Twincharger - nízká spotřeba, vysoký výkon

Co tím myslí? "Podařilo se nám do sériové výroby dotáhnout projekt zdvojeného přeplňování zážehových motorů s přímým vstřikováním benzinu FSI. S trochou nadsázky říkáme, že jsme vyvinuli TDI pro benzinový motor..."

A proč se vlastně motoráři automobilky Volkswagen pouštěli na tenký led s teoreticky celkem pochopitelnou, ale v praxi zatím velmi ojedinělou konstrukcí? "Konvenční turbodmychadlo připojené k zážehovému motoru má jednu vrozenou slabinu - je to známý "turbo efekt," vysvětluje Dr. Krebs. "Dmychadlo je poháněno výfukovými plyny, ale při rozjezdu z malých otáček prostě není k dispozici dostatek plynů na potřebné roztočení dmychadla a motor je tedy vysloveně mdlý. Abychom překlenuli tuto mezeru, instalovali jsme vedle turbodmychadla navíc ještě malé mechanické dmychadlo. Tento kompresor, který je schopný vyvíjet potřebný tlak i v nízkých otáčkách, dopuje motor kyslíkem při rozjezdu, a jakmile se dostatečně roztočí turbodmychadlo, magnetická spojka kompresor odpojí."

O vlastnostech motoru 1.4 TSI Twincharger je nejlepší se přesvědčit při testovací jízdě, a tak sedáme do sportovně laděného modelu Golf GT poháněného tímto agregátem. "Jaké to bylo?" ptají se nás pak technici automobilky Volkswagen dychtivě. "No, jezdí se s tím tak příjemně hladce jako s obyčejným motorem s atmosférickým plněním, ale motor má odspodu naprosto neuvěřitelný zátah," odpovídáme nadšeně. "Jaký že je obsah válců?" ptáme se znovu nevěřícně.

Je to skutečně jen 1,4 litru! Už tím se ušetří slušná suma na pojištění, které je odvozeno od objemu motoru - mezi pojištěním čtrnáctistovky a pětiválce o objemu 2,3 l, který má srovnatelný výkon, je velký rozdíl...

Zatímco základní čtyřválec 1.4, z něhož nový motor 1.4 TSI vychází, dává výkon 66 kW/90 k, novinka se chlubí těžko uvěřitelným výkonem 125 kW/170 k. Ten propůjčuje Golfu GT rychlost až 220 km/h, takže Golf GT skvěle vyplňuje mezeru mezi "obyčejným" modelem Golf Sportline s motorem o výkonu 150 k a opravdu ostrým Golfem GTI. Litrový výkon motoru 1.4 TSI činí 121 k/l, což je hodnota fantastická. A křivka točivého momentu je přitom plochá jako stůl: Od 1750 min-1 až do 4500 min-1 je pod pedálem plynu stále k dispozici celých 240 Nm! Znovu si zopakujme: Motor má objem jen 1,4 l!

No dobrá, výkon vzrostl opravdu pořádně, ale co za to zaplatíme na spotřebě - ta přece musela také stoupnout, ne? "Ani náhodou, spotřeba je v porovnání s konvenčním agregátem stejného výkonu nižší. Jinak bychom to přece nedělali," usmívá se Dr. Krebs.

Průměrná spotřeba 7,2 l/100 km, tedy nejméně o 10 % méně než u srovnatelně výkonného motoru - to na vůz o výkonu 170 k věru není špatná hodnota... Jak je to vůbec možné? "V automobilové branži dnes asi neexistuje nikdo, kdo by měl více zkušeností s technologií přímého vstřikování benzinu do válců FSI jako my," vysvětluje Dr. Krebs. "Během systematických zkoušek jsme pochopili, že náš zážehový motor FSI je přímo předurčen pro přeplňování. Protože kapky paliva se u něj odpařují až ve spalovacích prostorách a odebírají tak teplo, můžeme pracovat s vyššími plnicími tlaky, aniž by hrozilo detonační spalování - to známé "klepání" motoru. Motor TSI je tedy mnohem efektivnější než všechny ostatní zážehové agregáty. A navíc relativně malý motor pracuje většinu času v oblasti optimálního zatížení, která je z hlediska spotřeby nejpříznivější, a proto je i tak hospodárný."

A jak je to se spolehlivostí? "Bez problémů! Motor TSI obstál ve veškerých dlouhodobých testech právě tak, jako všechny ostatní naše sériové motory." A ještě jedno rýpnutí: Nejsou výrobní náklady motoru s kompresorem a turbem příliš vysoké? "Ne, jsou naprosto srovnatelné s náklady na výrobu obdobně výkonného turbodieselu."

Kompresor
Čím více vzduchu se dostane do válců, tím je spalování intenzivnější a tím je tedy i vyšší výkon. Nepřeplňované motory prostě jen nasávají vzduch podtlakem, kompresor poháněný motorem vzduch stlačuje - jeho lopatková kola přitom rotují 18 000 otáčkami za minutu.

Turbodmychadlo
U turbodmychadla jsou kola dmychadla a turbíny usazena na společné hřídeli. Kolo dmychadla, umístěné v sacím traktu, je tedy roztáčeno turbínou, která je poháněna kinetickou energií výfukových plynů. Při rozjezdu z nízkých otáček je však k dispozici málo výfukových plynů, takže i lopatkové kolo dmychadla v sacím traktu může do válců dodávat jen málo stlačeného vzduchu. A právě tady nastupuje mechanický kompresor. Naopak v oblasti vysokých otáček přebírá starost o plnění motoru turbodmychadlo, jehož lopatkové kolo udělá až 205 000 otáček za minutu.

Nový vzorec síly motoru:
1400 cm3 + kompresor + turbodmychadlo = 170 k
a 240 Nm při otáčkách jen 1750 min-1
Motor 1.4 TSI Twincharger se vyrovná mnohem větším agregátům - už od otáček 1750 min-1 má nevídaný "zátah" 240 Nm a drží si jej až do 4500 min-1

Tak to vypadá, že malý motor s vysokým výkonem má jen samé výhody?! "Ano, dá se to tak říci. A to jsem se ještě nezmínil, že motor TSI je mimořádně variabilní - velmi jednoduše lze měnit výkon i točivý moment. A tak na jaře přijdeme s verzí o výkonu 103 kW/140 k pro modely Touran - tato verze samozřejmě nebude tak sportovní, zato bude ještě ekonomičtější," vysvětluje Dr. Krebs.

Za většinu svých přednosti tedy motor 1.4 TSI vděčí zařízení velkému asi jako obyčejná termoska, umístěnému na boku bloku válců. Mechanický kompresor, poháněný ozubeným řemenem, se otáčí až 18 tisíci otáčkami za minutu. Mechanické kompresory mívají obvykle dost tvrdý a hlučný chod, který připomíná zvuk "vylágrovaných" ložisek kol. Ovšem při testovací jízdě s Golfem GT 1.4 TSI lze jen při opravdu maximálním soustředění zaslechnout jakési lehounké vrčení, a ani turbodmychadlo se akusticky nijak rušivě neprojevuje. Přesto Golf GT vyráží při startu na světelné křižovatce jako první a zátah motoru nepolevuje ani ve vyšších otáčkách. Zpočátku se o přísun stlačeného vzduchu stará kompresor, potom (při otáčkách asi 3500 min-1) přebírá štafetu plnění turbodmychadlo. Kompresor se přitom při jízdách v městském provozu zapojí na jednom kilometru průměrně jen pětkrát a jenom na pár sekund. Při plynulé jízdě je vždy odpojený a čeká pouze na moment, kdy jej bude potřeba pro dravou akceleraci.

Jedna nevýhoda motoru 1.4 TSI možná ale přece jen existuje - pro určité skupiny zákazníků je totiž objem motoru měřítkem společenského postavení. "Ano, v tomto ohledu jsme při našich interních testech skutečně zaznamenali jisté námitky," připouští Rudolf Krebs. "Výhrady ale okamžitě utichly, jakmile se tito kritici s vozem svezli. I naši kolegové z USA, kde je velikost motoru opravdu důležitým marketingovým parametrem, vystupovali po zkušební jízdě se zářícíma očima."

Hmmm, zdá se, že je načase poopravit stará dogmata: Objem se tedy dá nahradit - jen se na to musí jít dostatečně chytře!

Stále pod tlakem
Princip zdvojeného přeplňování: V sacím traktu (šedá barva), kterým se přivádí vzduch do motoru, je umístěn kompresor a turbodmychadlo. Při nízkých otáčkách stlačuje vzduch kompresor poháněný motorem, při vyšších otáčkách se kompresor vypíná a stlačování přebírá turbodmychadlo poháněné výfukovými plyny (červená barva).

Golf GT 170 k z benzinu i nafty
Unikátní motor se zdvojeným přeplňováním 1.4 TSI/125 kW (170 k) je určený pro sportovně laděný modely Golf GT. Druhou - stejně výkonnou - alternativou je turbodiesel 2.0 TDI.

Díky inovativní technologii zdvojeného přeplňování "Twincharger" neklesá točivý moment motor o objemu jen 1,4 l v rozmezí otáček 1750 min-1 až 4500 min-1 pod 240 Nm, takže relativně malý agregát 1.4 TSI dokáže Golf GT rozjet z 0 na 100 km/h za pouhých 7,9 s a udělit mu maximální rychlost až 220 km/h. Průměrná spotřeba přitom činí pouze 7,2 l/100 km.

Ještě mohutnějším točivým momentem se chlubí turbodiesel 2.0 TDI, který dává už při otáčkách 1800 min-1 moment 350 Nm. Golf GT poháněný turbodieselem 2.0 TDI o výkonu 125 kW/170 k zrychlí z 0 na 100 km/h za 8,2 s a jede až 220 km/h při průměrné spotřebě jen 5,9 l/100 km.
Obě verze modelu Golf GT mají osobitou masku chladiče, speciální kola z lehkých slitin, dvojitou koncovku výfuku, sportovní sedačky a trojramenný sportovní volant.

ZDROJ: www.volkswagen.cz