reklama


Technika v automobilech: Objem nahradíš turbem

Technika v automobilech: Objem nahradíš turbem

 
 

Jedním ze základních předpokladů účinnosti motoru je vpravit do něj maximum vzduchu za časovou jednotku. Vhodným způsobem je vytváření přetlaku v sání neboli přeplňování.

Před 20 roky mělo přeplňování příchuť exotiky. Ropa byl levná, emisní normy tolerantní, takže přibýval zdvihový objem a vstřikované palivo. Tomu dnes brání omezování spotřeby, potažmo škodlivých emisí. Dříve se totiž pružnost a bryskní reakce řešily prostým zvýšením dávky paliva, jenže to pak v nedostatku vzduchu při přechodovém režimu neshořelo dokonale. Přehnanými restrikcemi vstřikování ovšem trpí živost i pružnost. Takže se vymýšlejí způsoby, jak dopravit více vzduchu do válců. Relativně nejsnadnější cestou je přeplňování.

To se děje buď pasivně – vhodným tvarováním plnicích otvorů sání (Ram air, většinou u motocyklů), zvyšujících přetlak náporem vzduchu s rostoucí rychlostí, nebo aktivně. K aktivnímu přeplňování se používají výkonné kompresory snášející vysokou zátěž. Ty mohou být poháněné buď mechanicky, přímou vazbou od klikového hřídele či externím zdrojem síly (tzv. kompresory), nepřímo kinetickou energií výfukových plynů (turbokompresory neboli turbodmychadla) či kombinací obojího (pulzní dmychadla).

Významnou pomocí účinnosti je mezichladič (intercooler), snižující teplotu stlačeného vzduchu a tím zvyšující jeho hustotu.

Kompresor

Definice zní takto: soustava pohyblivých, zpravidla rotačních členů stlačujících atmosférický vzduch, poháněných pevným nebo rozpojitelným převodem od motoru, případně samostatným motorkem, většinou elektrickým. Nejběžněji se používá Rootsovo, Eatonovo či Lysholmovo dmychadlo. Všechna jsou principiálně podobná a využívají dva souběžně uložené, proti sobě rotující hřídele. Na nich spočívají vzájemně do sebe zapadající elementy, které se musejí maximálně přiblížit bez dotyku, proto je takový kompresor extrémně náročný na kvalitu a opracování materiálů. Rootsovo a Eatonovo dmychadlo používají souměrné hřídele, Lysholmovo má na jedné straně oblé elementy, zapadající do vybrání v menších segmentech na opačném hřídeli.

Specifickým případem je spirální dmychadlo, používané v osmdesátých a devadesátých letech Volkswagenem (G-dmychadlo). Sestává ze dvou pevných spirálních komor a pohyblivé centrální části, vykonávající pomocí paralelogramu krouživý pohyb bez otáčení. Její křídla před sebou první polovinu otáčky stlačují vzduch a v druhé jej vypouštějí. Výhodou takového řešení je vysoká účinnost a relativně nízké nároky na přesnost opracování, nevýhodou nízká životnost a nákladný servis.

Kompresor se zpravidla umisťuje rovnoběžně s klikovým hřídelem a pohání převodem (většinou řemenovým) mírně do rychla. Někdy pevným (Mini Cooper S první generace), jindy se spojkou (Volkswagen Twincharger), na jejíž dimenzaci a dokonalém sladění závisí funkčnost a spolehlivost celého systému. Výhodou je lineární nárůst přeplňování od volnoběhu, menší tepelné namáhání a snazší implementace, nevýhodou extrémní nároky na jakost výroby a servisní rizika do budoucna. Starší systémy vykazovaly citelně zvýšené mechanické ztráty, což se moderních týká už jen omezeně.

Pulzní membránové čerpadlo

Jeden z nejzajímavějších systémů nabízela v devadesátých letech Mazda (Comprex), v současnosti jej vyrábí firma Rotrex. Spojuje výhody přímého mechanického i nepřímého (výfukovými plyny) pohonu kompresoru, má nižší energetické nároky a požadavky přesného opracování. Nedostatkem jsou zvýšené tendence k mechanickému opotřebení a následné vícenáklady.

Turbodmychadlo

Dělí se na turbínovou a kompresorovou část, spojené hřídelem v ložiskovém pouzdře, pracuje s otáčkami až 240 000/min (běžná je poloviční hodnota) a extrémně se zahřívá (až 700 °C), pročež je chlazeno protékajícím olejem, někdy též chladicí kapalinou. Nejnověji se používají pláště z materiálů schopných trvale odolávat teplotám kolem 1000 stupňů a zvýšit zatížitelnost dmychadla. Turbínu roztáčejí přesně směrované výfukové plyny z jedné nebo dvou (twin scroll) komor. Její dimenze jsou kompromisem mezi požadavky na nízkou setrvačnost (omezuje turboefekt) a vysoký průtok vzduchu (zlepšuje výkon ve vysokých otáčkách). Vhodně je kombinuje například sériově řazená dvojice nestejně velkých turbodmychadel (třeba Opel Insignia BiTurbo), ovšem se zvýšenými náklady.

Turbodmychadlo vykazuje účinnost až 99 %, a navíc zužitkovává odpadní energii. Některá nákladní vozidla (Scania) jej doplňují ještě tzv. turbokompaundní sestavou, kde zbytkovou kinetickou energii výfukových plynů za turbodmychadlem ještě využívá malá turbína, mechanicky spojená s agregátem.

Hlavní nevýhodou turbomotoru je malý kompresní poměr, omezující účinnost v nízkých otáčkách. Tu v současné době řeší variabilní časování a zdvih ventilů, lépe regulující tzv. dynamickou kompresi. Dříve byla turbodmychadla nastavena na plnou hltnost, tedy zvyšovala plnicí tlak až ke jmenovitým otáčkám motoru, ovšem za cenu značné setrvačnosti a z ní plynoucícho turboefektu. Dnes se preferuje účinnost v nižších otáčkách s požadavkem na co nejplošší výkonové křivky. Kromě vyšší zatížitelnosti tomu napomáhá regulace - buď obtoková (wastegate, WGT), nebo variabilní geometrie lopatek statoru (VGT, většinou diesel), zpravidla na výfukové, řidčeji i kompresorové straně. Ta bývá podtlaková (ohrožena zatuhnutím), volitelně se snímačem polohy (přesnější regulace), ideálně elektrickým aktuátorem.

Účinná a dostupná turbodmychadla kralují a v nejbližší době se na tom nic nezmění. Trendem pro blízkou budoucnost je další pokračování downsizingu, používání lehčích rotorů s menším počtem lopatek (Mitsubishi), rozšiřování typu twin scroll, efektivně nahrazujícího paralelní dvojici turbodmychadel (BMW), zkracování přívodního potrubí a ochlazování výfukových plynů v integrovaných svodech (Audi 1,8 TFSI). U turbodieselů bude nadále klesat statický kompresní poměr (Mazda Skyactiv D), a zároveň se šířit variabilní časování i zdvih ventilů. Ten totiž kromě výše zmíněné výhody dokáže omezit i potřebu EGR ventilu.

Rallye Dakar 2017
Spolupracujeme s TipCars.com
Trumpa žaluje bývalá soutěžící jeho reality show za sexuální obtěžování Trumpa žaluje bývalá soutěžící jeho reality show za sexuální obtěžování

Jedna z desítky žen, které dříve obvinily nastupujícího…

Itálii zasáhla série silných zemětřesení, v Římě evakuují metro Itálii zasáhla série silných zemětřesení, v Římě evakuují metro

Střední Itálii postihla série zemětřesení o síle vyšší…

Atomové dělo v Košicích? I to tvrdí nově odtajněné dokumenty CIA Atomové dělo v Košicích? I to tvrdí nově odtajněné dokumenty CIA

Americká Ústřední zpravodajská služba (CIA) zveřejnila na…

Glosa Martina Čabana: Tvář Theresy Mayové Glosa Martina Čabana: Tvář Theresy Mayové

Tvář Theresy Mayové Projev britské premiérky byl hezky…

 
Zdroj: AutoTip
 

Přidat názorDiskuse: Technika v automobilech: Objem nahradíš turbem



reklama


reklama


Doporučujeme
Nové motory Mercedesu: Proč se vrací řadové šestiválce? Nová technika podrobně! Nové motory Mercedesu: Proč se vrací řadové šestiválce?

Od roku 2005 sázel Mercedes-Benz u šestiválců výhradně na…

Kontrolky v autě: Znáte jejich význam? Kontrolky v autě: Znáte jejich význam?

Co který symbol na palubní desce znamená, jsme psali již…

 

AutoRevue
Jaká auta doporučují ve Velké Británii ke koupi? Fotky vítězů 16 kategorií Jaká auta doporučují ve Velké Británii ke koupi? Fotky vítězů 16 kategorií

Už skoro 40 let organizuje britský časopis What Car…

Opel má nový ceník malého SUV Mokka. Začíná na 377 900 Kč Opel má nový ceník malého SUV Mokka. Začíná na 377 900 Kč

Na přelomu roku začal Opel v tuzemsku prodávat…

 






 
Porsche Panamera 4S Diesel – Pětidveřová 911, nebo něco víc?

TEST: Porsche Panamera 4S Diesel – Pětidveřová 911, nebo něco víc?

Dnes 10:51

Druhá generace Porsche Panamera je prezentovaná jako sportovní limuzína. Dokáže však nabídnout nejen dynamické jízdní vlastnosti, ale také komfort?




Blesk.cz

Trafikantka Iveta (46) z Robinsonova ostrova: Náhle ovdověla a zhroutila se

Trafikantka Iveta (46) z Robinsonova ostrova: Náhle…

Trafikantka Iveta Stará (46) je nejstarší ženou v reality show Robinsonův ostrov. Osud se s ní nemazlil. Iveta…

Zloděj odešel naštvaný a s prázdnou: Jeho amatérské počínání natočila kamera

Zloděj odešel naštvaný a s prázdnou: Jeho amatérské…

Po nešikovném „zloději“ pátrá policie. Neznámý muž se vloupal do domu v Hevlínské ulici na Zličíně. Přitom…

 

iSport.cz

Kristýna Plíšková jde na světovou jedničku. Je k poražení, tvrdí

Kristýna Plíšková jde na světovou jedničku. Je k…

PŘÍMO Z MELBOURNE | Plíšková – Kerberová, finále posledního US Open je na programu už ve 3. kole australského…

Finále LM přinese Spartě prestiž i peníze, ale doma si ho nezahraje

Finále LM přinese Spartě prestiž i peníze, ale doma…

První cíl sezony je splněn! Sparta se po vítězství 4:0 nad švédským Växjö v domácí odvetě semifinále hokejové…

 

Reflex.cz

Střední Itálii postihla série silných zemětřesení, v Římě evakuovali metro

Střední Itálii postihla série silných zemětřesení, v…

Střední Itálii dnes postihla série zemětřesení o síle vyšší než pět stupňů. Informovalo o tom seismologické…

Telička byl zvolen jedním z místopředsedů Evropského parlamentu

Telička byl zvolen jedním z místopředsedů Evropského…

Český europoslanec Pavel Telička (za ANO) dnes byl zvolen jedním z místopředsedů Evropského parlamentu. V…

 
 
reklama