Tříválce doprovázejí české řidiče desítky let. Možná jsou Češi díky dvoutaktním tříválcovým wartburgům a škodovkám s tříválci 1,4 TDI a 1,2 HTP v tomto ohledu nejzkušenější. Tři válce ale nejsou jen řešením z nouze.
Zjednodušeně řečeno, zavádět tříválcové motory ve velkém nutí automobilky okolnosti, především tlak na neustálé snižování spotřeby a emisí. Tříválce jsou totiž dnešní požadavky schopny snáze splnit a tím umožňují výrobcům poprat se s nepříznivými předpisy.
Až donedávna byly méně než čtyřválcové motory vyhrazeny pouze malým městským vozům, dnes se však derou v nabídce podstatně výše. A třeba BMW připravuje tříválec, který by se měl dostat pod kapotu nového modelu trojkové řady. I Porsche uvažuje o tříválci jako o základní pohonné jednotce pro budoucí generaci svého boxsteru. To by bylo ještě před několika lety naprosto nepředstavitelné.
Tříválec našich dědůTři válce měl i wartburg - čtěte ZDE |
Výčet nových tříválců začíná být v poslední době pěkně široký. Krom připravovaných jednotek BMW a možná i Porsche jsme se v nedávné minulosti dočkali nového tříválce od Volkswagenu (zatím jen pro řadu Up!), Ford svůj litrový přeplňovaný tříválec EcoBoost nacpe do focusu a následně i řady dalších aut (B-Mac, C-Max, Fiesta i další), GM připravuje nový tříválec, který bude vyrábět a prodávat především v Číně. Volvo připravuje tříválec 1,5 litru (stejný objem jako u BMW), Hyundai a Kia mají od letoška nový tříválec Kappa, prozatím v atmosférické verzi určený pro nejmenší modely. Nissan má nový tříválec neobvyklé konstrukce v nové generaci modelu Micra.
Nejnověji se zbrusu novou tříválcovou jednotkou pochlubil koncern PSA. Motor řady EB bude k mání v několika variantách o objemu 1,0 nebo 1,2 litru o výkonu od 68 do 82 koní. Prozatím bez přeplňování, příchod turbem dopované varianty lze ale očekávat. Korunu všemu nasazuje Fiat, který se rozhodl tříválce vynechat a nabízí rovnou dvouválec, opět v několika variantách.
A to jsou jen malé motory, o jejichž existenci nebo přípravě dnes víme. Různé automobilky ale jistě na vývoji tříválcových jednotek pracují a zatím o tom jenom nemáme zprávy. Proč právě teď, když spalovací motory jsou tu s námi už podstatně déle než 100 let?
Doposud nebyl důvod
Příčina náhlé popularity tříválců není jen jedna, jd to kombinace řady faktorů. Zjednodušeně řečeno ale automobilky dosud neměly k výrobě tříválců mnoho důvodů. V našich končinách zdaleka nejpopulárnější čtyřválcové motory plně dostačovaly pro pohon velmi širokého spektra vozů a automobilky raději používaly osvědčenou a prověřenou koncepci, kterou mohly vyvíjet jen v drobných evolučních krocích.
Jenže v posledních letech automobilky narazily na limity vývoje stávajících motorů. Může za to především Evropská unie a vlastně celosvětový hon za snižováním emisí CO2 a nižší spotřebou paliva. Tříválce jsou jasnou cestou, jak poměrně snadno snížit spotřebu (alespoň tu normovanou). V kombinaci s přeplňováním jsou tak prakticky mantrou současného downsizingu, tedy snižování objemů.
Může za to fyzika
Proč automobilky nejdou cestou maloobjemých čtyřválců s přeplňováním, je celkem jasné. Důvody jsou fyzikální. Tříválce jsou ze své podstaty oproti stejně velkým čtyřválcům úspornější a to především právě v normovaných cyklech, které mají úředníci tak rádi a dovedou přinést snížení spotřeby i v řadě běžných jízdních režimů.
Hlavním důvodem, proč jsou tříválce úspornější, jsou oproti čtyřválcovým motorům nižší třecí ztráty. Pokud ponecháme konstantní zdvih, bude mít čtyřválec oproti tříválci o 16 % větší obvod třecích ploch (součet obvodů všech pístních kroužků) ve válci. Tříválcový motor musí také vynakládat méně energie na pohon rozvodů a dalších částí motoru, což opět přináší určitou úsporu. A třeba Fiat u svého dvouválce tímto způsobem ušetří ještě víc energie. Konstruktéry Fiatu ale ke stavbě dvouválce přiměl i drahý rozvod Multi-Air, který používají. U dvouválcového motoru jednoduše použijí rozvodovou soustavu dvakrát a šetří tím nezanedbatelné částky.
U maloobjemového tříválcového motoru mohou konstruktéři lépe ladit samotný tvar spalovacího prostoru a tím optimalizovat hoření. Dlouholeté zkušenosti říkají, že ideální objem spalovací komory se pohybuje kolem 400 až 500 kubických centimetrů na válec, tolerance je vyšší, takže najdeme čtyřválce s objemem zhruba od 1,2 do 2,4 litru - tedy s 300 – 600 ccm na válec. Motory mimo tuto toleranci bývají ale velkou výjimkou a většinou nevznikly za účelem co nejnižší spotřeby. Mimochodem, z tohoto důvodu bude poměrně zajímavé pozorovat, jak se s konstrukcí nový motorů V6 1,6 litru poperou vývojáři týmů Formule 1.
Motory s méně válci také ztrácejí méně energie přestupem tepla do stěny válců. Celková přestupná plocha je menší než u odpovídajícího čtyřválce. U modelového případu se shodným zdvihem a objemem obou motorů to je tentokrát o 7 % v neprospěch čtyřválce. I to je jeden důvod úspor.
Další nepopiratelnou výhodou tříválců je fakt, že jsou lehčí, a to i přes případnou zástavbu turbodmychadla a vyvažovacího hřídele, který je u tříválce (ale i dvouválce) prakticky nezbytný. I přesto, že má litinový blok, je dvouválcový motor Fiat TwinAir o sedm nebo třináct kilogramů lehčí než čtyřválce 1,2 a 1,4 z řady Fire.
Mají i nevýhody
Tříválcové motory mají i své neduhy, ty se ale většinou konstruktérům daří překonávat, takže výhody převažují. Již jsme zmiňovali nutnost montáže vyvažovacího hřídele, bez kterého by měl tříválec velmi hrubý chod. Na jeho pohon se spotřebuje nějaká energie, kterou motor předtím někde ušetřil. I když třeba Ford u nového tříválec eliminuje vibrace setrvačníkem a Nissan zvolil řešení se závažím na řemenici.
Při srovnání tříválců s přeplňováním s většími atmosférickými čtyřválci o stejném výkonu je zřejmé, že v takovém případě bude potřeba tříválec pro dosažení stejných výkonů více vytáčet. To ale znamená častější zvýšení spotřeby.
Proto jsou tříválce náchylnější na jízdní styl. Majitelé tříválcových benzinových škodovek mohou vyprávět, jak žravý dovede být motor 1,2 HTP ve fabii, obzvláště když ho honí po dálnici. On v ní dovede být žravý vlastně každý motor, ale právě HTP je potřeba pro dosažení alespoň obstojné dynamiky hodně vytáčet a trápit, takže se spotřeba často šplhá do výšin, které by překvapily i majitele atmosférických dvoulitrových čtyřválců.
Jenže v případě HTP a fabie jde spíš o typickou ukázku nevhodné zástavby motoru do auta. HTP je prostě na cokoli jiného než klidné městské popojíždění prostě slabý a fabia příliš těžká. Majitelé přitom auta používají jako univerzální dopravní prostředek a na specifika dané kombinace nedbají.
Že za žravost HTP může hmotnost, dokazuje srovnání průměrné spotřeby fabie s tímto motorem a nové Škody Citigo se zbrusu novým litrovým tříválcem. Základní varianty obou motorů mají výkon 44 kW, ale zatímco fabia váží 1 095 kg, citigo jen 929 kg (854 je oficiální udávaná hodnota bez řidiče). Rozdíl ohromných 166 kilogramů se musí ve spotřebě projevit a zatímco základní citigo jezdí s průměrem 4,5 litru, fabia má průměr papírově na hodnotě 5,5 litru.
Důkazem toho, jak se malý motor s relativně těžkou fabií trápí, je i fakt, že spotřeba silnější 51 kW verze 1,2 HTP zůstává na naprosto shodných hodnotách. Nárůst výkonu je kompenzován tím, že motor nemá s autem tolik práce. To u citigo se nárůst výkonu na spotřebě projeví, 55 kW verze si řekne v průměru o 4,7 litru na 100 kilometrů. Jisté ale je, že u citigo se papírovému údaji půjde přiblížit snáze než u fabie.
Motory pro široké spektrum vozů
Na začátku jsme řekli, že čtyřválce jsou vhodné pro velmi široké spektrum vozů a že výrobci je vlastně chrlili tak nějak ze setrvačnosti. Zcela nově vyvíjené tříválce už ale nejsou často jen zmenšenou verzí svých dospělejších tříválcových motorů, vznikají jako samostatné řady nebo jsou právě součástí širšího spektra nově vznikajících motorů výrobce. Tak je tomu například v případě motorů připravované řady Volvo Environmental Architecture. U ní by měly hrát prim tříválcové jednotky 1,5 litru a čtyřválce 2,0 litru podobného konstrukčního základu.
Je jasné, že maloobjemové atmosférické tříválcové jednotky budou pořád určeny jen k pohonu malých městských vozů a už v autech velikosti fabie budou mít s rozhýbáním vozu co dělat. Ale přeplňované varianty prošpikované další moderní technikou se budou hodit pro pohon velmi širokého spektra vozů. Například zamýšlený tříválec Porsche by měl mít výkon zhruba 200 koní, k podobným hodnotám by se mohly ve špičkových variantách dostat i tříválcové 1,5 litry od BMW.
Motor EcoBoost od Fordu má objem pouhý jeden litr a díky přeplňování dosahuje základního výkonu 74 kW, tedy 100 koní. Tím nahradí dosavadní atmosférickou jedna-šestku. Litrový tříválec ale umí i víc, jeho druhá výkonová varianta nabídne 92 kW, tedy 125 koní a navíc velmi slušných 170 Nm točivého momentu (krátkodobě až 200 Nm s funkcí Overboost). To může bez problémů stačit na slušné rozpohybování i velkého sedanu jakým je mondeo. Není přitom pochyb, že Ford připraví i slabší varianty, které budou vhodné pro aplikace v menších modelech.
Z tříválců (a v případě Fiatu dvouválců) se tak stávají motory pro poměrně široké spektrum vozů. Nepřeplňované verze mohou pohánět základní provedení městských modelů, špičkové přeplňované varianty si bez problémů poradí s autem nižší střední třídy a jako základní pohonné jednotky si mohou troufnout i na třídu střední. Z tříválců se tak šíří svého použití vlastně stávají novodobé čtyřválce.
