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

Spolupracujeme s TipCars.com
Trump: NATO se musí ve stejné míře zaměřit na terorismus i migraci Trump: NATO se musí ve stejné míře zaměřit na terorismus i migraci

Severoatlantická aliance se v budoucnu musí soustředit ve…

Aristokratův návrat: Aston Martin je znovu v zisku Aristokratův návrat: Aston Martin je znovu v zisku

Britský výrobce sportovních automobilů Aston Martin…

Stát vyhrál v kauze podezřelých restitucí, vracet pozemky po Bečvářově velkostatku nemusí Stát vyhrál v kauze podezřelých restitucí, vracet pozemky po Bečvářově velkostatku nemusí

Stát nemusí vydat Emilii Bednářové a dalším restituentům…

 

Štítky Technika Auto Tip

 







Doporučujeme
Špatné držení volantu vás může přijít draho. Podívejte se, jak je to správně! Špatné držení volantu vás může přijít draho. Podívejte se, jak je to správně!

Správné držení volantu je pro bezpečné řízení automobilu…

Vodík kontra akumulátor: Proč je vodík na ústupu? Vodík kontra akumulátor: Proč je vodík na ústupu?

Ještě před deseti lety byl vodík coby palivo v kurzu.…

 

AutoRevue
Legendární Lancia opouští svět aut. 7 milníků, které stojí za připomenutí Legendární Lancia opouští svět aut. 7 milníků, které stojí za připomenutí

Není žádným tajemstvím, že dříve slavná italská…

Frajerské otočení řidič Range Roveru nezvládl. Pokus skončil kotoulem Frajerské otočení řidič Range Roveru nezvládl. Pokus skončil kotoulem

O pojmu J-Turn jste jistě již slyšeli. Jedná se o rychlé…

 






 
BMW řady 8 je venku: Takhle bude vypadat!

BMW řady 8 je venku: Takhle bude vypadat!

Dnes 14:51

Zbrusu nové kupé BMW řady 8, které ideově navazuje na osmičku E31 z let 1989 až 1999, si světovou premiéru odbude už zítra. V předstihu přinášíme první základní info včetně fotek.




Blesk.cz

Trump se Zemanem jsou už v Bruselu. A NATO vstoupí do koalice proti ISIS

Trump se Zemanem jsou už v Bruselu. A NATO vstoupí…

Severoatlantická aliance zesílí svůj příspěvek k boji s terorismem. A vstup NATO do mezinárodní koalice bojující…

Havel milost pro Kajínka skutečně řešil: Na Hrad přišel klíčový svědek, odhalila právnička

Havel milost pro Kajínka skutečně řešil: Na Hrad…

Slíbil Václav Havel Jiřímu Kajínkovi milost, jak propuštěný vězeň tvrdí, nebo ne?! Právnička Lenka Marečková,…

 

iSport.cz

Štěpánek se chystá na návrat: Nikdy se nevzdávej, to mám i na tričku

Štěpánek se chystá na návrat: Nikdy se nevzdávej, to…

Když se v březnu dozvěděl, že ho čeká operace bederní páteře a další měsíce bez tenisu, zase zaťal zuby a pustil…

Vaniak: Náš vyhazov z Plzně? Příprava půdy pro nového trenéra

Vaniak: Náš vyhazov z Plzně? Příprava půdy pro…

Ve Slavii ho fanoušci milovali a přezdívali ho „čaroděj“. Když se ale stal z Martina Vaniaka trenér brankářů,…

 

Reflex.cz

Další trolení Trumpa: Obamův fotograf dělá promo House of Cards

Další trolení Trumpa: Obamův fotograf dělá promo…

Třicátého května vpustí Netflix do světa první díl již páté série populárního seriálu House of Cards. Ta…

Sen se stane skutečností. Sbírka umění, kterou rozprodal Oliver Cromwell, se vrací do Londýna

Sen se stane skutečností. Sbírka umění, kterou…

Když se v roce 2012 procházel ředitel Královské akademie umění Christopher Le Brun po horách s hlavním kurátorem…