BMW si patentovalo turbo s elektromotorem

Relativně prosté vylepšení klasického turbodmychadla si patentovala mnichovská automobilka BMW. Její nákrasy ukazují konvenční turbo, na jehož hřídel je převodem připojený elektromotor. Má několik úkolů – zrychlí reakce zařízení, dokáže regulovat jeho otáčky a při té příležitosti přemění energii výfukových plynů, která by jinak přišla vniveč, na elektřinu. Auto pak teoreticky nebude potřebovat alternátor.

Zatím na internetu není víc než pár nákresů pro patentový úřad. Uspořádání systému je však poměrně jasné: turbína a odstředivý kompresor jsou stále umístěny souose na společné hřídeli, která však má dvě spojky, mezi nimiž je na ni připojen elektromotor. Systém tak může v režimu částečné zátěže zcela odpojit kompresor a pouze měnit tlakovou energii na elektřinu. Po přidání plynu naopak dočasně odpojí turbínu a elektromotorem rychle roztočí kompresor – dosáhne tím na turbodmychadlo nebývale rychlé reakce, nebude totiž muset čekat na pozvolný nárůst tlaku výfukových plynů. Nakonec, když tlak ve výfuku dostatečně naroste, spojí se obě spojky a zařízení bude pracovat jako konvenční turbo.Elektromotor navíc podle všeho dokáže sám regulovat otáčky hřídele. BMW se tak zbaví přepouštěcího ventilu (wastegate). Tuto úsporu hmotnosti víc než vyváží nové díly uvnitř turbodmychadla, jenže nezapomínejme na chybějící alternátor. Ve vvýsledku může motor s elektrickým turbem vážit méně než současné jednotky.

Teoreticky jde o zajímavou myšlenku. Elektrické turbo spojuje výhody konvenčního turbodmychadla, elektrického kompresoru a plynové turbíny, recyklující odpadní energii výfukových plynů. Tím, že dokáže tato zařízení v různých režimech po libosti simulovat, navíc eliminuje jejich největší neduhy.

Nevíme však, jak daleko je automobilka s reálnou implementací systému. Patentové nákresy jsou jedna věc, fungující elektrické turbo věc druhá. BMW nemohlo patent získat jen tak, ale spolehlivé, reálně použitelné zařízení kvůli němu mít nemusí. Navrhnout turbo tak, aby elektromotor umístěný v těsné blízkosti rozžhavené turbíny dokázal spolehlivě fungovat alespoň dva roky, bude nejspíš pořádný konstruktérský oříšek.Z patentu není jasné, jak chce BMW řešit problém s otáčkami. Moderní (a nejefektinější) turba se totiž točí rychleji než moderní elektromotory. Zatímco malé pasivní turbo zvládne už desítky let přes dvě stě tisíc otáček za minutu, elektromotory obvykle dosahují sotva čtvrtinové rychlosti. Potenciálním zdrojem problémů je také spojení elektromotoru s hřídelí turba. Pokud by se zařízení točilo stotisíckrát za minutu, bude dělat problémy jakémukoli převodu a ozubená kola si s ním neporadí vůbec.

U BMW jistě vědí, oč se pokouší. Na trhu jsou vysavače, jejichž motory zvládají víc než sto tisíc otáček za minutu, a problém napojení elektromotoru na hřídel turbodmychadla jistě není nepřekonatelný. Navíc, pokud chce BMW ve svým turbem nahradit alternátor, musí systém dodávat relativně dost energie i v nízkých otáčkách. A to znamená použít velkou turbínu. Ta se bude točit pomaleji a její vyšší setrvačnou energii pomůže zkrotit právě elektromotor, když po přidání plynu roztočí celé zařízení dřív, než by umožnil zvolna rostoucí tlak výfukových plynů. Jde jen o to, jak dlouho bude trvat vývoj. Podle některých zpráv bychom se mohli dočkat už na příští M3, kterou chce BMW dostat na trh co nejdřív.

Martin Plaštiak