Motory s variabilným kompresným pomerom prídu na trh v roku 2012

29.04.2009 09:18
Motor Saab SVC
Motor Saab SVC Autor:

Myslíte si, že spaľovací motor to má definitívne spočítané? Kým však vyčerpáme posledný barel ropy a jeho žezlo definitívne prevezmú bezemisné palivové články na vodík, čaká ho ešte pár desiatok rokov služby. Ako sa ukazuje, jeho kariéra sa rozhodne nebude podobať nenápadnému odchodu na dôchodok.

Na svete je niekoľko prototypov spaľovacích motorov s priam kúzelnými parametrami. Predstavte si takú benzínovú tisícpäťstovku s výkonom trojlitrového šesťvalca, krútiacim momentom preplňovaného dieselového motora a spotrebou podobnou hybridom. To všetko sa naozaj dá. Tajomstvo sa skrýva v zmene kompresného pomeru.

Kúzla s kompresným pomerom

Čo znamená tento nudný technický termín? Jednoducho povedané, je to pomer objemu nasatej a stlačenej zmesi. Ak má motor napríklad kompresný pomer 1:9 znamená to, že sa zmes paliva a vzduchu stlačí pri kompresii deväť ráz. Technici veľmi dobre vedia, že čím je kompresný pomer väčší, tým je vyššia účinnosť motora, tým viac energie vedia získať z každej molekuly paliva. Má to však háčik. Stláčaná zmes sa zahrieva na toľko, že môže prísť k zápalu ešte skôr, ako piest dosiahne hornú úvrať a skočí iskra. Pri benzínových motoroch sa preto pohybuje kompresný pomer od  1:8 až po maximálne 1:13. Kým motory s nízkym pomerom dokážu spaľovať prakticky čokoľvek, tie s vyšším kompresným pomerom už musia tankovať výlučne palivo s vysokým oktánovým číslom. Práve to vyjadruje odolnosť proti samovznieteniu. Náchylnosť k samozápalu však nie je vždy rovnaká. Pri nízkom a strednom zaťažení by totiž vedel motor pracovať bez negatívnych samozápalov aj s vyšším kompresným pomerom. Ako to však dosiahnuť, keď objem valca, objem spaľovacieho priestoru a dráha piesta sú v klasických motoroch nemenné. Známy Atkinsonov cyklus, keď sa motor pri nasávaní správa, akoby mal menší a pri expanzii väčší zdvihový objem, je len falošnou pomocou. Čo nie je, môže byť.

Motor Saabu zostal v zásuvke

Myšlienka premenlivého kompresného pomeru nadala spávať technikom švédskeho Saabu už v 80. rokoch. V roku 1990 im udelili prvý patent motora, ktorý dokázal meniť veľkosť spaľovacieho priestoru. Mal dva litre, no ďalšie skúšky prebiehali na maloobjemovom radovom šesťvalci 1,6i. Ten sa v treťom a zatiaľ poslednom stupni vývoja zmenil na  päťvalec s objemom 1,6 litra s prívlastkom SVC, ktorý Saab predstavil v roku 2000. Aj vďaka mechanickému kompresoru mal rozprávkový výkon 165 kW a 305 Nm krútiaceho momentu. Saab pritom predpokladal, že v porovnaní s motormi rovnakého výkonu by mal spotrebu nižšiu až o 30 percent.

Saab postavil motor 1.6 SVC s výkonom 165 kW.
Saab postavil motor 1.6 SVC s výkonom 165 kW. Autor: Saab

Zmena kompresného pomeru prebiehala v rozsahu od 8:1 do 14:1. Hlava tohto motora nebola spojená pevne s blokom a už vôbec nie tam, ako sme zvyknutí. Prerastala čiastočne do bloku, podobne, akoby ste nasadili veko na škatuľu od topánok. Hlava bola teda čiastočne aj blokom motora a obsahovala aj valce. Nakláňanie hlavy oproti bloku v rozsahu štyroch stupňov stačilo na to, aby sa menila veľkosť spaľovacieho priestoru a tým aj kompresný pomer. Sľubná technológia však zostala v zásuvke podobne ako ďalšie projekty Saabu upadajúceho pod tragicky zlým vedením koncernu General Motors. Objavili sa však ďalšie riešenia.

Mercedes zosobášil naftu z benzínom

V roku 2007 na autosalóne vo Frankfurte nad Mohanom odhalil Mercedes-Benz fascinujúci koncept luxusnej limuzíny F700. To najzaujímavejšie skrývala práve pod kapotou. Namiesto osem- či 12-valca, ktorý by ste tu logicky očakávali, si F700 vystačí so štvorvalcom úplne štandardného zdvihového objemu 1,8 litra. Jeho očarujúcich 175 kW a 400 Nm krútiaceho momentu má na svedomí nielen preplňovanie, ale aj variabilná kompresia. Technické detaily si však automobilka necháva zatiaľ pre seba. Motor s názvom DiesOtto totiž prináša ešte radikálnejšie riešenia, o ktoré sa Mercedes-Benz nemieni deliť s konkurenciou. Pracuje síce na benzín, no v niektorých režimoch si požičiava princíp činnosti vznetového motora, kde sa palivo vznieti vstreknutím paliva do stlačeného horúceho vzduchu.

Motor z dielní Mercedes-Benz má objem 1,8 litra.
Motor z dielní Mercedes-Benz má objem 1,8 litra. Autor: Mercedes-Benz

Pri štarte a plnom zaťažení sa zmes benzínu a vzduchu privádza k výbuchu ako v bežnom zážihovom motore pomocou zapaľovacej sviečky. Do režimu kontrolovaného samozápalu (homogénne spaľovanie), na ktorý DiesOtto automaticky prepne v priebehu jedného pracovného taktu, prechádza motor v oblasti menšieho zaťaženia, čiže pri nízkych a stredných otáčkach. Výsledkom takejto „svadby“ pod kapotou je priemerná spotreba 6 litrov benzínu a veľmi nízke emisie oxidov dusíka.

Francúzi to myslia vážne

Samozrejme, nová technológia nie je lacná. A to nie je dobrá správa pre výrobcov automobilov ani zákazníkov. Francúzska spoločnosť MCE-5 je však presvedčená, že do roku 2012 dokáže ponúknuť cenovo prijateľné riešenie. V marci v Ženeve predstavila prototyp štvorvalca 1.5 VCRi s variabilným kompresným pomerom. Zabudovala ho do celkom nenápadného čierneho Peugeotu 407. Nie náhodou. Na vývoji spolupracuje s koncernom PSA.

Francúzi sa rozhodli pre objem 1,5 litra.
Francúzi sa rozhodli pre objem 1,5 litra. Autor: MCE-5

Pri pohľade na rez tohto technologického zázraku sa vám asi „pretočia zreničky“, pretože tu nenájdete piest prepojený s kľukovým hriadeľom pomocou ojnice. Ale ako to už pri geniálnych nápadoch býva, princíp je pomerne jednoduchý. Piest je s ojnicou prepojený cez akési vahadlo. Nastavením jeho kotevného bodu sa mení vertikálna dráha piestu aj veľkosť spaľovacieho priestoru, a teda kompresný pomer. V tomto prípade v nevídanom rozsahu od 7:1 až po 20:1. Ten dokáže pritom meniť individuálne pre každý valec. Na vahadlo je upevnená ojnica prenášajúca pohyb na kľukový hriadeľ spôsobom, na aký sme bežne zvyknutí. Podľa slov MCE je motor vyrobený zo súčiastok, ktoré sú dnes bežné dostupné v sériovej výrobe a napriek využitiu hydrauliky pri zmene kompresie si vystačí bez drahých elektrohydrau­lických ventilov. Má síce o niečo širšiu stavbu, no aj množstvo výhod, ktoré tento hendikep vyvažujú. Tak napríklad. Na piest nepôsobia nijaké priečne sily, keďže je vedený ozubením, čo znamená odstránenie elipsoidného opotrebovania valca. Menší polomer kľuky zas znamená vyššiu pevnosť kľukového hriadeľa a nižšie vibrácie.

Do výroby už o tri roky

Najviac fascinujúce sú však opäť parametre. Z objemu 1,5 litra  dáva za pomoci preplňovania 160 kW a krútiaci moment 420 Nm, pritom rovných 300 je k dispozícii už pri 1500 otáčkach! Spotreba v testovanom Peugeote, teda aute strednej triedy, je priemerne len 6,7 litra na sto kilometrov. A najlepšie na koniec. Podľa MC-5 by do roku 2015 mohla byť výrobná cena takého motora o 2000 eur nižšia ako porovnateľne úsporného naftového motora a o 3000 eur nižšia v porovnaní s hybridnou technológiou.

Sériovej výrobe agregátu MC5 vraj nestojí nič v...
Sériovej výrobe agregátu MC5 vraj nestojí nič v ceste. Autor: MCE-5

Technické parametre:
  
Motor: MCE-5 VCRi
Počet valcov/ventilov: 4/16 DOHC Turbo 
Zdvihový objem (cm3): cca 1500
Max. výkon (kW): 160
Max. krút. moment (Nm): 420 
Spotreba na 100 km (l): cca 6,7

Motor: 1.8 DiesOtto
Počet valcov/ventilov: 4/16 DOHC Kompressor 
Zdvihový objem (cm3): cca 1800
Max. výkon (kW): 175
Max. krút. moment (Nm): 400 
Spotreba na 100 km (l): cca 6,0

Motor: Saab 1.6 SVC
Počet valcov/ventilov: 5/20 DOHC Kompressor 
Zdvihový objem (cm3): cca 1600
Max. výkon (kW): 165
Max. krút. moment (Nm): 305 
Spotreba na 100 km (l): cca 7,0

Sleduj najnovšie články na našom Facebooku
Články podľa značiek
Tankujem - ceny palív
odnaftanatural 95
28. 8. 2017zdraženie1.087 €zdraženie1.267 €
21. 8. 2017zlacnenie1.086 €zlacnenie1.242 €
14. 8. 2017zlacnenie1.088 €zlacnenie1.249 €
7. 8. 2017zdraženie1.095 €zdraženie1.271 €
31. 7. 2017zdraženie1.085 €zdraženie1.260 €
24. 7. 2017zdraženie1.084 €zdraženie1.258 €
17. 7. 2017zlacnenie1.071 €zlacnenie1.241 €
Priemerné ceny palív podľa ŠÚ SR
Ponuky zo Zľavy.Pravda.sk