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
Světová banka: Argentina nedovoleně znárodnila aerolinky, musí zaplatit vysoké odškodné Světová banka: Argentina nedovoleně znárodnila aerolinky, musí zaplatit vysoké odškodné

Arbitrážní tribunál Světové banky nařídil Argentině…

Ať se výrobci robotů inspirují v letectví a zavedou etické černé skříňky, nabádají vědci Ať se výrobci robotů inspirují v letectví a zavedou etické černé skříňky, nabádají vědci

Stejně jako každé letadlo nahrává letová data do černé…

V Česku jezdí stále starší ojetá auta, většina je turbodieselů V Česku jezdí stále starší ojetá auta, většina je turbodieselů

Společnost Cebia analyzovala současnou podobu trhu s…

 

Štítky Technika Auto Tip

 







Doporučujeme
Když policista řídí provoz na křižovatce. Víte, co znamenají jeho gesta? Když policista řídí provoz na křižovatce. Víte, co znamenají jeho gesta?

Policista řídící provoz na křižovatce mnohé řidiče mate.…

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
5W, 10W nebo něco jiného? Opravdu víte vše o motorovém oleji? 5W, 10W nebo něco jiného? Opravdu víte vše o motorovém oleji?

Mechanická konstrukce automobilu se dá s nadsázkou…

Honda Civic se vrátila k poctivé technice. Řidičům se musí líbit Honda Civic se vrátila k poctivé technice. Řidičům se musí líbit

Desátá generace Hondy Civic je pořádný kus auta.…

 





 
Vozy Lada byly v 80. letech téměř nadpozemské. Létaly vzduchem a jezdily vodou!

Vozy Lada byly v 80. letech téměř nadpozemské. Létaly vzduchem a jezdily vodou!

Včera

Automobily ruské značky VAZ u nás dobře známe z let minulých. Rusové samozřejmě svá auta nabízeli také na západních trzích, o čemž mimo jiné svědčí dobová britská reklama na modelový rok 1980.




Blesk.cz

Darina Rolins tři čtvrtě roku po smrti Skallové (†36): Smíření hledám každý den...

Darina Rolins tři čtvrtě roku po smrti Skallové…

Zhruba tři čtvrtě roku uběhlo od smrti manažerky Dary Rolins (44) Evy Skallové (†36). Zpěvačka byla s Evou velmi…

Školačku Lindu (16) našli mezi hrdlořezy ISIS: Nejspíš ji čeká soud

Školačku Lindu (16) našli mezi hrdlořezy ISIS:…

V severoiráckém městě Mosulu osvobozeném z rukou radikálů z organizace Islámský stát (IS) našly vládní jednotky…

 

iSport.cz

Kreuziger si časovku užil, bál se sjezdu. Role mentora na Tour ho baví

Kreuziger si časovku užil, bál se sjezdu. Role…

PŘÍMO Z FRANCIE | Dojel zpocený, jako by ho někdo polil kýblem vody, ale usmíval se, a dá se říct, že časovku na…

Hejkal otevřeně: Spartu položil odchod Dočkala, s Konatém to byla chyba

Hejkal otevřeně: Spartu položil odchod Dočkala, s…

Dělali jsme chyby a byli neúspěšní. Tak si vysvětluje konec ve Spartě Stanislav Hejkal, donedávna asistent…

 

Reflex.cz

Táhněte do prdele, nadávala žena muslimce. Pak ji zkopala a škrtila. Incident řeší policie

Táhněte do prdele, nadávala žena muslimce. Pak ji…

V úterý tu ještě nebyla ani noha, ve středu už bylo celkem plno. Řeč je o koupališti Divoká Šárka,v jehož…

Deník Colours of Ostrava: Příběh ukradeného filmu

Deník Colours of Ostrava: Příběh ukradeného filmu

Uhlobaron Ptáček v Cimrmanově hře Vizionář přijímá informaci, že by mu někdo mohl vzít důl, s krajní nedůvěrou.…