Turbobenzínové motory – mýty vs. realita, díl 2.

Parametr spotřeby nalezneme často i ve specializovaných testech nebo médiích, ale podobně jako u dvou předchozích mýtů je vše trošku jinak. Je obecné povědomí, že přeplňované benzínové motory jsou proti atmosférickým agregátům spotřebou velmi citlivé na styl jízdy.

Mýtus 3: Citlivost spotřeby na styl jízdy

Pokud tento parametr chceme objektivně porovnat, tak pak je nutné se podívat na výkonové charakteristiky a jejich průběh u obou konstrukcí. Atmosférický zážehový motor má obvykle velmi plochý průběh točivého momentu v širokém pásmu otáček (2.000 – 6.000), což znamená, že nárůst výkonu je prakticky lineární a bodově obvykle vrcholí někde okolo 6.000 ot. nebo dokonce ještě výše.

TB motor má po „hluché“ fázi nad volnoběhem razantní nástup přeplňování, kdy křivka točivého momentu velmi rychle letí na své maximum, na kterém se drží obvykle do 3.500 – 4.500 ot., kde je většina běžných a dostupných TB motorů elektronicky zařízlá tak, že deklarovaný maximální výkon dosahují běžně už okolo 4.500 ot., a drží jej konstantní často až do 6.000 ot., což lze názorně dokumentovat třeba na současné řadě TSi v OIII.

Zdroj: https://media.skoda-auto.com/en/_layouts/Skoda.PRPortal/pictures.aspx?q=engine&Refiners=5&Category=0&type=0

Výsledkem pak je také rozdílný jízdní projev, kdy zatímco v atmosférickém motoru se musím pro dosažení obstojného výkonu pro akceleraci nebo jízdu v zátěži „podřadit“ do oblasti okolo 4.000 ot., a pro dosažení maximálního výkonu motor vytočit k 6.000 ot., u obdobně výkonného TB se pro stejný jízdní projev stačí pohybovat často jen mezi 2.500 ot. – 4.000 ot. Což znamená, že u TB je výkon díky vysokému krouticímu momentu v nízkých a středních otáčkách mnohem vyšší a zároveň dostupnější, než u atmosférického motoru. A při jeho potřebě stačí někdy dokonce bez podřazování jen šlápnout na plyn. Což je jednoduché, pohodlné a je reálný předpoklad, že pokud průměrný řidič bude jezdit srovnatelným TB a atmosférou, tak rozhodně častěji bude využívat sílu TB „pod plynem“ než podřazovat a vytáčet atmosférický motor, aby dostal na kola srovnatelný výkon.

A to je ten základ údajné zvýšené citlivosti TB na styl jízdy. Protože pokud pojedu s TB v zátěži, a to i jen ve výše zmíněném otáčkové rozpětí 2.500 – 4.000, tak spotřeba skutečně letí raketově nahoru. Ale stejně tak poletí nahoru spotřeba atmosféry, když ji budu pro podobný jízdní projev honit mezi 4.000 – 6.500 ot., jen tento styl jízdy je méně častý, než využívání výkonu u TB.

Mýtus 4: Turbodíra

Velmi častým protiargumentem vůči TB motorům bývá i poukaz na tzv. turbodíru, která jak jsem se již setkal, v přesvědčení a myslích některých dosahuje i 3 sekund (!), takže tyto motory pak „nejdou za plynem“ tak agilně a bleskurychle, jako atmosférické.

Ano, u TB motorů turbodíra samozřejmě existuje, ale často bývá zaměňována s tím, že ve velmi nízkých otáčkách (zhruba do 1.500 – 1.600 ot.) turbo prostě netlačí nebo tlačí jen minimálně, protože objem a tlak výfukových plynů je v těchto otáčkách ještě nedostatečný pro roztočení turbodmychadla. Takže v těchto oblastech je TB motor skutečně líný a jeho reakce na plyn bývají velmi vlažné, protože motor potřebuje delší dobu, aby se „nadechl“

a dostal se do otáček, kde již turbo může pracovat. Jenže zároveň se také jedná o rozsah otáček, který rozhodně není „zdravý“ pro žádný jiný motor, ať už se jedná o TD nebo atmosférický zážehový, pokud je daný motor v zátěži nebo po něm chceme zásadnější akceleraci. Pro řidiče, který má svůj motor aspoň trochu rád a poslouchá ho, tak tato skutečnost nepředstavuje zásadní problém, protože se jí vyhne logickým podřazením, kdy se dostane do vyšších a pro motor v zátěži vhodnějších otáček.

Určitá turbodíra ovšem existuje i ve vyšších otáčkách, ale její velikost, resp. prodleva motoru od přidání plynu po plný dostupný výkon při daných otáčkách se zkracuje s tím, jak roste zátěž motoru, nebo rostou otáčky. Při pohodové pianko jízdě okolo 1.800 – 2.000 ot. ji samozřejmě ještě zaznamenáte, ale u některých motorů už okolo 2.500 ot. je reakce na plyn téměř bezprostřední, resp. turbodíra je otázkou několika desetin sekundy. A pokud pojedete sportovně a nadoraz ve vyšších otáčkách, tak tam už žádná turbodíra není tématem, protože motor je v trvalém zátahu a je to pak spíše o vašem řidičském umění rychle řadit, než že by vás v jízdě omezovala již zanedbatelné zpoždění turba.

A do budoucna, jak už ukazují první vlaštovky, bude tento problém zřejmě řešen elektrickým pohonem turba místo využití výfukových plynů.

Mýtus 5: Dochlazování turba

Jako objektivní nevýhoda turba a strašák bývá zmiňována i potřeba jeho údajného dochlazování. Je ale potřeba také zmínit, že se jedná o skutečně výjimečné případy, kdy jedete naprosto brutálně s motorem vytočeným do oblasti maximálního výkonu, který navíc skutečně využíváte, tzn. jedete na nejvyšší rychlostní stupně (protože ty nižší „přetočíte“ během pár sekund a pak každý normální řidič přeřadí) a následně během pár sekund dupnutím na brzdy zastavíte a vypnete motor.

Ano, v takovém případě asi turbo, zahřáté na velmi vysoké teploty bez možnosti ochlazení, asi dostane zabrat. Ale takový způsob jízdy asi není také úplně normální a u současných aut si dokážu představit prakticky jen to, že se „řítíte“ 180+ po dálnici (a to ještě jen se slabšími TB, pro ty silnější, tzn. od 100kW nahoru, to žádná zásadní zátěž a „řícení“ není) a pak doslova vletíte odbočovacím pruhem na benzinku.

Při běžné jízdě totiž turbo tlačí pouze zlomek svého potenciálu a plný potenciál využití výkonu a tlaku turba je naprosto výjimečnou situací. Obvykle také velmi krátkou, v řádu sekund. Navíc, turbo se bez zátěže velmi rychle ochlazuje proudícím vzduchem, tzn. i při rychlé dálniční jízdě se dostatečně ochladí během „normálního“ zastavení. A při jízdě ve městě nebo na okreskách si při dnešním provozu a i při výrazném překračování rychlostních limitů skutečně nedokážu představit jízdu, kdy jakékoliv, i to nejslabší, turbo dokážete znatelně zahřát, s následnou bezodkladnou potřebou okamžitého zastavení a vypnutí motoru, který dostává díky své hmotnosti a tepelné kapacitě a její setrvačnosti ještě větší šoky, a to včetně těch atmosférických.

Z tohoto pohledu vidím jako větší problém situaci zcela opačnou, a to pro všechny konstrukce motorů. A to tu, kdy s nedostatečně zahřátým motorem (popř. i turbem), kdy nejsou kvůli rozdílné tepelné roztažnosti různých materiálů vymezeny příslušné provozní vůle, kdy olej není zahřátý na optimální teplotu a je výrazně hustší, než odpovídá provozní teplotě, požadujete po motoru plný výkon. To je vzhledem k nějakému teoretickému „přehřátí turba“ situace mnohem častější a dochází při ní (mimo znatelně zvýšené spotřeby) k extrémnímu opotřebení a namáhání motoru.

Mýtus 6: Downsizing nefunguje

Podobně opakovaným argumentem odpůrců TB motorů bývá to, že tzv. downsizing proti atmosférickým jednotkám nefunguje ve smyslu snížení spotřeby. Zde se opět stačí podívat na statistická data a realita je zřejmá. Sic se často významně liší dle jednotlivého výrobce nebo konkrétního typu motoru, ale trend je jednoznačný.

Zde namátkou pár srovnání spotřeby aut stejné generace s obdobnými motory obou konstrukcí:

Jak je vidět na těchto údajích, srovnatelně výkonné přeplňované motory proti obdobným atmosférám přinášejí zhruba 10% úsporu paliva. Jenže k tomu navíc obvykle také mnohem lepší průběh výkonu v nízkých a středních otáčkách (o tom o něco později), takže pro mnoho řidičů se pak takový motor chová v běžném otáčkovém spektru jako o třídu výkonnější s tím, že je i uživatelsky přívětivější.

I když se v absolutním vyjádření 10% úspora paliva jeví jako zanedbatelná, je potřebné si uvědomit, že ji nelze jednoduše srovnávat vzhledem k nule. Za současného stavu poznání a při dnešních technických možnostech, měřeno ovšem i finančním pohledem, jsme schopni vyrobit auto, které při plynulé jízdě nějakou rozumnou rychlostí bude jezdit za 3 (?) litry benzínu. Valivý odpor, třecí odpory, odpor vzduchu apod. zde jsou stále, stejně jako změny v rychlosti jízdy, v profilu trati, prodlevy, stání, neefektivní a neekonomická jízda jednotlivých řidičů atd. A tak jde jen o to, jak se danému maximálnímu potenciálu postupně reálně přibližujeme. Takže pokud z „potenciálu úspory“ jen použitím mírně jiné konstrukce motoru najednou ubereme téměř skokově 15% – 20%, tak jde podle mne o významný posun.

24.04.2016 TesnaV

Článek je zkrácenou verzí série článků o turbomotorech zveřejněných na serveru Octaviaclub.cz, který byl pro naše účely autorem upraven a zkrácen. Celou sérii najdete v sekci Technika. (D-F)

Související články: