Článek
Článek si také můžete poslechnout v audioverzi.
Nadmořská výška chtě nechtě ovlivňuje naše automobily bez ohledu na to, jestli mají spalovací motor nebo elektromotor. Běžně se většina českých řidičů pohybuje spíše v nížinách, takže nějaké vysoké nárůsty nadmořské výšky řešit nemusí, ovšem za pozornost stojí jeden typický dovolenkový příklad, který se týkal, týká nebo příští rok bude týkat možná i vás.
Ukážeme si to na příkladu. Řidič Martin připravil svoje pětimístné auto na cestu na dovolenou v pěti lidech. Martinova manželka spolehlivě zaplnila kufr jejich rodinného SUV a tři potomci mají připravená svá místa a nabíjecí USB porty vzadu.
Naložit auto, nafoukat pneu a hurá do Chorvatska a na hory. Hrozí nějaký malér?
Martin podle instrukcí automobilky nahustil pneumatiky za studena na tlak 3,3 baru a s celou rodinou vyrazil do Chorvatska. Druhý den Martin vyvezl rodinku na vrcholek Sveti Jure ležící asi 1 762 metrů nad mořem.
A teď otázky na Martina. Zvýšila se během cesty nahoru spotřeba? Mělo auto stejný nejvyšší točivý moment jako v daleko nižší nadmořské výšce? A neriskoval otec od rodiny tím, že v pneumatikách před výjezdem na vrchol pohoří ponechal tlak 3,3 baru? Na to všechno jsme se zeptali odborníků od BMW i Škoda Auto.
Spotřeba vs. nadmořská výška
S rostoucí nadmořskou výškou klesá i tlak okolního vzduchu a jeho hustota (proto horolezci ve vysokých výškách používají kyslíkové přístroje). Pro automobil to všeobecně znamená, že spotřeba paliva/energie bude klesat, protože auto proniká vzduchem hladčeji (potřebuje k tomu méně síly).
U atmosférického i přeplňovaného benzinového motoru se při částečném zatížení (tedy ne plný plyn, ale třeba jen čtvrt, půl plynu) sníží míra práce potřebná na výměnu náplně válce (směs vzduchu a paliva, výfukové plyny) díky nižšímu protitlaku ve výfuku. To rovněž zapříčiní snížení spotřeby paliva.
Nevýhody nastanou, když budete od atmosférického motoru požadovat nejvyšší točivý moment, tedy při plně sešlápnutém plynu. Odborníci ze Škodovky vysvětlují, že maximální točivý moment je úměrný množství nasátého vzduchu do atmosférického motoru. Takže pokud tlak v okolí auta klesne o 20 %, nejvyšší točivý moment spadne přibližně o 18 %, jelikož řídicí jednotka atmosférického motoru pokles tlaku kompenzuje nastavením výhodnějšího předstihu zážehu a omezí se klepání motoru.
Atmosférický zážehový motor bude trpět na pokles nejvyššího točivého momentu ve vysokých nadmořských výškách pokaždé. Přeplňovaný motor podle možností turbodmychadla.
Plný plyn u přeplňovaného motoru ve vysoké nadmořské výšce a s tím hrozící pokles točivého momentu umí kompenzovat turbodmychadlo regulací plnicího tlaku. Limitujícím faktorem je nicméně to, jak rychle se turbodmychadlo zvládne točit.
Do toho je potřeba stlačený vzduch chladit, takže turbodmychadlo zvládne pokles tlaku kompenzovat jen do určité nadmořské výšky. Potom už musíte počítat s poklesem točivého momentu.
Ve vysokých nadmořských výškách auto tedy vzduch rozráží hladčeji, ale pokud nemá dostatečnou sílu (točivý moment) a při stoupání do vyšších nadmořských výšek mu šlapete na krk, aby jelo, převáží nakonec nevýhoda poklesu točivého momentu. Tedy teoreticky by vůz měl „žrát“ méně, ale v praxi při onom stoupání může být o něco žíznivější.
Jak je to s elektromobily?
Ohledně elektromobilů nám ze Škodovky napsali, že nadmořská výška nemá žádný specifický vliv, ovšem s tím úplně nesouzní v BMW.
„Se vzrůstající nadmořskou výškou klesá i teplota, která má následně vliv na kondici baterie. Baterii je potřeba neustále udržovat v optimální teplotě. Když se tato teplota vychýlí, vyžaduje vyšší nároky na její temperaci (vyhřívání), což spotřebovává energii.“
Čím elektromobil stoupá výše, tím obvykle klesá okolní teplota. Elektrovůz sice tehdy snadněji rozráží vzduch, ale mohou vzrůst nároky na vyhřívání akumulátoru.
Z toho vyplývá, že čím více elektroauto spotřebuje energie, tím více mu klesá dojezd. V BMW ovšem upozorňují ještě na to, že v případě klesání/sjezdu z kopce stoupá míra rekuperace, která energii naopak doplňuje.
A co pneumatiky?
S tlakem v pneumatikách už je to na pochopení malinko složitější, ovšem vycházejme z Martinovy hodnoty 3,3 baru a jeho výletu do nadmořské výšky takřka 1 800 metrů nad mořem.
Prvně musíme znát tato tři zásadní fakta:
- u pneumatik se měří relativní tlak (rozdíl absolutního tlaku a atmosférického tlaku okolí)
- atmosférický tlak s nadmořskou výškou klesá (přibližně o 0,1 baru na 1000 m), ale absolutní tlak v pneumatice se s nadmořskou výškou nemění
- hodnota relativního tlaku (měřeného) se může měnit v závislosti na použitém tlakoměru
Řidič Martin tedy před výjezdem na Sveti Jure naměřil relativní tlak v pneumatikách ve výšce 0 metrů nad mořem 3,3 baru. Martin dojel na vrchol ve výšce takřka 1 800 m n. m., kdy je pokles atmosférického tlaku cca 0,2 baru, a měřil tlaky znovu dvěma různými měřidly.
Prvním, které se při zapnutí nuluje vůči atmosférickému tlaku okolí, naměřil hodnotu relativního tlaku v pneu o 0,2 baru vyšší. Logické, protože při nulování přístroj použije vždy aktuální okolní atmosférický tlak jako referenci (tj. jako nulovou hodnotu pro měření relativního tlaku v pneu).
Tlak v pneu zůstává s vyšší nadmořskou výškou beze změny. Rozdíly mohou zapříčit měřidla využívající pro výchozí hodnotu měření aktuální okolní atmosférický tlak.
Druhým, které se při zapnutí nenuluje (tedy má pevně danou výchozí hodnotu), naměřil totožný relativní tlak v pneu 3,3 baru.
Tady znovu připomínáme první ze třech jmenovaných zásadních faktorů. U pneumatik se měří relativní tlak, což je rozdíl absolutního tlaku a atmosférického tlaku okolí.
Tlak v pneu tedy zůstal stejný?
Neriskoval tedy otec od rodiny, když výchozí relativní tlak 3,3 baru před vjezdem na vrcholek chorvatského pohoří neupravil? Ne, neriskoval, protože samotný (absolutní) tlak v pneu zůstal stejný, tedy nadmořská výška jej neovlivnila.
Odborníci ze Škoda Auto ještě doplňují.
„Vozidla a jejich komponenty (vč. pneumatik) jsou konstruována tak, že je jejich chování robustní a bezpečné. Při vyšší nadmořské výšce bude chování vozu stále bezpečné.“
„Pneumatiky jsou konstruovány tak robustně, aby krátkodobé navýšení relativního tlaku zvládly bez vlivu na jejich funkci a strukturální stabilitu. Vliv nadmořské výšky na změny deformace pneumatiky je minimální.“
Vyšší nadmořská výška vás jakožto řidiče nemusí děsit. Auta i pneumatiky jsou na ni připraveny.
Pokud tedy s plně naloženým autem pojedete i do vyšších nadmořských výšek a tlak v pneu máte nahuštěný podle pokynů výrobce, nemusíte se obávat o bezpečí.
Nárůst spotřeby při stoupání pak bude úměrný stoupání, jízdnímu stylu, vozidlu, zátěži a dalších faktorech. Při jízdě ve vyšších nadmořských výškách, především té ustálené, po rovině a ne na plný plyn, pak bude mít auto nižší spotřebu.