VW Polo jako rychlostní rekordman: Nabízel unikátní systém přeplňování

V roce 1921 uvedl Mercedes-Benz jako první automobilový výrobce vůz, jehož motor byl přeplňovaný mechanicky poháněným kompresorem. Následovaly takto poháněné závodní automobily charakteristické pro 30. léta minulého století. V případě Mercedesu šlo ovšem o ojedinělý počin, který u silničního auta našel následovníka až v 70. letech u italských značek (konkrétně Abarth a Lancia).

Už o dekádu dříve se však v USA objevily první automobily - u GM (Oldsmobile Jetfire a Chevrolet Corvair Turbo) s motory přeplňovanými turbodmychadlem. Tedy zařízením, které k pohonu využívalo energii výfukových plynů. A tudíž na rozdíl od mechanicky poháněného kompresoru neubíralo motorům výkon. Evropské značky v podobě BMW, Porsche a Saab následovaly v sedmdesátých letech.

Na začátku osmé dekády ale začal u automobilek opět zvýšený zájem o mechanické přeplňování motoru, čili kompresorem. Výsledkem bylo přeplňování Volumex u vozů Lancia Beta či Fiat 131 Supermirafiori. Nešlo o nic jiného než o využití Rootsova dmychadla, tedy systému s dvojicí otočných pístů.

Využijte dávný patent!

Po pionýrských Italech a zejména Lancii nabídl mechanické přeplňování motoru jako druhý Volkswagen. Německá automobilka byla v 80. letech velmi limitována objemy svých motorů, když pro příčnou zástavbu do karoserie byla největším agregátem skromná osmnáctistovka. Proto se hledaly cesty jak dosáhnout vyššího výkonu při použití stávajících agregátů řady EA827 do doby, než se podaří vyvinout větší motor (v tomto případě šestiválec VR6). Nabízelo se přeplňování turbodmychadlem, které však Volkswagen kupodivu nevyužil, a raději se vydal na zcela novou, do té doby neprobádanou cestu.

V roce 1978 někoho u VW napadlo, že by se dalo využít dávného patentu jistého Francouze Louise Creuxe, který si v roce 1903 nechal patentovat zařízení, jehož základem je spirála s lamelami konající ve skříni rotační a zároveň posuvný pohyb, čímž stlačovala vzduch. Dlouhé desítky let ale zůstalo jen u myšlenek. Důvodem byla úroveň tehdy dostupné technologie, která by dokázala takové zařízení vyrobit s uspokojivou přesností a zároveň s požadavkem na patřičnou životnost.

Co znamená G40, později G60

Po sedmi letech vývoje Volkswagen poprvé sklízel plody, byť úroda byla zatím mizivá. Nikoliv však na autě určeném běžným zákazníkům, ale na trojici výše zmíněných a dále zejména aerodynamicky upravených Volkswagenů Polo, které se zúčastnily rekordní jízdy. Nakonec kroužila trojice malých volkswagenů průměrnou rychlostí 130 mph (208 km/h) po dobu 24 hodin, čímž značka vytvořila nový rychlostní rekord.

Za tímto úspěchem stál zejména motor těchto aut. Na pohled obyčejná třináctistovka disponovala výkonem 83 kW, tedy 113 koní. A to zásluhou přeplňování, ukrývajícího se pod tajemným označením G40. Písmenko „G“ svým tvarem připomíná tvar použitého spirálového dmychadla, občas nazývaného také G-dmychadlo. Číslovka „40“ udávala výšku lamel spirály. Sériové Polo G40 se na trhu objevilo o dva roky později.

V následujícím roce (tedy 1988) VW toto zopakoval, ovšem ve větším vydání G60 ve spojení s motorem 1.8 8V, označeným jako PG. A sice v kupé Corrado a dále v Passatu B3 a samozřejmě v Golfu GTI G60, případně v Golfu Rallye. Motor 1.8 s osmi ventily se díky dmychadlu G60 dostal až na výkon 118 kW, tedy rovných 160 koní. Součástí přeplňování G40 a G60 bylo také vyspělé elektronické řízení motoru Digifant, které v sobě zahrnovalo i regulaci plnicího tlaku dmychadla, k čemuž VW použil již dříve nabízené těleso se dvěma škrtícími klapkami doplněné v tomto případě o přemosťovací klapku.

Vysoká účinnost, ale nízké otáčky

Nabízí se otázka, proč se Volkswagen vydal cestou přeplňování spirálovým dmychadlem a raději nepoužil třeba osvědčené turbodmychadlo, případně kompresor typu Roots? Pokud budeme „géčko“, jak jej s oblibou nazývají majitelé vozů VW Corrado, kde tenhle systém nejvíce proslul, porovnávat s kompresorem typu Roots, tak spirálové dmychadlo nabízí asi o 15 procent vyšší účinnost. Navíc spirálové dmychadlo má výhodu také v menších rozměrech, kdy se hmotnost dmychadla pohybuje na hodnotě přibližně 6 kg. Díky tomu se tento kompresor snáze vešel pod kapotu malého Pola G40. V porovnání s turbodmychadlem je zase výhodou nízká teplota a z ní vyplývající důsledky třeba pro motorový olej a jiné.

Volkswagen Corrado slaví 30 let: Zahájilo útok na vrchol!

Jak ale G-dmychadlo vlastně funguje? Výtlačný člen spirálové tvaru s lamelou koná rotační a zároveň posuvný pohyb v radiálně dělené skříni. Rotuje na hřídeli s takzvaným výstředníkem, přičemž tento hlavní nebo také hnací hřídel je spojen krátkým řemenem s menším výstředníkovým pomocným hřídelem. Jak se výtlačný člen tvaru spirály pohybuje v obdobně tvarované skříni (v ní je tvar spirály dosažen lamelami), nasává vzduch na obvodu dmychadla a stlačuje jej k jeho středu, odkud je veden přes chladič stlačeného vzduchu do sání motoru.

Jenže spirálové dmychadlo má také nevýhody. Pro hnací hřídele s výstředníkem platí, že maximální přípustné otáčky jsou zhruba 11 000 za minutu. Jejich další zvýšení obecně vede ke vzniku rezonance (frekvence vlastních kmitů), což má na zařízení destruktivní účinek. V případě VW a jeho G-dmychadla byl pohon od klikového hřídele řešen přes řemen pohonu příslušenství s převodem 2:1. To znamená, že hnací hřídel dmychadla rotoval dvojnásobnými otáčkami než kliková hřídel. Omezení otáček na 11.000 za minutu znamená, že spirálové dmychadlo je zcela nevhodné třeba pro motory závodních automobilů. A jako každý mechanicky poháněný kompresor, také G-dmychadlo odebírá motoru určitý výkon. Dle údajů Volkswagenu to bylo přibližně 14 kW při nejvyšších otáčkách motoru.

Chtělo trochu té péče

Spirálové dmychadlo používala historicky pouze a jen automobilka Volkswagen, a to v letech 1985 až 1993. Tedy pouhých osm let. Proč tak krátce? Odpověď je poměrně jednoduchá. Pokud se zajímáte o auta, možná jste slyšeli, že spirálové dmychadlo nebylo zrovna dlouhověkým zařízením.

Vysoká účinnost dmychadla je dána také velmi malou vůlí mezi lamelami výtlačné části a skříní ve tvaru spirály. Největší problémy byly s opotřebením lamely výtlačné části, která se jednoduše obrušovala o vnitřní části skříně. V extrému docházelo až k poškození skříně dmychadla či dokonce k ulomení části lamely a jejího nasátí motorem – což byla pro motor konečná. U prvních kusů to mohlo být klidně po ujetí několika desítek tisíc kilometrů. Na začátku 90. let se podařilo odolnost zvýšit mimo jiné tím, že už existovala několikerá evoluce spirálového dmychadla, takže třeba Corrado G60 s roku 1992 má dmychadlo mnohem odolnější než třeba Polo G40 z roku 1986.

Příčinou opotřebení ale byla z velké části také neznalost majitelů (provozovatelů) vozidla jistých specifik této techniky, která vyžadovala zvláštní přístup při jízdě. Takto to dnes vidí nadšenci a majitelé VW Corrado. Přitom v návodu k obsluze k vozidlu bylo jasně popsáno, jak s vozem jezdit, aby dmychadlo déle vydrželo. Pokud to majitel dodržoval, nebyl pro něj výjimkou proběh sto šedesát až dvě stě tisíc kilometrů, což platí dvojnásob pro pozdější verze.

Takže jak se mělo jezdit? První zásadou bylo studený motor nevytáčet nad 2500 otáček za minutu. Druhou zásadou bylo použití předepsaného motorového oleje a jeho včasné výměny. A dále také pravidelné, spíše častější výměny sacího filtru, přičemž se musel používat pokud možno originální. Spirálové dmychadlo či přesněji jeho hřídele rotují ve valivých ložiskách (tedy nikoliv v kluzných jako třeba turbodmychadlo). Ta obecně vydrží hodně, avšak jen při správném mazání. Navíc právě vůle v nich měla za následek kontakt lamely se skříní dmychadla.

Hodně „géček“ také majitelé Volkswagenů zničili používáním kitů přímého sání, které jsou obecně pro přeplňovaný motor zcela nevhodné, a dále dmychadlo poškozovala snaha o zvýšení výkonu motoru, při níž přicházela ke slovu montáž takzvané malé řemenice, která měnila převod pohonu od kliky motoru, a tím zvyšovala otáčky výtlačné části (rotoru) dmychadla. Při nejvyšších otáčkách motoru pak bylo docela snadné se dostat přes oněch 11.000 za minutu, které - jak už víte, jsou pro toto dmychadlo kritické.

Lze jej udržet při životě

Nové spirálové dmychadlo lze dodnes sehnat třeba na německé eBay za částky od padesáti do sta tisíc korun. Spíše než to se majitelé „spirálových“ Volkswagenů uchylují k repasi, při níž se mění vždy lamely, ložiska a kroužky. Celé to sesadit ale vyžaduje trochu zkušeností, tudíž ne každý to umí tak, aby to něco vydrželo. V Německu to dnes nabízí několik firem, ale i v Čechách jsou na toto specialisté, sdružení v komunitě příznivců dodnes úžasného kupé Corrado. Za díly pro repasi zaplatíte od čtyř do osmi tisíc korun plus práce, což je vcelku únosné.

Jízda s motorem se spirálovým dmychadlem je dodnes jednoduše úžasná. Tedy pokud „géčko“ přeplňuje tak, jak má, tedy tlakem 0,5 až 0,7 baru při maximálních otáčkách motoru, což lze dokonce ověřit na palubním počítači. Při jízdě vyluzuje „géčko“ zcela specifický zvuk, který u žádného jiného motoru neuslyšíte. Hlavně však nabízí vynikající dynamiku (platí zejména pro G60) zcela srovnatelnou s dnešními moderními přeplňovanými motory. Stejně jako ty motor zabere už v nízkých otáčkách, avšak zcela v rozporu s dnešním downsizingem nechybí lineární zvyšování tahu s otáčkami. Tedy čím více motor točíte, tím více táhne a dynamika je lepší. Agregát navíc nesmírně hbitě reaguje na pohyb vaší pravé nohy (to bývalo pro starší motory VW typické). Prostě úžasné svezení. Snad jen převody jsou možná delší, než by leckdo čekal. Motor G60 byla ale i úsporný, takže i při vysoké rychlosti po dálnici, kdy rychlost často převyšovala 160 km/h, se spotřeba běžně držela do 9 litrů na 100 km.