VIDEO: Moderní motor se bez turba neobejde, neničte ho horkem

Honba za vyššími výkony a rychlostí byla hlavním motorem vývoje aut. Obrovský skok v nárůstu výkonu v celé historii přineslo přeplňování motorů, nejčastěji turbodmychadlem. To je dnes hlavním nástrojem pro dolování výkonu z maloobjemových motorů. Bez turba se dnes obejde jen menšina výrobců.

Autotesty

Sledovat další díly na iDNES.tv

Turbodmychadlo, zkráceně turbo, je dnes zcela běžnou součástí soutěžních i civilních motorů. „V zásadě není nijak složité, je ovšem velmi náročné na přesnost výroby,“ vysvětluje Filip Želivský, specialista servisu Škoda TUkas.

Principem přeplňování je dostat do spalovacího prostoru více vzduchu, než by dokázal sám nasát s atmosférickým plněním, a proporcionálně také více paliva, čímž zvýší objemovou účinnost motoru. S turbem lze, ve zkratce, z motoru s menším objemem válců dostat vyšší výkon a točivý moment. Aby byla účinnost ještě lepší, chladí se stlačený vzduch cestou do válců v mezichladiči, neboť čím chladnější směs se zapálí, tím vyšší účinnosti lze dosáhnout.

Stejného základního principu využívá i druhý relativně rozšířený druh přeplňování – mechanický kompresor. Ten je ale poháněn přímým spojením s klikovou hřídelí a motoru tak odebírá část výkonu.

Turbo využívá pro svůj pohon zbytkovou pohybovou energii spalin, jeho práce je tedy „zadarmo“. Ve skutečnosti má dobré turbodmychadlo účinnost asi 55 %, což je na mechanické zařízení velmi dobrá hodnota. Každé turbodmychadlo se skládá z dmychadlové (obvykle z hliníkových slitin) a turbínové (většinou litinové) skříně, v nichž jsou umístěna lopatková kola navzájem propojená hřídelí s ložisky (kluznými, odtud pramení vysoké nároky turbomotorů na kvalitu oleje).

Výfukové plyny roztáčejí turbínu, dmychadlo stlačuje nasávaný vzduch do válců.

Vysoké teploty

Turbodmychadlo pracuje za extrémních teplot, v jeho jádru dosahují i u silničních vozů teploty až 900 °C (zážehové motory), a zatímco běžný civilní motor dosahuje maximálních otáček typicky kolem 6000 za minutu, turbo se běžně točí o několik řádů rychleji (100 – 150 000 ot./min.). Nároky na vyvážení rotujících částí a tedy i přesnost výroby jsou obrovské, stejně tak na teplotní stálost a odolnost materiálů lopatkových kol i skříní turba.

Turbo je tedy výrazně tepelně namáhané, Filip Želivský proto doporučuje po vyjetí nechat motor zahřát a až po dosažení provozní teploty případně naplno využívat plný výkon motoru. Také po dojetí pod zátěží doporučuje odborník nechat motor běžet na volnoběh, aby se dochladil.

Turbodíra

Turbodmychadlo má, kromě celé řady výhod, jednu zásadní principiální nevýhodu vyplývající z využití energie výfukových plynů. Když jich není dostatek, turbo nemá kde brát – potřebuje vyšší otáčky motoru a vyšší průtok výfukem. A čím větší turbo (tj. schopné natlačit do válců více vzduchu pod vyšším tlakem a tím dosáhnout vyššího výkonu motoru), tím více zplodin potřebuje pro svoji činnost. To zapříčiňuje tzv. „turbodíru“, kdy motor před nástupem turba do akce moc nechce jet a pak splašeně zabere. „Sladit správnou velikost turba a plnící tlak s konstrukcí motoru není lehké. Speciálně když se do rovnice přidají další možnosti, jako je vícestupňové přeplňování více turbodmychadly, dmychadla s variabilní geometrií lopatek a mnohé další technické finesy,“ upozorňuje Filip Želivský.

Historie přeplňování motorů turbem sahá hluboko do minulosti, tak překotného rozmachu se ovšem dočkalo až v poslední dekádě. Turbodmychadlo je totiž značně komplexní díl, náročný nejen na přesnost výroby, kvalitu materiálů a sladění se samotným motorem, ale třeba i na používaný olej. Za tak razantní zvýšení výkonu pomocí relativně lehkého a malého zařízení to ovšem stojí.

Dnešní turbodmychadla v osobních vozech již neslouží k maximalizaci výkonu za každou cenu jako v osmdesátých letech minulého století. Stále přidávají výkon a umožňují lehkým a úsporným maloobjemovým motorům dosahovat parametrů dříve vyhrazeným výrazně objemnějším agregátům. Jsou společně s dalšími systémy především optimalizovány pro co nejlepší průběh křivek točivého momentu a výkonu snížené spotřeba paliva. Už nejsou doménou nejvýkonnějších modelů, ale zcela běžnou součástí každodenního motoristického života. Turbodmychadlo tak má motor Fabie i Superbu, přeplňované motory dnes tvoří převahu nabídky většiny v Evropě přítomných automobilek.