Martin Vaculík o atmosférických motorech: Budou s námi až do konce!
Nedílnou součástí vývoje pístových spalovacích motorů je nástup přeplňování. Lodě, lokomotivy i stavební a zemědělská technika už roky bez turbodmychadel vůbec neexistují. Část osobních aut však stále vzdoruje. Jaký je důvod?
Přeplňování výfukovým turbodmychadlem zvyšuje účinnost pístového motoru, neboť část potřebné kompresní práce obstará energie emisních plynů, která by jinak neužitečně unikla do výfuku.
Výkon motoru zhruba odpovídá množství vzduchu, který se dostane do válců. Atmosférický motor tak musí mít vyšší objem a kompresní práci kompletně odebere z klikového hřídele a přidá mezi ztráty.
Účinnost pístového stroje, tedy jeho schopnost přeměnit teplo z paliva na práci, pak roste s kompresí. Když dojde ke geometricky dané kompresi, což je poměr objemu nad pístem ve spodní a horní úvrati, připočteme tlak přeplňování, vyjde nám vyšší dynamická komprese, a tedy i vyšší účinnost. Teorie tak zní jednoznačně, přeplňovaný motor je účinnější a není žádný důvod ho nepoužít.
Drahý boj proti klepání
Jenže u benzinových agregátů nám do toho hází vidle takzvané klepání. Vysoké kompresi odpovídá i vysoká teplota. Příliš horkou směs benzinu se vzduchem pak zapálí nejen teplo jiskry, ale i její pouhé světlo, a to třeba naráz v protilehlém místě spalovacího prostoru.
Směs pak nezačíná hořet plynule od svíčky, ale chytne naráz v celém objemu. Tlak ve válci prudce naroste, ale stejně rychle pak i klesne. Nestihne předat pístu svoji energii, svou vysokou maximální hodnotou pak způsobuje excesivní namáhání mechaniky, často i její selhání jako praskání pístů, zadření ložisek klikového hřídele.
Proti klepání lze bojovat snížením předstihu až do záporných hodnot, kdy směs zažehneme už ve chvíli, kdy píst jde opět dolů a teplota klesá. Nebo obohacením směsi. Obojí však jde proti účinnosti.
Ženeme-li tedy plnicí tlak a točivý moment (výkon) příliš vysoko, zároveň se tím začne zhoršovat účinnost přeplňovaného motoru. Tlak zákazníků na dynamiku vozidel tak paradoxně způsobuje, že motory nejsou tak účinné, jak by být mohly. Přeplňovaný motor naladěný na maximální účinnost by neměl hezké výkonové hodnoty.
Tento článek je součástí balíčku AUTO+
Odemkněte si exkluzivní obsah a videa!
