Autoforum

/

Foto: Archiv Autoforum.cz

Možná budeme za pár let všichni jezdit na elektřinu. Možná ale tyto vynálezy zlepší efektivitu spalovacích natolik, že se nic takového jednoduše nestane.

Podle Elona Muska a dalších propagátorů elektromobilů jsou dny spalovacího motoru sečteny. Buď je zabije nedostatek ropy nebo emise a s nimi související snaha o ochranu planety. Možná se to skutečně stane, zase tak moc lidí tomu ale nevěří. I když dnes existuje jen minimum automobilek, která by si dovolily elektrickou mobilitu zcela ignorovat, tytéž firmy současně nadále mohutně investují do technologií, které mají současná auta zachovat v podstatě tak, jak je známe.

Slovy „v podstatě” myslíme to, že zůstane zachován čtyřtaktní pístový spalovací motor a jeho přímé napojení na kola vozidla, nikoliv tedy „jen” motor jako generátor elektřiny pro baterie a elektromotory, které pak budou ve finále pohánět vůz. Toto klasické řešení se ale právě díky jeho novým prvkům má stát natolik efektivním, že tomu ani elektromobily nebudou s to konkurovat. Totiž, i když negenerují žádné přímé, rozumějte „výfukové” emise, jsme na hony vzdáleny od chvíle, kdy by celosvětově mohla být i veškerá elektřina vyráběna z jakkoli obnovitelných zdrojů. A do té doby bude boj o celkovou efektivitu mezi elektrickým a spalovacím motorem sváděn ve velmi blízkých zákopech.

Nabízíme vám tedy přehled pěti technologií, které jsou buď nové nebo alespoň v poslední době zaznamenaly takový pokrok, že konečně mohou pomýšlet na nasazení do sériové výroby, pokud s tím už nezačaly. A mají potenciál držet spalovací motory při životě ještě velmi dlouho.

1. HCCI alias „Diesel na benzin”

Celým názvem Homogeneous Charge Compression Ignition, motor HCCI je v podstatě vznětový motor, který spaluje benzín, proto už mu někteří začali přezdívat „biesel”. Jenže není to celá pravda, benzin je nasáván do motoru spolu se vzduchem při sacím cyklu, je to jedna směs, odtud slova „homogeneous charge”, homogenní náplň.

Výhoda tkví v citelně vyšší pracovní efektivitě a také v tom, že se celý obsah válce vznítí najednou a nebude tu extrémně horký plamen, ve kterém vznikají oxidy dusíku. Jenže takovéto vzněty jsou jsou nebezpečně blízko nekontrolovanému detonačnímu hoření a aby mu bylo zabráněno, přesněji aby bylo přesně určeno, kdy se směs vznítí, musí se hlídat teplota ve spalovací komoře. To je velmi náročné.

Když jsme o motoru HCCI psali v září roku 2016, považovali jsme jej za něco, co je nadále velmi obtížné dostat do produkce. Mazda ale v mezičase udělala obrovský pokrok a dnes je se svým „dieselu na benzin“ na prahu sériové výroby. Není to tak úplně HCCI, Mazda upravenému řešení říká SPCCI, současně ale dodává, že jeho celková efektivita elektromobily nejenže vyrovná, ale i zastíní. Pokud se tak stane, bude to znamenat velký průlom pro spalovací motory. A problém pro elektromobily.

2. Ovládání ventilů motoru bez použití vaček

Řešení známé hlavně díky Koenigseggu spočívá v kompletním odstraněním vačkových hřídelí a rozvodů, jak je v současných motorech známe dnes. Místo nich by ventily otvíraly pneumatické motorky ovládané elektronicky. To znamená jednak to, že můžete mít ventil kompletně otevřený mnohem déle, takže se do válce dostane více vzduchu. A jednak také nekonečnou variabilitu, což přináší znovu vyšší efektivitu.

Při požadavku na vysoký výkon motor poběží ve standardním Ottově cyklu, při klidné jízdě elektronika přepne na Atkinsonův cyklus a bude tak šetřit palivo. Tento motor by zkrátka dokázal být vším, čím dnešní motory být nedokážou - extrémně výkonným i extrémně úsporným současně. Také téhle technologii jsme se už věnovali, a ne jednou, Koenigsegg nedávno ukázal funkční prototyp auta s tímto motorem.

Podobným směrem pak míří i britský výzkum, který též chce ovládání ventilů učinit plně elektronickým a benzinovým motorům tak zajistit efektivitu těch dieselových.

Funkční prototyp ještě neznamená brzkou sériovou výrobu, je k ní ale dříve než kdykoli dříve

3. VC-T alias Proměnlivý kompresní poměr

Motor s proměnlivým kompresním poměrem předloni představila firma Infiniti. Označila ho VC-T od „Variable Compression - Turbo” a holedbala se, že tenhle motor „zabije diesely”. Jestli to bude tak horké, nevíme, v každém případě VC-T představuje slibnou budoucnost.

Umí totiž zvýšit kompresní poměr při klidné jízdě, čímž spotřebovává méně paliva, ale když na plyn šlápnete, sníží kompresní poměr a zvýší tlak turbodmychadla, takže podá vysoký výkon. Je to další cesta k výše zmiňovanému, možnosti spojit v jednom motoru zdánlivě protichůdné vlastnosti a tím zlepšit jeho celkovou efektivitu. A toto řešení není hudba budoucnosti, ale současnosti - Infiniti už ho do sériové výroby posílá a třeba Porsche na tom prý též pracuje. U Infiniti z toho zatím byla spíše ostuda, ale to už tak v počátcích existence podobných novniek bývá.

Proměnlivý kompresní poměr už je řešením, které se dostává do produkce

4. 48V mikrohybridní systém

Tohle není věc, která by přímo zlepšila efektivitu spalovacího motoru jako takového, posouvá dále spíše provozní efektivitu celého auta. Její potenciál je ale o to větší.

Auta s klasickými spalovacími motory dnes mají start-stopy, které vypnou motor při zastavení. Hybridní auta zase mají těžké baterie a elektromotory, ale můžou jezdit i čistě na elektřinu. Tzv. mikrohybridní systémy se snaží najít mezi těmito dvěma body kompromis a systém firmy Delphi k němu má dobře nakročeno.

Má separátní elektrosoustavu s napětím 48 voltů, jejíž nejdůležitější součástí je elektromotor/generátor, napojený na spalovací motor. Ten umí auto sám pohánět, jen když jedete krokem, např. při popojíždění v zácpě. Zejména ale umí přidat svůj točivý moment při rozjezdu nebo vypnout spalovací motor při jízdě z kopce. Celková úspora paliva má být 10 %, protože motor zkrátka vůbec nebude v chodu v momentech, kdy pohání jen sám sebe nebo je používán neefektivním způsobem.

Mikrohybrid může na puristy působit odrazujícím způsobem, má ale potenciál citelně zlepšit provozního efektivitu bez citelného negativního vlivu na hmotnost. Ekonomická efektivita je ovšem jiná otázka, proto zatím není rozšířen

5. Elektrické kompresory

Říká se jim také trochu nepřesně elektrická turbodmychadla, ale žádná turbína tu není - lopatky kompresoru pohání elektromotor. Prvním a nejznámějším produkčním autem, které má tuhle technologii pod kapotou, je Audi SQ7 TDI, jehož osmiválec má dvě klasická turba a jeden elektro-kompresor, pomáhající v nízkých otáčkách a eliminující turbolag. S pozoruhodnými výsledky.

Elektrickému přeplňování jsme se podrobně věnovali nedávno. Má mnohem větší potenciál, než jen jako eliminátor „turbodíry”, zejména pokud se podaří jejich otáčky zvýšit do šestimístných čísel jako u klasických turbodmychadel, častěji ale asi můžeme očekávat právě jejich nasazení ve spolupráci s klasickými turby a mikrohybridními systémy. Také v tomto případě lze hovořit o „hudbě současnosti”, u elektrických „turb” je očekáván v nejbližších letech velkých rozmach, třebaže existují automobilky, které toto řešení odmítají kvůli jeho složitosti.

Audi dostalo elektrický kompresor do sériové výroby jako první. A nová SQ7 TDI je i díky němu až absurdně rychlá

Petr Miler