8.1. 2014 Auto Tip

Přeplňování: Bez nich by nebyl downsizing

 

Zmenšování motorů je trendem doby. Klíčové role zde hrají turbodmychadla a kompresory.

Downsizing v principu znamená zmenšování motorů, které si však musejí zachovat potřebné parametry. Jediným způsobem, jak toho dosáhnout, je použít přeplňování - tedy dodat motoru více vzduchu, než je schopný nasát pouhým podtlakem, vzniklým pohybem pístů do dolní úvrati. V zásadě existují dva odlišné principy. Dnes je zdaleka nejrozšířenější turbodmychadlo, vázané na kinetickou energii výfukových plynů. Druhým principem je mechanicky poháněný kompresor, který je ale v porovnání s turbodmychadlem mnohem starší.

Turbodmychadlo

Prvním silničním uživatelem turbodmychadla se stalo BMW 2002 Turbo, následované Porsche 911 Turbo a Saabem 99 Turbo. V 70. a 80. letech hrálo hlavní roli v honbě za ohromujícími výkony motorů formule 1. Ač se na vozidlech objevilo mnohem později než mechanicky poháněné kompresory, dnes jasně převládá. Jeho dvěma základními celky jsou turbína a dmychadlo (kompresor). Jeho pozdní příchod na scénu souvisí s materiály, které musí vydržet značně vyšší pracovní otáčky rotoru. Ty se pohybují v rozmezí 20 000/min až 160 000/min. To samozřejmě klade značné nároky na přesnost výroby, mazání a rovněž vyvážení hřídele s oběma oběžnými koly (turbína a dmychadlo). Je to o to obtížnější, že pohon výfukovými plyny s sebou přináší také značné teploty v řádu stovek stupňů Celsia.

Tlak je potřeba regulovat

S rostoucími otáčkami motoru roste také kinetická energie výfukových plynů. V praxi by to znamenalo, že by se rotor turbodmychadla točil stále vyššími otáčkami, čímž by rostl plnicí tlak. Aby k výše popsanému nedocházelo, je nutné regulovat otáčky rotoru turbodmychadla (neboli příkon turbíny), a tím i plnicí tlak. Starším způsobem regulace je tzv. waste-gate neboli obtokový kanál. V praxi je to vlastně průřez, jehož otevřením se přemostí komora turbíny, takže výfukové plyny již z větší části neproudí přes ni, nýbrž okolo ní přímo do výfukového potrubí. Zpravidla se jedná o šoupátko ovládané pneumaticko-mechanicky, případně elektropneumaticky. Prvně uvedený případ je nejstarší, nejjednodušší a využívá se k němu přímo plnicí tlak na výstupu z dmychadla (kompresoru). Druhý způsob přinesl nástup řídicí elektroniky do chodu motoru. Ovládací člen je stejný jako v prvním případě, tedy membránou. Ovládací tlak k ní je ovšem řízen tzv. taktovacím elektromagnetickým ventilem. Ten je napojen na řídicí jednotku motoru, takže bere v potaz nejen tlakový spád na vstupní a výstupní straně dmychadla (kompresoru), nýbrž i řadu jiných hodnot.

S variabilní geometrií

Kromě obtoku lze plnicí tlak regulovat (omezovat) také pomocí variabilní geometrie rozváděcích lopatek turbíny, tzv. VGT (Variable Geometry Turbine) nebo také VNT (Variable Nozzle Turbine). Tento způsob se používá hlavně u vznětových motorů, údajně z důvodu nižšího tepelného zatížení horkými plyny. Plnicí tlak je tady řízen pomocí nastavovacích vodicích lopatek turbíny umístěných na jejím statoru. Na rozdíl od waste-gate zde proudí turbínou pořád stejný objem plynu. V regulaci se využívá rovnice kontinuity toku tekutin. Ty totiž proudí tím rychleji (mají vyšší kinetickou energii), čím menší je průřez potrubí. Ovládání lopatek je podobné jako u aktivní regulace plnicího tlaku, popsané výše. Existuje ale také řešení, kdy je mechanismus lopatek spojen přímo s ovládacím krokovým motorkem. To je sice nejpřesnější, ale také nejchoulostivější.


Turbodmychadlo
 

Mechanicky poháněný kompresor

Mechanicky poháněný kompresor má na rozdíl od turbodmychadla nižší pracovní otáčky a rovněž není nadměrně tepelně zatěžován. Jeho příkon ale snižuje účinnost motoru, navíc je dost drahý. Mechanicky poháněných kompresorů existuje mnoho. Dnes nejrozšířenější je Rootsovo dmychadlo. Účinnější, avšak složitější na výrobu je Lysholmův kompresor, lišící se od Rootsova provedením lopatek rotorů. V porovnání s turbodmychadlem je jednou z předností fakt, že mechanicky poháněný kompresor stlačuje vzduch už při nízkých otáčkách motoru, při nichž je většina turbodmychadel neúčinná. Pohon je řešen plochým řemenem zpravidla přes elektromagnetickou spojku, umožňující odpojení kompresoru.

Zvláštnosti

Zatímco výše zmíněný roots a lysholm vypadají na první pohled podobně, existuje ještě řada jiných řešení. Příkladem může být třeba takzvané spirální dmychadlo (kompresor) neboli G-dmychalo. Na přelomu 80. a 90. let se v něm zhlédl Volkswagen. Zkratky G40 a zejména G60 jsou jistě nadšencům dobře známy. Princip se zrodil roku 1905 díky Francouzi L. Creuxovi. Teprve technologická úroveň 80. let ale umožnila takové dmychadlo vyrobit. Ač bylo ze začátku slibné, mj. díky zhruba o 15 procent vyšší účinnosti, než jaké dosahuje kompresor Roots, v praxi kolem něj vznikla řada otazníků. Rok 1993 byl proto v jeho životě posledním. Jiným řešením je tzv. Volumex, uplatňovaný počátkem 80. let Lancií, či přeplňování Comprex, využívající tlakové vlny a používané Mazdou v první polovině 90. let.

Kde dnes najdete kompresor

Audi 3.0 TFSI V6 (roots), Jaguar 3.0 V6 Supercharger (roots), Nissan 1.2 DIG-T (roots), VW/Škoda 1.4 TSI Twincharger kombinaci s turbodmychadlem).


Mechanicky poháněný kompresor
 

Autor: Tomáš Dusil, Auto Tip

Autosalon Frankfurt 2017
Spolupracujeme s TipCars.com
Lesy zvýšily těžbu dřeva, hrubý zisk meziročně vzrostl o osm procent na 3,3 miliardy Lesy zvýšily těžbu dřeva, hrubý zisk meziročně vzrostl o osm procent na 3,3 miliardy

Státnímu podniku Lesy České republiky (LČR) za leden až…

Ceny klasických aut strmě padají, investoři loví jinde Ceny klasických aut strmě padají, investoři loví jinde

Automobilovým průmyslem hýbou změny v cenových hladinách…

OBRAZEM: Podívejte se na hřmící vodopád Dynanji a jeho okolí na západě Islandu OBRAZEM: Podívejte se na hřmící vodopád Dynanji a jeho okolí na západě Islandu

Cesta do severozápadní části Islandu je náročná, ale cíl…

 

Štítky Technika Auto Tip

 







Doporučujeme
Pohon všech kol je stále oblíbenější. Tohle je kompletní nabídka čtyřkolek na trhu! Pohon všech kol je stále oblíbenější. Tohle je kompletní nabídka čtyřkolek na trhu!

Jestliže před deseti lety bylo pohonem všech kol vybaveno…

Víte, jaké palivo v zahraničí natankovat? A jak se vyznat v označení Gazole či Senza Plombo? Víte, jaké palivo v zahraničí natankovat? A jak se vyznat v označení Gazole či Senza Plombo?

Ne ve všech státech Evropské unie se nafta označuje jako…

 

AutoRevue
Bublina možná brzy splaskne. Ceny klasických vozů klesají Bublina možná brzy splaskne. Ceny klasických vozů klesají

Na renomovaném britském automobilovém serveru se objevil…

Nespokojený majitel zapálil sedmičkové BMW před centrálou automobilky. Nespokojený majitel zapálil sedmičkové BMW před centrálou automobilky.

Italský obchodník a dlouholetý majitel vozů BMW…

 





 
Giannini 350 GP Anniversario: Bláznivější limitku jste ještě neviděli!

Giannini 350 GP Anniversario: Bláznivější limitku jste ještě neviděli!

Dnes 12:00

Co vznikne, když malinký Fiat 500 od základů překopáte a napěchujete motorem ze sporťáku? Auto s příslibem velké zábavy!




Blesk.cz

Jan Tříska (80) do Vltavy skočil sám! Pokus o sebevraždu?

Jan Tříska (80) do Vltavy skočil sám! Pokus o sebevraždu?

Okolnosti provázející sobotní skok Jana Třísky (80) do vod Vltavy vzbuzují otázky a provází je jedna záhada za…

Dvořákova Praha vyvrcholila kantátou Te Deum. Festival vážné hudby navštívilo 16 tisíc posluchačů

Dvořákova Praha vyvrcholila kantátou Te Deum.…

Rudolfinum v sobotu večer zaplnili fanoušci vážné hudby, aby se rozloučili s festivalem Dvořákova Praha. Na…

 

iSport.cz

Krmenčík si libuje: Náš fotbal je pastva pro oči. Tabulku střelců neřeší

Krmenčík si libuje: Náš fotbal je pastva pro oči.…

Byl to jeho zápas. Během čtrnácti minut zasunul do sítě Mladé Boleslavi dvě branky. Ve zbytku utkání útočil…

Potlesk vestoje pro legendy. Na čtyřhru s Rafou nezapomenu, zářil Federer

Potlesk vestoje pro legendy. Na čtyřhru s Rafou…

Na tohle celý svět čekal. Roger Federer a Rafael Nadal na jedné straně kurtu, aneb výjimečná premiéra v Praze!…

 

Reflex.cz

Propagace islámu jako nástroj pro zajištění budoucnosti? Turci tomu věří

Propagace islámu jako nástroj pro zajištění…

Jakou má budoucnost Turecko oproti budoucnosti naší Evropy? O tom jsem přemýšlel během své návštěvy Istanbulu,…

Čunek láká filmaře do Zlína. Převlékl se za Jacka Sparrowa a slibuje 10 milionů

Čunek láká filmaře do Zlína. Převlékl se za Jacka…

Zlínský kraj chce do regionu přilákat filmaře. Na dotační program vyčlenil deset milionů korun. Podpořeny budou…