Vědečtí pracovníci pražské Strojní fakulty Českého vysokého učení technického spolupracují s francouzskou automobilkou Renault a dvěma dalšími evropskými vědeckými institucemi na vývoji unikátního dvoutaktního dieselového motoru. Ten má mít nízkou spotřebu i emise. Projekt je odpovědí na požadavky EU ohledně snižování výfukových splodin u automobilů.

Na pracovišti ČVUT v Roztokách u Prahy se vývojáři konkrétně zabývají přívodem vzduchu do motoru. "Právě jsme získali podíl na evropském projektu programu Horizon 2020 na další tříleté pokračování vývoje," uvádí profesor Jan Macek, který je vůdčí osobností vývoje plnicí části motoru.

Již během první části projektu pojmenovaného Powerful, jenž probíhal v letech 2010-2014, se podařilo sestrojit v technickém centru Renaultu funkční prototyp malého motoru o objemu válců 730 centimetrů kubických. Po dokončení byl vyzkoušen v modelu Twingo minulé generace.

Jak snížit spotřebu

V budoucnosti by motor s výkonem kolem 45 kW měl být montován do sériově vyráběných malých osobních a užitkových vozů Renaultu. Uvažuje se o náhradě dosud používaného a oblíbeného motoru 1,5 dCi, který pouze s použitím filtru pevných částic bez nutnosti vstřikování močoviny splňuje přísnou emisní normu Euro 6. Problémem podle Macka nejsou ani vibrace či hlučnost.

Naopak se vývojářům zatím nepodařilo dosáhnout náležitě nízké spotřeby - zhruba tři litry na sto kilometrů jízdy. Tedy zhruba o 20-30 procent lepší než při použití stejně výkonného klasického čtyřválcového vznětového motoru. Na vině je nutnost použití přídavného dmychadla pro vypláchnutí spalovacího prostoru, které pak svým příkonem snižuje účinnost motoru. Toto dmychadlo, stejně jako turbo pro přeplňování, pomáhali vyvinout vědci ČVUT.

"Je to klasický problém," podotýká Macek. Už řadu generací platí, že každý technik se jednou v životě spálí při konstruování dvoutaktního motoru," říká s úsměvem.

Vymyslet funkční dvoutaktní motor je ale velmi lákavé, neboť při použití stejného zdvihového objemu válců by měl být dvoutakt schopen vyprodukovat zhruba dvakrát vyšší výkon.

Dvoutaktní dieselové motory už velmi dlouho pohánějí námořní lodě a také lokomotivy, kde se velmi osvědčily. Jejich konstrukce je ale úplně odlišná než u motorů použitých u aut. Lodní motory mají totiž extrémně vysoké válce. Díky tomu ale dosahují tepelné účinnosti kolem 50 procent.

Moderní turbodiesely v autech jsou nyní stále o pár procent horší a zážehové motory se obvykle nedostanou ani přes 40 procent, ovšem jen v režimu maximální účinnosti. V částečných zatíženích klesá účinnost zážehového motoru rychleji než vznětového.

Inspirace lokomotivami

Největším problémem pro budoucí úspěch je konstrukce plnění, na čemž se právě podílejí experti ČVUT.

Klasické uspořádání hlavy válců se sacími a výfukovými ventily se podle Macka neosvědčilo. "Máme teď připravené jiné řešení, které je inspirováno technikou používanou v některých dieselových lokomotivách," prozrazuje Macek.

Bude to však podle něho vyžadovat ještě dlouhé období vývoje a testování. Problémem je podle něho i malá velikost agregátu. "V případě většího motoru by použitá řešení fungovala lépe."

Práce na novém typu motoru nejsou zdaleka jedinou činností vývojářů v Roztokách. "V současné době děláme například na možnostech optimalizace řízení motoru a dalších zařízení v elektromobilech. Cílem jsou samozřejmě úspory energie a následný delší dojezd těchto vozidel," svěřuje se Macek.

Vědci z Roztok také provádějí zkoušky různých typů motorů používaných ve vozech koncernu Volkswagen i dalších výrobců, spolupracují také při vývoji nových typů turbodmychadel a vstřikovačů paliv.

 

3 litry

nafty na sto kilometrů je cíl vývojářů, kteří pracují na novém motoru pro automobilku Renault.

Související