Turbobenzínové motory – mýty vs. realita, díl 1.

Na základě mnoha diskuzí na různých automobilových i jiných serverech, kde se v posledních letech téměř každodenně a často zuřivě diskutuje na téma moderních downsizovaných přeplňovaných zážehových motorů (dále TB), jsem se rozhodl, že se na toto téma pokusím podívat hlouběji a šířeji, protože daná problematika mne jako každodenního a dlouholetého uživatele motorů této konstrukce baví a zajímá.

Bohužel, jak vidím ve svém okolí nebo na různých diskuzích, tyto motory jsou z nějakých důvodů stále předmětem několika zásadních automobilových mýtů a klišé, které bych se také pokusil na dalších stránkách šířeji rozebrat. Svět automobilů, stejně jako jiné oblasti našeho života, se neustále mění a tyto změny jsou stále rychlejší a rychlejší, zatímco naše stereotypy myšlení, vnímání nebo rozhodování toto narůstající tempo změn jen stěží sledují, pokud se jim rovnou vnitřně a často naprosto nelogicky nebráníme. A proto bych se chtěl na základě dlouholetých osobních zkušeností i tvrdých statistických faktů na tyto motory podívat v první části svého elaborátu trošku hlouběji snad i objektivněji.

Možná tím přispěji k rozvinutí diskuze, možná někomu pomůžu změnit náhled na tento typ motorů. A protože jsme v Česku, pokusím se vycházet z údajů především koncernových motorů, přičemž tvrdá statistická data o spotřebách čerpám z německého Spritmonitoru, kde u nejoblíbenějších motorizací lze nalézt často stovky spotřeb reálných uživatelů, což je pak údaj více než vypovídající.

Benzín či diesel – toť otázka

Mezi řidiči i automobilovými nadšenci zuří poslední dvě desetiletí neutuchající diskuze o tom, které palivo je to „lepší“. Ve většině případů se bohužel také srovnává nesrovnatelné. Roky 1995 – 2005 (zhruba) byly obdobím, kdy došlo k masivnímu rozvoji především naftových motorů v osobních autech, kdy se z líných, slabých a traktoroidních agregátů díky přeplňování skokově stávaly několikanásobně výkonnější motory. A proti tehdy stále výrazně převažujícím atmosférickým benzínovým motorům, jejichž vývoj byl a je tímto atmosférickým plněním limitován, najednou přinesly skutečně vynikající poměr výkon/spotřeba.

Obdobný vývoj ovšem nastal i u benzínových motorů, jen o něco později, kdy se přidáním turbodmychadla podobně navyšoval výkon (i když ne tak razantně jako u dieselů) a přitom se zlepšovala spotřeba. Takže dnes srovnání benzín/nafta objektivně vychází rozhodně jinak, než před 10-15 lety. Vzhledem k tomu, že nafta má proti benzínu cca o 16% větší hustotu,
a tudíž větší obsah energie při spalování, je pochopitelné, že už jen z tohoto hlediska nebude mít benzínový motor zřejmě nikdy stejnou spotřebu jako diesel, ale tato bude větší. Jenže když srovnáme spotřeby obdobně výkonných motorů shodné konstrukce s turbem, tak výsledek je úplně někde jinde, než když srovnáme přeplňovaný diesel proti atmosférickému benzínu. A bohužel, tento „generační“ rozdíl ve vývoji benzínových a naftových motorů se stále projevuje ve vnímání a srovnávání obou konstrukcí.

Mýtus 1: Spotřeba turbo vs. turbo aneb benzín žere, nafta spoří

Je nesporné, že obě dnešní klíčové konstrukce, tzn. přeplňované, s ohledem na použité palivo mají své základní charakteristiky. Ať už se to týká kultury chodu, hlučnosti, rozsahu použitelných nebo maximálních otáček, obecného průběhu výkonových křivek, spotřeby, chování v zimním období nebo tržní ceny nových vozů. A objektivně jediným z těchto parametrů, ve kterém je dnes přeplňovaný diesel lepší než přeplňovaný benzín, je skutečně pouze spotřeba. Což je ovšem faktor, který je opět historicky s ohledem na naše místní podmínky velmi zrádný a zkreslující, přičemž v obecném povědomí je stále zafixováno, že dieselové motory jsou proti benzínovým, včetně těch přeplňovaných, znatelně úspornější. Je ale tomu skutečně tak?

Ještě na přelomu tisíciletí,u nás byla cena nafty zhruba na 75% ceny benzínu. K tomu také takový přeplňovaný nafťák jezdil se spotřebou na úrovni 75% obdobně výkonného benzínového motoru. Tudíž provoz naftového auta ve spotřebě tehdy znamenal náklad zhruba poloviční proti benzínu. Jenže dnes, se současnou generací TB motorů, je situace naprosto odlišná. Ceny obou paliv jsou prakticky srovnatelné (a to přesto, že spotřební daň vč. DPH na naftu je o 2,30 Kč/l nižší než u benzínu) a rozdíl ve spotřebě se k tomu smrskl zhruba na polovinu. Tudíž v klíčovém parametru – nákladů na spotřebu – se za posledních 15 let rozdíl snížil z 50% o dvě třetiny, na zhruba 15% v průměru.

To, jak se spotřeba v posledních letech u obou konstrukcí přibližovala, je možné zdokumentovat podle Spritmonitoru na podobných motorizacích předokolek v jednotlivých generacích Oktávky (v závorce vždy uvedeno, o kolik je spotřeba naftové verze menší proti benzínu).

Obdobně lze srovnat třeba druhou a třetí generaci Fabie.

Jak je vidět z těchto údajů, u současných přeplňovaných motorů rozdíl ve spotřebě prakticky odpovídá tomu, o kolik je nafta proti benzínu energeticky vydatnější. Navíc je také krásně vidět, že zatímco v posledních letech šel vývoj TB motorů rychle dopředu a jejich spotřeba klesala velmi výrazně, u TD motorů tím, jak je zpřísňována emisní legislativa a tyto motory se tak navěšením různých přídavných systémů (DPF, močovina) stávají prakticky malou chemickou továrnou, je pokles spotřeby výrazně pomalejší a nůžky mezi oběma konstrukcemi se výrazně svírají.

Když porovnáme třeba legendární 1.8T a výkonově i dynamicky srovnatelné současné 1.4TSi, tak za dvě generace Oktávky zde vidíme pokles spotřeby o 22%. Když srovnáme taktéž legendární „sen“ českých řidičů a skutečně tehdejší etalon úsporného provozu – 1.9 TDi 81kW (průměr 5,70) se současnou 1.6 TDi 77kW, tak zde je pokles 5,8%, tudíž pouze čtvrtinový.

Spotřeba turbodieselových motorů a jejich ekonomický provoz při vysokých nájezdech byla v minulosti často rozhodujícím argumentem pro koupi takového auta, což automobilky samozřejmě zohlednily ve svých cenách. I dnes naleznete v cenících jednotlivých automobilek v případě, že srovnáte výkonově obdobný TB a TD motor daného vozu ve srovnatelné výbavě, cenový rozdíl až okolo 60tKč v neprospěch dieselového agregátu. Navíc v případě, že se poohlížíte po výkonnějších verzích TD, které jsou často nabízeny jen ve vyšších dražších výbavách, tak pokud Vám postačuje výbava nižší, je rozdíl proti benzínu
o další desetitisíce větší (např. třeba OIII 1.8 TSi vs. TDi RS). Vyjádřeno jinak, dnes je běžný stav, že za stejné peníze máte na výběr TB motor a proti němu sice úspornější, ale také výrazně slabší diesel.

A protože výkon motoru je také jedním z rozhodujících kritérií pro koupi vozu, je pak otázkou ke zvážení, nakolik je pak efektivní a ekonomický příplatek třeba 60.000+ Kč za nižší spotřebu, když tento se „vrátí“ často až po nájezdu 150.000km. Což pro běžného soukromého majitele často znamená „absolutní nenávratnost“ příplatku za diesel.

Když shrnu výše uvedené, tak je zřejmé, že díky technickému pokroku a vývoji především
u TB motorů v posledních letech a zároveň faktu, že se na našem trhu postupně vyrovnala cena obou paliv, došlo k tomu, že dříve skutečně nákladově propastný rozdíl ve spotřebě diesel vs. benzín se u současných motorů snížil v peněžním vyjádření na jeho zhruba jednu třetinu toho dřívějšího.

Mýtus 2: Přemotorované sekačky

V dnešní době je na diskuzích módní a zřejmě společensky in hovořit o downsizovaných benzínových motorech přehlíživě a opovržlivě ve smyslu nadpisu této části, obvykle ovšem bez osobní zkušenosti.

Když se podíváme na skutečně malé TB motory o objemu 0.9 – 1.2 litru, které ale také nahrazují dřívější základní atmosférické a často velmi líné motorizace okolo 1.4 litru, tak jejich měrný výkon se pohybuje obvykle okolo 70-80kW/l.

Přitom současné nejlepší „spotřební“ atmosférické motory se pohybují lehce na 60kW/l. Což pak mj. i znamená, že to tzv. přemotorování malých TB je proti atmosférickým jednotkám s bídou okolo 25%. A třeba bráno touto optikou, je extrémem na jedné straně velmi přidušená slabší 1.2 TSi minulé generace se 63kW (52,5 kW/l) a na druhé nejsilnější litrový Ecoboost se 103 kW.

Samozřejmě, když vezmeme nejvýkonnější větší TB motory, dostaneme se zde i daleko za hranici 100kW/l (Cupra, Golf R apod.) a třeba zřejmě současné sériové maximum tvoří Peugeot RCZ-R, který z 1.6ky doluje 199kW, tzn. 124kW/l, nebo dvoulitrový Mercedes A AMG 45 (140kW/l) ale i tyto skutečné extrémy znamenají, že proti špičkovým atmosférickým dvousetkoňovým dvoulitrům (např. Renault, Honda, Subaru) jde „jen“ o 90% nárůst výkonu. Když vezmu jako parametr točivý moment, tak u atmosférických jednotek tento bývá až 105 Nm na litr objemu. U TB motorů je pak tato hodnota o 40-100% větší.

Když se podíváme na vývoj TD motorů v posledních 20 letech, tak zde byl jejich vývoj v nárůstu výkonů ve srovnání s TB mnohem překotnější a výraznější, ale přitom stále zůstávají v podvědomí jako nezničitelné držáky a v jejich kontextu se o nějakém přemotorování nemluví, i když je zde mnohem zřejmější. Když vezmeme klasický 1.9 SDi (47kW/125Nm), tak přepočteno na litr jde o 24,7kW a 67Nm. Postavíme-li proti tomu současné nejvýkonnější nafťáky (např. Bi-TDi se 177kW/500Nm od VW nebo třílitr od BMW s 280kW/740Nm), tak zjistíme, že nárůst obou parametrů je díky přeplňování proti atmosférickému základu téměř o 400%.

Je pak skutečně přemotorovanou sekačkou TB motor, který je proti objemově srovnatelnému atmosférickému základu výkonnější typicky o třetinu až polovinu, když TD motory jsou z tohoto pohledu vyhoněné na 2-4 násobek svých atmosférických předchůdců?

Častým argumentem odpůrců TB bývá i namáhání přeplňovaných motorů, ale jak ukazuje příklad dieselových motorů, v dnešní době jsou technické znalosti i možnosti v podobě simulačních a konstrukčních SW nebo vývoji v metalurgii, díky kterým lze vyrobit spolehlivé
a přitom velmi výkonné přeplňované motory pro každodenní používání.

Proto se domnívám, že současné výkony TB nejsou při současných znalostech a dostupných materiálech žádnou zásadní hrozbou z pohledu poruch nebo dokonce destrukce motoru. Alespoň já jsem doposud nezaznamenal informaci o žádném větším problému TB motorů ve smyslu praskajících bloků, hlav nebo ojnic, protože problémy jsou obvykle někde jinde (viz třeba rozvody TSi nebo THP) a nesouvisí s technologií přeplňování.

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. První díl originálního článku najdete zde, celou sérii pak v sekci Technika. (D-F)

Související články: