Automobily | Motory

Spalovací motory mohou přežít další škrcení emisních limitů. Spásu nabízí turbo z Brna

Stále sílící tlak na snižování emisí CO2 nutí výrobce spalovacích motorů hledat nové cesty, jak se do zpřísňujících se limitů vejít. A velkou nadějí jsou pro ně turbodmychadla, která dokážou efektivitu spalovacích motorů významně zvýšit. Největší světový výrobce turbodmychadel Garrett nyní poodhalil, jaké rezervy ještě jsou a co se dá ze spalovacích motorů ještě vymáčknout.

Více výkonu, méně emisí

Dříve se „turbo“ využívalo především ke zvyšování výkonů motorů, dnes se ale upíná větší pozornost na celkovou efektivitu a součinnou schopnost snížit emise škodlivin. Právě „turbo“ se významně zasluhuje o to, že spalovací motory mohou splnit emisní limity a i při nižším objemu válců. Při nižší spotřebě benzínu či nafty a tím i snížené emisi škodlivin dokáže z motoru vytáhnout více výkonu. 

Podívejte se v galerii výše na vývoj turbodmychadel v Brně

Turbodmychadlo dokáže významně zvýšit efektivitu motoru tím, že energii výfukových plynů využije ke zvýšení tlaku vzduchu, který jde do sání motoru. V základním principu je turbodmychadlo čistě mechanická záležitost. Na výfukovém potrubí je instalovaná turbína, kterou odcházející plyny roztáčí a na stejné hřídeli je kompresor, který vzduch žene pod tlakem do motoru.

Už v základu je to technologicky obdivuhodné zařízení, protože se jedná o vysokootáčkové zařízení, které přitom dosahuje velmi vysokých teplot. Nároky na materiály a zpracování jsou obrovské. A spočítat a nasimulovat, co v takových podmínkách zažívá například jedna lopatka turbíny, to je záležitost velmi náročných výpočtů.

Co to obnáší v číslech si můžete prohlédnout v infografice:

Klepněte pro větší obrázek 
Červeně jsou uvedeny špičkové parametry turbodmychadel, která v Garrettu reálně vyrábějí, zeleně pak zajímavá hodnota pro srovnání

Jenže to je stále jen základní koncepce. V Garrettu teď ale vyvinuli tzv. elektrické turbo, které vychází z principu klasického turbodmychadla, ale k turbíně a kompresoru je vřazen ještě elektrický motor, respektive generátor. Když se k tomu přidá chytré elektronické řízení, je výsledkem ještě daleko účinnější řešení.

Elektrické turbo jde ještě dál

Vřazený elektrický pohon zajistí daleko rychlejší náběh na optimální otáčky, a to už během doby, kdy se při akceleraci spalovací motor teprve rozjíždí z volnoběžných otáček. Díky tomu je odpadne znatelné prodlení mezi tím, kdy řidič automobilu zmáčkne pedál plynu a okamžikem, kdy motor zareaguje maximálním tahem při dosažení pracovních otáček turba. 

Elektrický pohon napomůže i následné regulaci a zvýšení efektivity běhu motoru. A dokáže fungovat i naopak - pokud zrovna není potřeba energie pro zásobení kompresoru, naběhne do režimu generátoru a dokáže tak energii z výfukových plynů přeměnit na elektrickou a tou dobíjet akumulátor ve vozidle. Je to tedy ideální řešení pro plug-in hybridy. 

Co to konkrétně přinese v praxi ukázal Garrett na prezentaci v Brně, kde poprvé v Evropě předvedl upravené Audi Q7 s dvoulitrovým benzínovým motorem 2.0 TFSI. Tento motor má standardně výkon 185 kW, točivý moment 380 Nm a plní emisní normu Euro 6. Když namísto standardního turba nasadili prototyp elektrického turba, výkon stoupl na 215 kW, točivý moment na 420 Nm a motor rázem plní o třídu vyšší emisní normu Euro 7. 

Klepněte pro větší obrázek 
V této Audině vyměnili běžné turbo za elektrické. Motor rázem plní o třídu přísnější emisní normu a je přitom výkonnější

Je to názorná ukázka, že spalovací motory mají ještě skrytý potenciál. A ačkoli se z dlouhodobého hlediska jeví, že budoucnost patří čistě elektrickým automobilům, je zřejmé, že to bude přechod pozvolný a bude probíhat ještě několik desetiletí. Během té doby se bude rozvíjet nejenom elektromobilita, ale také stávající spalovací motory. A příklad s elektrickým turbodmychadlem ukazuje, že možnosti stále ještě jsou. 

Elektrická turbodmychadla se bezpochyby dostanou i do běžné automobilové produkce. Garrett spolupracuje téměř se všemi nejvýznamnějšími automobilkami na světě a spolupracuje s nimi na vývoji. Týká se to přitom jak osobních automobilů, tak nákladních. 

Turbo i pro auta na vodík

Firma ale okrajově zmínila i své angažmá v elektromobilech, konkrétně ve vozech s vodíkovými palivovými články. Do těchto aut se „tankuje“ vodík, který následně v palivovém článku reaguje s kyslíkem a výsledkem je elektrická energie využitelná pro elektromotor. Z výfuku přitom odchází jen čistá voda. Garrett vyvinul vzduchový kompresor pro palivové články, který dodá vzduch do článku pod optimálním tlakem a tím zvýší jeho účinnost. Pokud se někdy vodíková auta prosadí, je tedy dost možné, že budou mít také své „turbo“. 

Na závěr ještě překvapující informace o samotné firmě. Pro fandy motoristického sportu je Garrett jméno známé, vyvíjí totiž turba i pro Formule 1 nebo monoposty závodů Le Mans, nehledě na sportovně laděná turbodmychadla pro produkční motory. Do automobilek dodávají 50 tisíc turbodmychadel denně. Firma působí globálně a po světě má 5 vývojových center. To největší z nich je v Brně v průmyslové zóně na Černovické terase. 

Jak to v brněnském vývojovém centru vypadá, na to se můžete podívat v komentované galerii výše.

Auta na vodík

Automobily s vodíkovými palivovými články se jeví jako možná alternativa k bateriovým elektromobilům. Co je lepší? Tím jsme se na VTM.cz intenzivně zabývali celý týden a vznikl z toho miniseriál článků plných zajímavých informací:

Diskuze (244) Další článek: Můžete si dát až 25 káv denně. Nová studie tvrdí, že to není pro srdce nebezpečné

Témata článku: Evropa, Automobily, Brno, SOB Top, Motory, Téma, Auta na vodík, Škrcení, Náběh, Vodíková, Motor, Le Mans, Snižování emisí, Turbodmychadlo, Černovická terasa, Turbo, Efektivita, Kompresor, Spalovací motor, Garrett, Emisní limit


Určitě si přečtěte

Apple má šanci definitivně se uzamknout. macOS byl na jeho poměry až příliš otevřený

Apple má šanci definitivně se uzamknout. macOS byl na jeho poměry až příliš otevřený

** Apple, vývojáře i uživatele rozhodně nečekají dva roky prázdnin ** macOS se může uzavřít podobně jako iOS a iPadOS ** Přechod na Arm znamená stopku pro hackintoshe

Lukáš Václavík | 102

Jak nahradit webkameru: jde to telefonem, zadarmo a s lepším obrazem

Jak nahradit webkameru: jde to telefonem, zadarmo a s lepším obrazem

** Koronavirus donutil mnohé zaměstnance pracovat z domova ** V souvislosti s tím vzrostla poptávka po webových kamerách ** Webkameru ale nemusíte kupovat – stačí mobil a aplikace!

Karel Kilián | 15

Nové názvy, upravený vývoj. Microsoft ukázal, jak teď bude vydávat Windows 10

Nové názvy, upravený vývoj. Microsoft ukázal, jak teď bude vydávat Windows 10

** Podzimní vydání Windows 10 přinese jen minimum novinek ** Aktualizace ponese formální označení 20H2 ** Microsoft mění názvy v programu Windows Insider

Lukáš Václavík | 17

Teachable Machine: Umělá inteligence za pět minut i bez doktorátu z ČVUT

Teachable Machine: Umělá inteligence za pět minut i bez doktorátu z ČVUT

** Pochopit techniky a principy A.I. je složité ** Ale nebojte, jde to i bez doktorátu z IT a matematiky ** Vyzkoušíme generátor neuronových sítí od Googlu

Jakub Čížek | 10

Nejlepší programy z roku 2000: Další várka zapomenutých legend, které jste měli v PC

Nejlepší programy z roku 2000: Další várka zapomenutých legend, které jste měli v PC

** Pokračujeme ve vzpomínání na prehistorické programy ** Pročetli jsme vaše tipy v diskuzi ** A všechny ty vykopávky spustili na Windows 2000

Jakub Čížek | 72

Nejlepší programy z roku 2000: Podívejte se, bez čeho jste tehdy vůbec nemohli fungovat!

Nejlepší programy z roku 2000: Podívejte se, bez čeho jste tehdy vůbec nemohli fungovat!

** Dnes už skoro všechno uděláte ve webovém prohlížeči a na mobilu ** Před dvaceti lety to ale bylo jiné ** Zavzpomínejte na legendy, které jste pravděpodobně také používali

Jakub Čížek | 122

AR není ani po letech žádný trhák. Teď to zkusí Hybri, který svleče vaše kamarádky

AR není ani po letech žádný trhák. Teď to zkusí Hybri, který svleče vaše kamarádky

** Rozšířené realitě i po letech chybí praktické využití ** Selhaly mobilní aplikace i AR brýle ** Floridské studio to proto zkusí přes bizarní erotiku Hybri

Jakub Čížek | 18