Turba a kompresory – o co vlastně jde?
Pozn. redakce 4. 7. 2012: Tenhle článek vyšel na Autowebu před více než pěti lety, přesto bychom si mohli v kostce připomenout, jak vlastně přeplňování funguje.
Určitě jste v mládí měli angličáky, stejně jako já. A že byly vždycky lepší ty s velkým nápisem Turbo? Historie tohoto vynálezu je opravdu zajímavá a skoro stejně stará, jako historie spalovacích motorů. Pokud vás však lekce dějepisu nezajímá, přeskočte následující 4 odstavce.
Už v roce 1885 se pánové Daimler a Diesel zajímají o možnost zvýšení výkonu a snížení spotřeby u svých vynálezů. První turbodmychadlo, poháněné výfukovými plyny, je vyvíjeno mezi lety 1909 a 1915 doktorem Büchim, šéfinženýrem výzkumného oddělení firmy bratří Sulzerů. V roce 1915 navrhuje první prototyp pro dieselové motory, nápad se však nesetkává s pochopením.V roce 1925 ale Büchi konečně skóruje, jeho turbodmychadlo se objevuje v náklaďácích firmy Saurer, dvě německé dieselové lodě jsou také osazeny touto technologií. Díky tomuto úspěchu Büchi prodává licenci spoustě firem po celém světě. Další událostí, která výrazně posunula vývoj tohoto odvětví, je druhá světová válka. Lidé vždy byli nejvynalézavější ve způsobech, jak se navzájem zabíjet.
Odpady těchto vojenských technologií oblažují lidstvo těmi nejlepšími a nejpříjemnějšími věcmi – vzpomeňme si třeba na ARPANET, který se vyvinul v Internet, či GPS navigaci nebo teflonové pánve. Pokrok ve vývoji axiálních a radiálních kompresorů přinesl nové materiály a nové technologie a přeplňování se objevuje ve vojenských letadlech. Důvodem je především větší dostup. Vzhledem k vysokým výškám bylo třeba stlačovat řídký vzduch a turbodmychadla se k tomu ideálně hodila.
Větší producenti automobilových motorů – Volvo, Scania a Cummings začínají experimentovat s přeplňováním v padesátých letech. Díky velikosti celého systému je však přeplňování pro automobily stále v plenkách. V roce 1954 nabízí Volvo první přeplňovaný dieselový náklaďák, který má oproti atmosférické verzi se 150 koňmi výkon 185 koní. V roce 1962 se objevují vozy Chevrolet Corvair Monza a Oldsmobile Jetfire, první osobní automobily, vybavené přeplňováním. Díky nízké spolehlivosti však nezaznamenaly větší úspěch.Po první ropné krizi v roce 1973 prožívají turbodmychadla obrovský boom, slovo turbo se stává velmi populárním. Téměř každá automobilka má ve své nabídce přeplňovaný model, díky nedokonalé technologii se však použití soustředí převážně na dieselové motory pro nákladní vozy. K dalšímu dramatickému průlomu dochází v roce 1978, kdy Mercedes představuje první turbodiesel pro osobní vozy – Mercedes 300 SD, který následuje VW Golf.
Dostáváme se k samotnému principu přeplňování. I malé dítě ví, že čím více vzduchu se dostane do spalovacího prostoru, tím více paliva se s ním smísí a díky tomu se adekvátně zvýší síla motoru. Vzduch se dostane do plnícího sytému, kde je stlačen turbínou – do válců se dostává více vzduchu a paliva. Výfukové plyny pak roztáčejí druhý rotor, jež opět pohání zmíněnou turbínu, která stlačuje vzduch vstupující do válců – a tak pořád dokola. U benzínových motorů je nevýhodou nutnost snížit kompresní poměr, aby se nepoškodil motor. Výsledkem bývá nedostatečný zátah v nízkých otáčkách.
Dieselové motory tímto problémem netrpí. Nárůst tlaku je vyjádřený v pascalech, barech či PSI. U automobilů dosahují hodnoty okolo 0,8 barů.Díky druhé turbíně však účinnost dosahuje zhruba 80 procent. Pokud sundáte nohu z plynu, druhá turbína se zpomalí a dojde ke snížení tlaku, tento problém řeší známé blow-off ventily. Přebytečný vzduch se díky nim vyfoukne zpět do sání či ven z motoru. Pro informaci, jde o tu malou věcičku, která v Rychle a Zběsile dělá typické „Pfsssssssššš.“Turbodmychadlo má však jedu zásadní nevýhodu, komprese vzduchu je přímo úměrná množství vyfukovaného vzduchu. Turbo má sice rozsah otáček 10 až 220 tisíc, ale netočí se vždy stejně rychle. Dokud se otáčky nezvýší, prožíváme takzvaný „turbo lag“ – mezi sešlápnutím plynu a skutečným kopancem do zad (než se turbína roztočí) je vždy určitá prodleva. Dále jsou zde problémy s mazáním, do turbodmychadla proudí obrovské množství oleje a pokud nenecháte turbomotor běžet ještě chvilku po dojetí, zahřátý olej, který ještě neprošel chladičem oleje, se může v rozžhaveném turbodmychadle přepálit. Přitom se může ucpat jeho přívod a velmi závažně poškodit turbodmychadlo.
Kompresor eliminuje prodlevu, která nastává při sešlápnutí plynu. Je napojen přímo na motor, proto se jeho otáčky odvíjí přímo od otáček motoru. Ale napojení na motor samozřejmě vystavuje pohonnou jednotku další zátěži. Například u vozu McLaren SLR odebírá kompresor při plném výkonu 120 koní…
Vývoj přeplňování jde stále dál, různé technologie nadále rozvíjejí jeho výkonnost a použitelnost. Výborným nápadem je například technologie variabilního nastavení lopatek, kterou používá Porsche, či použití turba a Rootsova kompresoru na jednom motoru, jako je tomu u jednotky VW 1.4 TSI.
Spousta výrobců nabízí také turbo-kity, existuje pestrá škála vozů, do kterých se dá zakoupit kompletní sada pro přeplňování. A pokud váš vůz není přímo podporován, dokáží mezeru na trhu určitě zaplnit šikovné ruce a trocha poctivé práce. Například na stránkách firmy Turbonetics se můžete podívat, kolik by se z vašeho motoru dalo po instalaci turba vymáčknout. Rozhodně jde o zajímavou úpravu, elegantnější, než humpolácké a nepraktické vstřikování N2O či známé chipy. Pokud to se zvýšením výkonu myslíte vážně, je čas rozbít prasátko a objednat si pořádný kus železa.
Richard Herbich, autoweb.cz
