Autoforum

/

Foto: Archiv Autoforum.cz

Benzínové motory s atmosferickým plněním ustoupily turbům extrémním tempem a dnes jsou v nabídce jakékoli značky raritou. Proč se to muselo stát?

V posledních letech jsme byli svědky extrémně rychlého a téměř úplného přechodu evropských automobilek k přeplňování. U dieselů se to stalo už dávno, od přelomu minulé a této dekády výrobci jako zběsilí pěchují turbodmychadla pod kapoty aut s benzínovými motory. A to tak rychle, že atmosférický motor je dnes u nového vozu naprostou raritou.

Ohromná rychlost a nesmlouvavost tohoto procesu je nejlépe vidět na příkladu BMW. To už léta nenabízí jediný atmosféricky plněný benzin, přitom ještě před 10 léty byl v jeho nabídce raritou ten přeplňovaný. Počet turbodmychadel pod kapotou BMW je různý, můžete mít jedno, dvě, tři či dokonce čtyři turba, ale nikoliv žádné. A není tomu tak dávno, co se Mnichov dušoval, že po přeplňování nikdy nesáhne přinejmenším u vozů divize M. Podívejte se na jeho nabídku nyní - ani od divize M nedostanete jedinou atmosféru, pod kapotou M3, M4, M5, M6, X5 M i X6 M je přeplňovaný šesti- nebo osmiválec.

Zrovna BMW tímto krokem uškodilo i samo sobě, protože v minulosti stavělo jedny z nejlepších atmosférických motorů na světě. Na tomhle se shodují nejen fanoušci, ale i někteří konkurenti v oboru či odborní porotci anket o nejlepší motory světa. Současné přeplňované jednotky BMW oproti tomu nejsou až na výjimky ničím pozoruhodné - z výhody je rázem nevýhoda, automobilka dostává výprask na hřišti, na kterém kdysi nebyla k poražení. Nezdá se ovšem, že by to v Mnichově komukoli vadilo.

Také Audi dnes již považuje atmosférické plnění benzínového motoru za „okrajovou technologii”. Poslední model čtyř kruhů, který ještě lze s atmosférickým motorem koupit, je supersportovní R8 V10, což lze stěží označit za hlavní součást nabídky. A třebaže tento motor je tak přesvědčivý, že se může turbům ve většině myslitelných ohledů ukazuje zrcadlo jejich marnosti, je jen otázkou času, než z nabídky Audi vymizí i ten.

Mercedes už tento proces dokončil - u AMG vládnou turbodmychadla již delší dobu, posledním AMG bez přeplňování bylo C 63 AMG Coupe předchozí generace. A i pod kapotami „civilních” variant benzínové atmosféry ustoupily nucenému plnění stejně intenzivně jako jinde. Porsche s faceliftem současné 911 dalo atmosférám též sbohem a drží je nad vodou jen u několika málo verzí, třebaže přechod na turba má ohromná negativa. A Ferrari též před léty zahájilo novou turboéru, i když si je vědomo, že turba jsou špatné řešení.

Přesun k přeplňování proběhl až neuvěřitelnou rychlostí a jakousi dokonavostí, až se člověk musí ptát, jak se to vůbec mohlo stát. Jak se po tolika dekádách a několika turboérách stalo, že atmosféry rázem nejsou ani alternativou, nejsou prakticky ničím. Za vším hledej ženu? Možná příště, tento směr vývoje prosazují zejména nadnárodní, ale i národní vlády a vládní organizace, které chtějí od stolu zlepšit svět - na Starém kontinentu to je zejména EU, ale zbytek světa na tom není o tolik lépe.

Začalo to už Kjótským protokolem v roce 1992, který hovořil o snížení emisí do roku 2012 o osm procent oproti úrovním 90. let. Právě to vedlo ke vzniku emisní normy Euro I v roce 1993 a postupně i dalších jejích generací. Normy Euro se nicméně týkaly a stále týkají zejména emisí oxidů dusíku a do jisté míry i pevných částic, takže byly zprvu mířeny zejména na dieselové motory v osobních automobilech. Ty tedy právě z tohoto důvodu postupně začaly využívat přeplňování, a to úplně všechny - atmosféricky plněný diesel je dnes v osobním autě v Evropě neexistující věc.

Později ovšem nové normy Evropské unie začaly limitovat i oxid uhličitý, plyn v až démonizovaný v souvislosti s probíhajícími změnami klimatu. Aktuálně platné normy hovoří o hodnotě 130 g CO2/km, kterého musí dosáhnout nabídka automobilky v průměru. Za překročení se platí velmi vysoké pokuty, které by ve finále musely jít z kapes zákazníků. Pro rok 2020 je stanovena hodnota 95 gramů.

Emise CO2 vznikají při spalování všech uhlíkatých paliv, tedy i benzínu a nafty, a jsou přímo úměrné spotřebě - čím více spálíte, tím více CO2 vypustíte do atmosféry. Tím vznikla nutnost snižovat spotřebu - papírovou, nutno zdůraznit - benzínových motorů, seč to jde. A k tomu je nejlepší cestou právě přeplňování, resp. downsizing, tedy stav, kdy menší přeplňovaný motor teoreticky zastane práci většího atmosférického motoru.

Podobně je cestou k nižší spotřebě tzv. downspeeding, tedy snižování otáček motoru. Toho se dosahuje delšími převodovkami či těžšími finálními převody. Mnohdy je nicméně převodovka poskládaná tak dlouze, že jinak relativně schopný motor dovede úspěšně umrtvit, pokud ten motor nemá dostatek točivého momentu resp. výkonu na to, aby dlouhé kvalty zvládnul.

„Německý trojlístek” Audi, BMW a Mercedes už před léty tvrdil, že dny atmosférických motorů jsou sečteny a nemýlil se. „Dnešní technickou, politickou a společenskou perspektivou je nepravděpodobné, že by někdo zvažoval masovou výrobu atmosférického benzínového motoru,” uvedl v roce 2015 mluvčí oddělení vývoje motorů u BMW. A trefil přímo desítku, od té doby to nezvažuje už vážně nikdo.

Audi hovoří podobně. „Výhody přeplňování udělaly z atmosférických motorů jen okrajovou technologii. Je pro ni nicméně stále místo ve vozech, jako je R8,” komentuje Dr. Stefan Knirsch, šéf vývoje pohonných ústrojí u čtyř kruhů. „Velký točivý moment, nízké otáčky, vysoké vstřikovací tlaky a možná i elektřina k přeplňování” byla budoucnost dnešního šéfa VW Herbert Diess ještě jako ředitele vývoje u BMW. Nízkými otáčkami myslel ve výsledku i oblast 800 - 1 500 ot./min, tedy jen o trochu víc než volnoběh.

Jen takto nízké otáčky nicméně atmosférickým motorům nepomůžou. Důvod je jednoduchý - bez turba či kompresoru potřebujete otáčky, abyste z motoru dostali nějaký výkon. Je to krásně vidět jak na grafech průběhu výkonu, kdy maximum točivého momentu u většiny atmosférických motorů přichází někde v půlce či spíše ve druhé třetině dostupných otáček a výkon je nejvyšší u horního konce stupnice otáčkoměru. Na silnici se to projevuje tak, že motor „táhne” tím víc, čím vyšší jsou jeho otáčky. To je žádoucí pro nadšeného řidiče, nikoliv však pro toho, kdo se snaží o co nejnižší spotřebu paliva.

„Atmosférické motory se objevily před nějakými 100 lety, ale po celou dobu jsou jejich přednosti spojené zejména s otáčkami, což s moderní legislativou nebude schůdné. Nejlepší atmosférické motory zvládnou takových 136 koní a 100 Nm na litr objemu, ale turbodmychadla takovéto hranice nemají, záleží jen na tom, jaký nastavíte plnicí tlak,” uvádí Paul Fickers, bývalý technik automobilky Maserati.

„Pořád tu však je možnost, že se k atmosférickému plnění svět vrátí skrze elektřinu. Jenže snad až na Mazdu a rodinu benzínových atmosférických motorů SkyActiv v podstatě nikdo léta nevytvořil úplně nové atmosférické motory. Na co se zbytek světa omezuje, jsou vylepšení stávající techniky,” shrnuje Fickers. „Smutný to stav věci pro kohokoliv, komu v žilách koluje benzín,” dodává.

My s ním musíme souhlasit, na realitě tím ale nic nezměníme. Atmosféricky plněné benziny jsou pro Evropu mrtvou větví vývoje a jen následují vývoj dieselů. Že to je především legislativou a nikoli trhem způsobený posun, ukazují už rozdíly mezi Evropou a Amerikou, není to ale jediný důvod. Příčiny můžeme podrobněji shrnout do následujících pěti bodů.

Pět důvodů konce atmosfér a počátku vlády turbomotorů

• Limity spotřeby paliva resp. emisí CO2 - Testy spotřeby paliva, podle nichž jsou určovány i pokuty za nadlimitní emise oxidu uhličitého, značně favorizují řešení, která znamenají co nejnižší zátěž motoru sebou samým. To logicky vede k motorům co nejmenším nebo co nejméně točivým. Nejlepší cesta k takovému výsledku cenově i funkčně přijatelnému pro zákazníka vede přes zmenšení objemu a nucené plnění.

• Normy Euro - Primárně změnily svět dieselových motorů. Právě rozmach turbodieselů a s nimi spojené zlevnění, zefektivnění a posun ve vývoji turbodmychadel a souvisejících technologií urychlil jejich nástup i ve světě benzinových jednotek.

• Downsizing/Downspeeding - Vyplývá z prvně zmíněného, smysl ale může mít i sám o sobě a ne vždy jen před testy spotřeby. Pro část zákazníků má i reálný přínos „netahat” s sebou objemnější a těžší víceválcový agregát, když vyšší výkon potřebují pouze nárazově a trvale jej využijí pouze zlomek.

• Dlouhé převody - Opět vyplývá z tlaku na co nejnižší spotřebu, ne nutně jen normovanou. Pakliže má motor mít co nejnižší spotřebu při malé zátěži, musí se pohybovat v co nejnižších otáčkách. Pokud je přeplňovaný, dokáže se v nich díky vyššímu měrnému výkonu chovat i uživatelsky snesitelným způsobem; atmosférické jednotky potřebují otáčky.

• Rozmach SUV - Velká, těžká, aerodynamicky neoptimální auta potřebují více výkonu v nižších otáčkách, aby vůbec byla s to smysluplně fungovat. Přeplňování jim snáze zajistí potřebný výkon v nižších a středních otáčkách i s menšími a tedy ve výše zmíněných případech úspornějšími motory.

Přeplňování, které využívá třeba i nové Audi RS4, umí nabídnout vyšší výkon i menší spotřebu, ale za cenu ovladatelnosti a do jisté míry i potěšení z jízdy

Petr Miler