Když 10. srpna 1893 Rudolf Diesel pozoroval první zážeh u svého motoru, pravděpodobně nepředpokládal, že v relativně krátké době se účinnost jím navrženého řešení exponenciálně zvýší, a to nejen v důsledku zdokonalení výrobních postupů nebo použitím stále lepších materiálů, ale především díky dalším průlomovým změnám ve způsobu zásobování motorů palivem a vzduchem.

Turbodmychadla v nákladních automobilech

Dnešní nákladní vozidla jsou vybavena velkými turbodmychadly dosahujícími vysokých hodnot přeplňování. Důvodů pro jejich použití je několik, ale mezi nejdůležitější patří určitě vyšší maximální výkon a točivý moment, snížení průměrné spotřeby paliva a také možnost splnit stále přísnější emisní normy. V době, kdy výkony 440 až 500 koní nejsou nijak ohromující a kdy vrcholná verze vozu Scania 770S dosahuje, jak napovídá její název, výkonu 770 koní a ohromujícího točivého momentu 3700 Nm, stojí za to se na chvíli zastavit a podívat se na samotný začátek cesty, která nás dovedla až k tomuto momentu.

První turbodmychadla – historie

Samotný koncept přeplňování vznikl mnohem dříve než první prototyp vznětového motoru. Předchůdce tohoto typu řešení představil a patentoval známý konstruktér Gottlieb Daimler již v roce 1885. Tento návrh měl sice s turbodmychadly málo společného, protože se jednalo o čerpadlo poháněné převodovkou, ale položil základ koncepci mechanického vhánění většího množství vzduchu do motoru, než je přirozeně možné. Myšlenka na první turbodmychadlo, jak ho známe dnes, vznikla o něco později. Švýcarský inženýr Alfred Büchi vyvinul systém mechanického přeplňování, který využíval kompresor poháněný výfukovými plyny společně s kompresorem poháněným horním vačkovým hřídelem motoru. Prototyp vyvinutý v roce 1915 byl určen k boji proti poklesu výkonu letadel ve vysoké výšce v důsledku zředění vzduchu. Prototyp se ukázal být natolik neúspěšný, že se systém nikdy nedostal do sériové výroby. Švýcarského konstruktéra nicméně následovali další vynálezci z celého světa a brzy se objevily další návrhy založené na podobném principu.

Průlom nastal v roce 1925, kdy bylo poprvé komerčně použito turbodmychadlo ve vznětovém motoru. Tento motor měl 10 válců a byl použit při stavbě dvou německých osobních lodí – „Preussen“ a „Hansenstadt Danzig“. Použití turbodmychadel umožnilo zvýšit výkon pohonných jednotek z přibližně 1750 koní na 2500 koní, což byl významný rozdíl. Těsně před válkou se rozšířilo používání turbodmychadel také v letectví. Stroje jako slavný B-24 Liberator nebo B-17 Flying Fortress naplno využívaly zvýšený přívod vzduchu k motoru. Premiéra této technologie v nákladních automobilech však proběhla až ve 30. letech 20. století. Průkopníky byli opět Švýcaři, konkrétně renomovaná společnost Adolph Saurer AG, která od roku 1931 nabízela řady motorů BXD a BZD s volitelným přeplňováním.

V průběhu let se technologie mechanického přeplňování neustále vyvíjela. Poměrně pozdě, teprve v 50. letech 20. století, se začala používat i u osobních automobilů. Samozřejmě bychom mohli napsat o legendárních konstrukcích, jako je BMW 2002 Turbo, ale to není téma našeho webu. Faktem však zůstává, že neustálý vývoj a snahy o zlepšení výkonu motorů neminuly ani nákladní vozidla. V dnešní době si na vozy bez přeplňování vzpomenou už jen šoféři ze staré školy a osobně je můžete vidět pouze na srazech historických vozidel. Svět se posunul dál a výrobci se předhánějí ve vymýšlení dalších a dalších vylepšení. I o tomto tématu by se dala napsat kniha, ale v současné době se zdá, že jediným způsobem, jak splnit požadavky stále přísnějších emisních norem, je neustálé snižování zdvihového objemu motorů spolu s rostoucím přeplňováním pohonných jednotek.

Současná turbodmychadla – trendy

Následující kroky ve vývoji turbodmychadel budou zřejmě spočívat v dalším zdokonalování výrobních technologií, dosahování stále větší přesnosti, zmenšování rotujících hmot, a tím i rychlejšího „probouzení“ turbín a vyšších plnicích tlaků. Výrobci pracují také na doplňkových řešeních, jako je Turbo Compund nabízený společnostmi Volvo a Renault Trucks. Stručně řečeno, tato technologie spočívá ve využití tepla z výfukových plynů v druhé turbíně k přenosu výkonu přímo na klikovou hřídel, což u 13litrových motorů D13K TC přináší dodatečný točivý moment až 300 Nm.

I v éře rostoucí elektrifikace se zdá, že přeplňované vznětové motory nejsou v ohrožení, přinejmenším dokud jejich električtí bratři nevyřeší problém s dobou nabíjení a dojezdem. Na druhou stranu předpisy v oblasti životního prostředí budou i nadále nutit inženýry po celém světě pracovat na vývoji nových řešení, která by je splňovala. Turbodmychadla jsou nicméně zařízení, která úspěšně slouží člověku již téměř sto let, a navzdory trendům elektromobility v současné době nic nenasvědčuje tomu, že by měly „zastarat“. Jejich úloha v rozvoji dopravy je neocenitelná, takže až příště budete vytáčet motor, vzdejte hold těmto relativně malým hrdinům každého stoupání do kopce.