Turbo vs. Kompresor: přeplňování dvakrát jinak

Přeplňování, ať už kompresorem či turbodmychadlem funguje vždy na stejném principu. Oběma způsoby docilujeme toho, abychom do motoru nacpali více vzduchu – a tedy více paliva, než by bylo možné nasát běžným způsobem. Z výrazně menšího motoru tak můžeme dostat vyšší výkon a točivý moment, ale zároveň zvýšit účinnost.

Turbodmychadlo je jednoznačně nejrozšířenějším způsobem přeplňování na současném trhu s novými auty. Mezi osobními vozy třeba nenaleznete jediný diesel bez turbodmychadla a zásadním způsobem ubývají i atmosférické benzínové agregáty.

Každopádně k věci – turbu se lidově občas přezdívá „šnek“, což do jisté míry, byť s přimhouřeným okem vypovídá o jeho vzhledu, kdy turbína s vývodem do sání vypadá trochu jako šnečí ulita. Turbo se ovšem fakticky sestává hned ze dvou turbín, z nichž každá obsahuje lopatkové kolo a tato dvě kola jsou mezi sebou propojena hřídelkou.

První turbína je výfuková a jsou do ní vedeny proudící výfukové zplodiny z hlavy válců. Právě ty turbínu roztáčí a tyto otáčky se přes utěsněnou hřídel přenášejí na druhou turbínu – kompresorovou. Její otáčení saje vzduch z atmosféry a ten potom pod tlakem žene do sání motoru.

V běžných osobních autech nabírá rychlost turbodmychadla až závratných hodnot, běžně přesahují 200 000 otáček za minutu. Plnící tlak turbodmychadla se následně odvíjí od konkrétního motoru a požadovaného výkonu, u sériových aut je zpravidla mezi 0,6 a 1,3 atmosféry.

Největší výhodou turbodmychladla je fakt, že k jeho pohonu využíváme odpadní výfukové plyny, které by jinak proletěly potrubím bez dalšího užitku. Na druhou stranu, právě zde tkví i největší nevýhoda. Aby mohlo turbo pořádně „tlačit“, je nutné ho pořádně roztočit a k tomu potřebujeme hodně výfukových plynů. Právě proto vzniká prodleva turba, „turbodíra“ neboli anglicky „turbo lag“, kdy se po sešlápnutí plynového pedálu chvíli nic neděje, až najednou se turbodmychadlo roztočí, plnící tlak prudce nabyde a auto začne rázně zrychlovat.

Tento jev byl v největší míře pozorovatelný u starších sportovních aut, kde mnohdy nabíral vysloveně nebezpečných rozměrů. „Kopanec“ od turbodmychadla byl totiž mnohdy tak silný, že uměl vyvést auto z rovnováhy. Typickým příkladem budiž třeba první přeplňované Porsche 930 – to si pro svůj kousavý charakter vydobylo i přezdívku „widowmaker“, česky něco jako „ovdovovač“.

Dnešní auta jsou však svým charakterem daleko hodnější a stále častěji se také objevuje třeba sekvenční přeplňování více turby, nebo systém přeplňování „elektrickým turbem“, kdy je sací část poháněna elektromotorem a zvyšuje tlak již od volnoběžných otáček. Označení „elektrické turbo“ ovšem není zcela správné, neboť fakticky se jedná spíše o elektrický kompresor.

A tím se dostáváme právě k druhé metodě přeplňování – ke kompresoru. Jak bylo řečeno již v úvodu, i v tomto případě dosahujeme u auta stejného efektu – plníme motor větším objemem vzduchu, zvyšujeme tak výkon a účinnost. Jenže v případě kompresoru na to jdeme trochu jinou metodou. Místo toho, aby bylo přeplňování poháněno výfukovými plyny, využíváme zde „vnějšího“ pohonu. Některé automobilky využívají již zmiňovaný elektromotor, klasičtější je ale pohon kompresoru řemenem, případně ozubenými koly od klikového hřídele motoru.

Kompresor může být klasický lopatkový (potom vypadá prakticky jako jedna polovina turbodmychadla), ale často vídáme také šroubovicový nebo Rootsův s rotačními písty. Ať už je ale poskládán jakkoliv, vždy tlačí vzduch do sání motoru pod tlakem a tím pádem zvyšuje výkon a točivý moment.

Výhodou je, že na rozdíl od turbodmychadla zvyšuje kompresor plnící tlak okamžitě a bez váhání v podobě „turbo lagu“. Jakmile sešlápneme plyn, je nám k dispozici veškerý točivý moment a auto ihned akceleruje. Z pohledu výkonu je tedy kompresor lepším řešením, z pohledu účinnosti však zaostává. Zatímco turbo je roztáčeno odpadními výfukovými plyny, kompresor je roztáčen od klikové hřídele a tím pádem sám výkon spotřebovává.

Zejména ve vysokých otáčkách může spotřebovaný výkon převýšit dodávaný výkon a kompresor se tak stává přítěží. Právě proto se občas na řemenici nachází samočinná spojka odpojující pohon kompresoru ve vysokých otáčkách a kompresor je tedy použit jen ke zvýšení točivého momentu v nižším a středním pásmu otáček.

Z obecného pohledu nelze jednoznačně říci, zda je lepší turbodmychadlo nebo kompresor. Každé řešení má svoje plusy a minusy a záleží zejména na tom, co od motoru, potažmo celého auta očekáváme. Pokud chceme lepší spotřebu a dynamiku z malého motoru, je na místě použití turbodmychadla – proto jsou také turba ve velkém montována do běžných aut.

Očekáváme-li naopak okamžitý přístup točivého momentu, silný tah v nízkých otáčkách a spotřeba pro nás není až tak zásadní, je lepší přiklonit se ke kompresoru. Ten je však právě kvůli spotřebě a emisím pomalu na ústupu a ze sériových aut jej nalezneme jen u amerických sporťáků a u britského Jaguaru a Land Roveru.