Ve znamení patnáctistovky: Proč vznikly 1.5 TSI, 1.5 EcoBoost a 1.5 VTEC?

V poslední době se vyrojila celá řada zážehových motorů, jejichž společným znakem je zaokrouhlený zdvihový objem 1,5 litru. Co k této kubatuře automobilky vede? Hrají roli jen výrobní náklady, nebo i něco jiného? A čím se motory jednotlivých automobilek liší? Přinášíme přehled od pěti různých výrobců.

Zážehová „patnáctistovka“ není pod kapotou osobních aut ničím novým. Už za dob hluboké totality poháněla luxusnější verzi starého známého žigulíku. Konkrétně model VAZ 2103, který se od výchozí 2101 nelišil pouze motorem 1.5, ale také lepší výbavou či upraveným „luxusnějším“ vzhledem

Pokud ohlédneme od vozů VAZ, tak v novodobých dějinách je s motorem o objemu 1,5 litru spojována třeba Toyota, a sice už od první generace malého Yarise. V něm čtyřválec 1.5 poháněl sportovní verze T-Sport a v kombinaci s turbodmychadlem vzácnou ostrou variantu Yaris Turbo. A i současný Yaris patnáctistovku nabízí. Motor o objemu 1,5 litru, ovšem diesel, se v 90. letech objevoval i pod kapotami nejmenších modelů skupiny PSA. V následující dekádě pod označením 1.5 dCi jej začal nabízet také Renault/Nissan. A s patnáctistovkou se můžete setkat rovněž pod kapotou vozů Mazda, nejnověji coby nejmenší SkyActiv-G, případně SkyActiv-D.

Sázka na modularitu

Když se podíváte na dnešní automobilový průmysl, rychle zjistíte, že velmi častým slovem je „modulární“. Modulární máme platformy a také poháněcí ústrojí. V obou případech je motivací snaha automobilky ušetřit cenné finanční prostředky, aniž by se to nějak dotklo koncového zákazníka. „Pod sukně“ auta běžný lid nevidí, tak proč toho chytře nevyužít. Že je něco modulární totiž neznamená, že je to také ošizené. Pokud zůstaneme u probírané kubatury, pak takto objemné motory některých výrobců jsou skutečně výsledkem modulárního řešení. Jinde však zdá se nemají s touto populární koncepcí pranic společného. Dále se lze v dané kubatuře setkat s tříválci i čtyřválci.

BMW – polovina šestiválce

Motor o objemu 1,5 litru nabízí od roku 2013 automobilka BMW. Jedná se agregát označený B38A15 nebo K15 ukrývající se se v modelech 118i a 318i a dále v třetí generaci novodobého Mini. V nejvýkonnější podobě pak v supersportovním hybridu i8. Jde o zástupce celé rodiny motorů takzvané řady B, kdy trojka v označení ukazuje na počet válců – tedy 3 a 8 říká, že se jedná o přeplňovaný zážehový motor kombinující přímé vstřikování benzínu s plynule proměnným zdvihem sacích ventilů Valvetronic. Číslovka „15“ značí zaokrouhlený zdvihový objem. Kromě objemu 1,5 litru je totiž agregát B38 k dispozici také v kubatuře 1,2 litru, přičemž se liší jak vrtání, tak i zdvih.

Popisovaná 1.5 je řečeno s trochou nadsázky polovinou řadového šestiválcového třílitru B58. Mají tedy stejně koncipovaný hliníkový blok s válci vytvořenými technologií Twin-Wire ARC (to samé používá Mercedes pod označením Nanoslide). Vrtání 82 mm stejně jako zdvih 94,6 mm mají oba motory rovněž shodné, což mimo jiné znamená, že v jejich útrobách najdete stejné písty a také ojnice. Modulární motory BMW řady B ale mají i jiné identické komponenty. Třeba řešení pohonu rozvodů, vodní pumpu, koncepci sacího potrubí (byť u šestiválce je vlastně dvojnásobně velké), olejové čerpadlo či systém regulace výkonu motoru za pomoci plynule proměnného zdvihu sacích ventilů.

Ford 1.5 EcoBoost – Ve znamení unifikace

První zážehové motory EcoBoost od Fordu se objevily v roce 2010. Menší měl objem 1,6 litru, větší byl dvoulitr. I přes shodné obchodní označení šlo v obou případech o zcela odlišné motory. Menší 1.6 vycházela z řady Sigma, a tudíž dostala rozvody poháněné ozubeným řemenem, zatímco větší dvoulitr byl derivátem pravého duratecu, tedy motorů řady MI5 s rozvody řešenými řetězem.

O dva roky později přidal Ford nejmenší EcoBoost a sice přeplňovaný tříválec o objemu 1,0 litru a o další dva roky později se objevil nový EcoBoost o objemu 1,5 litru. Na rozdíl od BMW je tahle patnáctistovka čtyřválcem. Vnikla úpravou staršího čtyřválce 1.6 EcoBoost, což znamená, že se stále jedná o řadu Sigma. Vrtání se u menšího motoru zvětšilo ze 79 mm na 79,2 mm. Zdvih se snížil z 81,4 na 76,4 mm. Celkově tedy snížení objemu z 1595 cm³ na 1499 cm³. Dle vyjádření Fordu je rozhodnutí pro objem 1,5 litru strategické a týká se také vznětového přeplňovaného čtyřválce (1.5 TDCi).

TEST Ford Focus Red & Black Edition 1.5 EcoBoost – Dravý jen na pohled

Pokud bychom jej opomenuli, tak motivem pro zmenšení objemu na 1,5 litru může být i nižší zákonné pojištění v některých zemích. Dále je to samozřejmě spotřeba paliva, která je ale spíše než výsledkem zmenšení objemu záležitostí modernizace v celé řadě oblastí, jmenovitě třeba v chladicí soustavě. Tou se 1.5 EcoBoost od starší a větší 1.6 odlišuje poměrně výrazně. V nabídce je verze se 110 kW a 134 kW.

Honda 1.5 VTEC Turbo – S tříválcem nemá nic společného

Přeplňovaný zážehový motor o objemu 1,5 litru s přímým vstřikováním nabízí nejnověji také Honda, a to v desáté generaci civicu. Motor tvoří střed mezi nabídkou atmosférického dvoulitru (ne v Evropě) a přeplňovaného tříválcového litru. Na některých trzích se ale stále nabízí starší atmosférická osmnáctistovka. Dle Hondy jde u 1.5 VTEC Turbo spíše o dynamiku než efektivitu.

TEST Exkluzivní jízdní dojmy s Hondou Civic: Co přináší nová generace?

Na rozdíl třeba od BMW ale Honda nespoléhá na modulární koncepci svých pohonných jednotek. Tříválcový přeplňovaný litr je motorem řady P, popisovaná patnáctistovka je zástupcem série L, motor 1.8 vychází z řady R a konečně dvoulitr je derivát agregátů řady K. Čtyři různé objemy, čtyři různé koncepce!

Technicky vzato sice motor 1.5 disponuje technologií proměnného časování rozvodu VTEC, ovšem nejedná se o původní VTEC, umožňující měnit zdvih ventilů. V případě 1.5 VTEC Turbo a na rozdíl od 1.0 VTEC Turbo jde o řešení výhradně s přesuvníky, které „pouze“ umožňují natáčet vzájemně proti sobě vačkové hřídele, jakož i ty vůči klikovému hřídeli. Výkon kulminuje na hodnotě 134 kW.

VW 1.5 TSI – Tady se pro změnu zvětšovalo

Podstatou downsizingu je zmenšování objemu motorů a počtu válců. Třeba v případě motoru Fordu či BMW platí toto beze zbytku. V porovnání s nimi se skupina VW vydala méně obvyklou cestou. Namísto toho aby zmenšili stávající 1.4 TSI z řady EA211, ji o 0,1 litru naopak zvětšily. Spolu s dalšími úpravami tak vznikla řada EA211 „Evo“. Pokud srovnáme základní rozměry, tak vrtání válců se u nového motoru zmenšilo ze 76,5 mm na 74,5 mm. Naopak zdvih se zvýšil poměrně výrazně a to ze 75,6 mm na 85,9 mm. Současně se zvýšil kompresní poměr z 10,5:1 na u přeplňovaného motoru značných 12:5:1. V nabídce jsou verze s 96 kW (dorazí později) a 110 kW.

TEST Vyzkoušeli jsme VW Golf 1.5 TSI Evo. Nový motor je famózně tichý a má říz!

Tento v zásadě na první pohled nesoulad umožnila aplikace Millerova cyklu. Sací ventily se tudíž zavírají mírně opožděně, až když jde píst do kompresního zdvihu. Rozdíl mezi ním a expanzním je doháněn právě přeplňováním. Turbodmychadlo používá vůbec poprvé na takto masivně nasazovaném motoru proměnnou geometrii, dosud vyhrazenou dieselovým agregátům a zážehovým motorů Porsche. Navíc lopatky jsou ovládány dokonce elektromotoricky.

Z dalších technologií zmíníme vypínání prostřední dvojice válců v režimu částečného zatížení ACT či hliníkový blok s plasmovými vnitřními plochami válců (technologie APS). Zvláštností je také použití extrémně nízko viskozitního oleje se specifikací SAE 0W-20. Ten mimochodem používá i tříválec Ford 1.0 EcoBoost. Všechny uvedené parametry slibují vysokou účinnost a tedy velmi dobré hospodaření s palivem. A první jízdní dojmy s novými motory toto více méně potvrzují.

Mazda 1.5 SkyActiv-G – jde to i bez turbodmychadla

Na rozdíl od výše uvedených patnáctistovek si ta od Mazdy v duchu zadání technologie SkyActiv vystačí s atmosférickým plněním. Poprvé se objevila s příchodem současné, tedy třetí generace malé Mazdy 2. V ní je nabízena ve třech výkonových verzích: s 55 kW, 66 kW a 85 kW. Zejména nejvýkonnější verze motoru zaujme poměrně značným měrným výkonem.

Vrtání 74,5 mm stejně jako zdvih 85,8 mm mají všechny verze shodný. Ač se označují jako SkyActiv-G, jsou mezi nimi překvapivě velké technické rozdíly. Pouze obě výkonnější verze mají onen rekordně vysoký kompresní poměr 14:1. Nejslabší varianta se musí spokojit s 12:1. Používá totiž jiné, a tedy konvenčněji řešené výfukové potrubí, kdy svody od jednotlivých válců se spojují v jeden výstupní celek současně (takzvaně 4-1). U variant se 66 kW a 85 kW je použit stejný koncept, jako u většího dvoulitr SkyActiv-G. Čtyři „trubky“ se nejprve spojí do dvou a teprve potom do jedné (4-2-1).

Proměnné časování rozvodu je u verze s 55 kW uplatněno pouze na sací straně, navíc elektrohydraulickým přesuvníkem. Výkonnější verze jej mají také na výfuku, přičemž na sání je použit krokový elektromotor. Systém stop-start u Mazdy nazývaný i-Stop mají všechny verze, avšak originálně řešený systém s kondenzátorem i-ELOOP nabízí pouze ta nejvýkonnější, tedy s 85 kW.

Jak je to s tou účinností

Obecně platí, že motor o stejném zdvihovém objemu, ale s menším počtem válců by měl vykazovat vyšší termodynamickou účinnost. Má totiž výhodnější poměr povrchu válců vůči zdvihovému objemu. Motory s většími písty mají teoretické předpoklady být při jízdě pružnější a tedy poskytovat vysoký točivý moment v nižších otáčkách. Ostatně třeba lodní agregáty jsou toho jasným důkazem, neboť ty používají méně pístů a větší velikosti.

Pokud se však použije motor o stejném počtu válců a podobném objemu při současném použití přeplňování, pak ale všechny teorie o plnění válců a objemové účinnosti, jimž se tak rádi prsí zástupci automobilek, berou za své a to právě z důvodu turbodmychadla. Jeho prostřednictvím totiž dokážeme různé výkyvy spolehlivě dohnat.

Ve finále jde tak hlavně o snahu ušetřit a nabídnout globálně jeden motor stejného objemu, to když třeba v Číně jsou na jednotky s větším objemem než 1,5 litru uvalována vyšší cla.