jak se traduje?

Vyšší výkon i otáčky

Po cestě do servisu jsme si ovšem všimli, že motor táhne méně ochotně odspodu. Proto necháváme mechaniky změřit také kompresní tlaky válců. Tady už je výsledek mírně kompromisní. Zatímco na novém motoru ukazuje tlakoměr 13 barů, na ojetém má jeden z válců trochu méně než 12.

To je vzhledem ke kilometrovému proběhu přiměřená odchylka, jako nový už být motor nemůže, a také zřejmě nebude dosahovat 100% plného výkonu. To jedeme vyzkoušet na poslední dnešní zastávku, válcovou zkušebnu brněnské firmy Motorchip. Výsledek je ovšem lepší, než jsme čekali. Výkon 96 kW stále přesahuje údaje výrobce o 4 kW a točivý moment dosahuje 196 newtonmetrů místo 200. Našemu pocitu ovšem odpovídá, že momentová křivka stoupá pozvolněji než u nového vozu a vrcholu dosahuje až kolem tří tisíc otáček.

Vyhlášená schopnost drtivého tahu z nízkých otáček tedy poněkud zešedla, i když z pohledu běžného řidiče to v provozu není velký rozdíl – ve městě málokdy využijeme maximum točivého momentu, na dálnici stoupnou otáčky. Znamená to, že tříválcové turbo celkově stárne rychleji než třeba atmosférické šestnáctistovky? Ne, tak jednoduché to není. Přeplňovaný motor je zkrátka víc závislý na vysokém tlaku od nejnižších otáček. Turbodmychadlo sice vysoký tlak vytvoří, ale během expanze hořící spaliny z méně těsného válce unikají, takže efektivní tlak na píst klesá. Ve vyšších otáčkách, kdy se všechno odehrává rychleji a expanzní doba je časově kratší, tolik spalin neuteče. Proto nakonec ojetý motor dosáhne stejných maximálních hodnot jako nový.

Atmosférické motory na tom s kompresí válců po 170.000 km nebývají lépe. Ale protože nemají turbo a zespoda netáhly ani jako nové, nemají v nízkých otáčkách tolik co ztratit.

Může dál jezdit

Z uživatelského hlediska tedy červenému focusu nemáme co vytknout. Po 170.000 km nemůžeme čekat, že bude auto jako nové – i když stav interiéru a podvozku k tomu pocitově neměl daleko. Přirozené stárnutí motoru zde jen zvýraznilo vysokou laťku, kterou dnešní době stanovilo přeplňování. Kdyby byla pod kapotou atmosférická šestnáctistovka, v nízkých otáčkách by nám nic nechybělo. EcoBoost ale může klidně jezdit dál a maximální výkon si zachová ještě další desítky tisíc kilometrů. Čisté vnitřnosti bez karbonu odkazující na dobře fungující vstřikování jsou výbornou známkou.

Jede, ale potřebovala péči

Druhým bazarovým nálezem je Škoda Fabia 1.4 TDI, která za necelé tři roky najela 211.000 km. Ano, je to diesel, ale tříválcový a s miniaturním objemem. Fabií jsme se svezli jen krátce, leccos nám ale prozradila data uložená v řídicí jednotce. I zde jsme všechno našli v dobré kondici. Zejména informace o zaplnění filtru pevných částic a vzdálenost od poslední regenerace (467 km) ukazují na zcela zdravý stav emisní soustavy i samotného motoru.

Subjektivně motor působil stejně živě, jak si ho pamatujeme z nových testovacích aut. Zůstal mu i drsnější, rachtavější projev v nízkých otáčkách, ale zabrat v nich dokáže, jak se patří. Zachovale vypadá i interiér včetně sedadel a volantu – kdyby v bazaru stočili tachometr o sto tisíc, těžko bychom něco poznali. Skutečný stav prozrazují až unavené tlumiče, na nichž se auto rozvláčně pohupuje a naklání.

Opravdu jsou tříválce zlo? Porovnejte jejich výhody a nevýhody!

V záznamech leasingové společnosti čteme, že auto jezdilo na servisní prohlídky přibližně po 20.000 až 22.000 km. Maxima pružného intervalu až 30 000 km tedy uživatel zdaleka nedosáhl, z čehož lze usuzovat na dynamičtější používání auta. Ostatně ujet každý pracovní den 300 km není jen tak. Po 120.000 km servis kvůli přehřívání motoru vyměnil vodní čerpadlo, po 160.000 km zákazník reklamoval snížený výkon, což vyřešila výměna turbodmychadla. Po ujetí 205.000 km došlo na spojku včetně setrvačníku. Na to, že malý motor je těsně nad volnoběhem laxnější a svádí k vytáčení při rozjezdu, považujeme výdrž spojky za velmi solidní.

Ojetá fabia ukazuje druhou tvář downsizingu. Samotný motor se těší plnému zdraví, výkon je v pořádku a na rozdíl od benzinového focusu si zde užíváme i temperamentu v nižších otáčkách. Je to ovšem vykoupeno nutností během let vyměnit to či ono na periferii – zde konkrétně turbodmychadlo. Což samozřejmě platí pro přeplňované motory obecně a bez ohledu na počet válců.

Na počtu nezáleží

Zmenšování motorů dosáhlo podle některých názorů vrcholu a dál už pokračovat nebude. Některé agregáty naopak příští rok o dvě tři deci povyrostou kvůli změně metodiky měření spotřeby a emisí. Ale přeplňování, přímé vstřikování, vysoké pracovní tlaky ve válcích a nutnost složitého tlumení vibrací už s námi zůstanou. Ve jménu efektivity tak občas budeme muset vyměnit turbo, dvouhmotový setrvačník nebo nějaké čidlo, o kterém jsme v dobách felicie ani neslyšeli. Přechod ze čtyř na tři válce na tom ale vůbec nic nemění. Rizika popsaná na předchozích stranách platí pro libovolně dlouhou klikovou hřídel.

Někomu se může zastesknout, že dřív bylo lépe. Nás těší, že s novými trendy přicházejí i dobré zprávy. Litrový EcoBoost nebo Peugeot 1.2 PureTech po několika letech na trhu neznají zvýšenou spotřebu oleje, spadlé rozvody ani detonacemi rozstřílené písty. Což je proti některým objemově větším motorům z doby před deseti lety posun dopředu.

Co když bouchne sám?

Specifi ckým rizikem, kterým se přeplňování benziňáku odlišuje od přeplňování dieselu, jsou nežádoucí detonace. Za vysokého tlaku a teploty se směs může na některých místech vznítit ještě dřív, než tam pronikne čelo plamene postupující od svíčky. Výsledkem je nejen pokles výkonu, ale i poškození pístů či ventilů. Dostat 200 Nm z litrového motoru předpokládá vyšší tlak než třeba ze čtrnáctistovky, riziko detonací tedy stoupá. I tady ale více než objem rozhoduje pečlivost konstrukce. Snímky ze servisní praxe ukazují, že když se to nepovede, může klepání ochromit i motor daleko větší – píst pochází z motoru Saab 2.3 Turbo z devadesátých let, ventil z atmosférického Volkswagenu 2.0 FSI.

Volkswagen ukázal extrémní tříválec 1.0 TSI: 200 kW a 270 N.m

Grunt musí držet

Na pomezí teorie a praxe se vracíme do Mladé Boleslavi, kde se setkáváme s tříválcem 1.0 TSI v poněkud neobvyklé formě: rozebraný na stole odpočívá po životnostní zkoušce. Jde o takzvaný krátký polycyklický test. Trvá 500 hodin, během nichž se střídá plná zátěž s tepelnými šoky. Během pouhých tří týdnů motor zakusí namáhání srovnatelné s 90.000 km v reálném provozu.

Zaujalo nás působení vysokých teplot pod plným plynem, dobře patrné z pěkně „okouřených“ pístů. Hliníková slitina, z níž jsou písty vyrobeny, je právě těmto podmínkám speciálně uzpůsobena. Se zájmem jsme si prohlédli také konstrukční novinku – pístní čep s povrchem ze syntetického diamantu, který se vyznačuje mimořádně nízkým třením a otěrovou odolností.

Tato i další zkoušky podle zástupců Škody splnily očekávání, o životnost motoru nemají obavy. U menších modelů má tříválec v budoucnu tvořit až 80% prodejů, a tak se zde žádná vážná chyba nesmí připustit.

Tři otázky pro Dr. Martina Hrdličku, vedoucího vývoje podvozku a agregátu Škody Auto

Downsizing zvyšuje tlak ve válci, s nímž u zážehového motoru roste riziko detonací. Jak se jim brání 1.0 TSI?

Detonace je výsledkem více jevů a okolností, které ve válci nastanou. K nejdůležitějším z nich patří teplota a proudění plynů. Teplotu udržujeme

co nejníž pomocí odděleného chlazení hlavy a bloku, mezi nimiž může být rozdíl až 17 °C, a dále spodním ostřikem, který odvádí teplo ze dna pístu. Proudění plynů dokážeme lépe řídit díky proměnnému časování všech ventilů, čtyřválec 1.2 TSI je používal jen na straně sání.

Novinkou 1.0 TSI je pístní čep s povrchem ze syntetického diamantu (DLC). Používají tuto úpravu i další díly, například vačky?

Jde o novou a zatím dražší technologii, proto musíme pečlivě zvážit, kde bude mít její uplatnění největší přínos. Vačky jsou dobře mazány olejem, zatímco u pístního oka jsou podmínky pro mazání obecně méně příznivé. Proto jsme DLC nasadili přednostně sem.

Tříválec 1.0 TSI je vyvinutý Volkswagenem. Proč na něm Škoda dělá vlastní životnostní zkoušky?

Motor vyrábíme i zde v Mladé Boleslavi. Pro zajištění maximální kvality a životnosti se vždy testují motory z každého výrobního místa. Zároveň s tím se testují a schvalují komponenty, které mohou pocházet od různých dodavatelů.