Motor: zážehový nebo vznětový?
Na tuto často a vášnivě diskutovanou otázku nelze dát jednoznačnou odpověď. Záleží totiž na mnoha okolnostech. Dokonce ani motoristé, kteří se o svém dalším vozidle rozhodují výhradně na základě chladného ekonomického kalkulu, si nemohou výhodnost...
Na tuto často a vášnivě diskutovanou otázku nelze dát jednoznačnou odpověď. Záleží totiž na mnoha okolnostech. Dokonce ani motoristé, kteří se o svém dalším vozidle rozhodují výhradně na základě chladného ekonomického kalkulu, si nemohou výhodnost té či oné varianty spočítat do posledního pětníku. Vždycky zůstane nejistota v podobě nepředpokládaných oprav nebo překvapivého vývoje cen na trhu paliv či ojetých vozů. Jasno mají jen zapřisáhlí vyznavači jednoho z paliv, ať už je to benzin nebo nafta…
Podobně, jako je tomu i v ostatních oblastech života, není ani problematika zážehového a vznětového motoru černobílá. Oba druhy motorů mají již ze své podstaty svá pro a proti, a kromě toho je nutné přihlédnout také k tomu, že i každá jednotlivá konstrukce motoru rozdílným způsobem a v různé míře tyto vrozené výhody využívá, resp. nevýhody potlačuje. Dalším faktorem není technika samotná, ale její uživatel. Stejně, jako máme každý nezaměnitelný otisk prstů, tak i pohled a preference jednotlivých motoristů jsou vzájemně odlišné natolik, že není možné dát univerzální odpověď na otázku zmíněnou v titulku. A i kdyby to možné bylo, moc bychom si tím nepomohli: Pokud bychom všichni jezdili na naftu, co s benzinem, který je stejně jako nafta přirozeným produktem zavedených procesů zpracování ropy? Nehledě na chybějící kapacity rafinerií pro výrobu tak velkého množství nafty. Žel politická rozhodnutí v některých zemích neberou tyto skutečnosti příliš v patrnosti. Opačně to samozřejmě platí také. Pokud pomineme problematickou otázku alternativních paliv, pak je budoucnost obou typů motorů svázána především se zásobami ropy a jejich těžitelností.
Opakování na úvod
Dělení na zážehový a vznětový motor se řídí podle způsobu zapálení směsi paliva a vzduchu. Začněme stručnou charakteristikou konstrukce zážehového motoru, jehož počátky sahají až do 60. let 19. století. Stejně jako u vznětových motorů se v současnosti používají pro osobní automobily čtyřdobé víceválcové konstrukce, pouze Mazda okrajově udržuje tradici Wankelova motoru s rotačními písty. Dvoudobé motory jsou sice konstrukčně jednodušší, ale hlavní překážkou pro jejich další aplikace jsou problémy s emisemi. U zážehových motorů se mohou používat paliva kapalná (např. benzin, etanol, metanol) nebo plynná (např. zemní plyn/CNG, propan-butan/LPG). Homogenní směs paliva se vzduchem se ve válci pístem stlačuje pouze do takové míry, aby její teplota nepřesáhla hranici (směs se stlačením ohřeje zpravidla na 400 až 500 °C), kdy by již docházelo k samovznícení, a proto je nutné směs zažehnout jiskrou ze zapalovací svíčky. Směs se může tvořit mimo válec, tedy v sacím potrubí (motory s karburátory nebo nepřímým vstřikováním paliva), nebo přímo ve válci u motorů s přímým vstřikováním. U vznětového motoru, jehož princip vynalezl Rudolf Diesel v roce 1892, se tvoří směs vzduchu a paliva výhradně uvnitř válce (resp. u starších konstrukcí uvnitř jeho předkomůrky). Nejdříve se nasátý vzduch ve válci vysokým stlačením zahřeje na teplotu 700 až 900 °C, a poté je ve správném okamžiku před dosažením horní úvrati vstříknuta pod vysokým tlakem odpovídající dávka paliva (nejčastěji nafty), u něhož následně dojde v důsledku vysoké teploty k samovznícení.
Rozdíly v charakteristice
Jak se rozdílný charakter činnosti obou druhů motorů projevuje v praxi? Vznětový motor vyniká například úspornějším provozem a nabídkou velkého točivého momentu už od nízkých otáček, zatímco zážehový motor nabízí větší rozsah využitelných otáček a kultivovanější běh. Mohutná hnací síla turbodieselu má zpravidla razantní nástup lehce pod hranicí otáček 2000 min-1, toto potěšení ovšem netrvá dlouho. U nejlepších vznětových motorů je možné lehce překročit hranici 5000 min-1, ale vytáčení turbodieselu nad otáčky maximálního výkonu (obvykle kolem 4000 min-1) nedává většinou smysl, protože hnací síla nad touto hranicí rychle uvadá. Nicméně tato charakteristika vyhovuje klidnému stylu jízdy bez nutnosti častého řazení. Paradoxně jsou tedy vznětové motory vhodnější do větších a komfortně zaměřených vozů, v nichž se také lépe uplatní jejich vrozená hospodárnost. Paradoxně proto, že jejich běh je poměrně hlučný a vyžaduje proto velmi důkladné odhlučnění interiéru. Pak je výsledná hladina hluku v interiéru u vozů s turbodiesely nezřídka nižší než u verzí se zážehovým motorem. Zvláště se to projevuje ve vyšších rychlostech. Typický zvuk vznětového motoru je u moderních konstrukcí výrazně přítomný většinou jen u nezahřátého motoru a při pomalé jízdě.
Boj o kila a decibely
Automobil se vznětovým motorem však rychle nabývá na hmotnosti: už samotný vznětový motor je zpravidla výrazně těžší než zážehový motor s podobnými výkonovými parametry, k tomu je nutné přičíst výše zmíněné odhlučnění a celou řadu robustnějších komponentů, od převodovky až po podvozek. Podvozek těžkého vozu lze možná lépe naladit pro jízdní komfort, ale obratnost a ovladatelnost trpí. Nejen proto ocení sportovně zaměření řidiči spíše relativně lehký zážehový motor, který jde rychleji do otáček, jejichž maximum může u vysokootáčkových motorů přesahovat 8000 min-1. Navíc hnací síla zážehového motoru roste se vzrůstajícími otáčkami víceméně lineárně. A pokud daný automobil disponuje bezvadným řazením, těžko může být ještě něco, co by zvedlo úroveň radosti z dynamické jízdy (samozřejmě za předpokladu výborného podvozku). Jak jsme již řekli na začátku, nic není černobílé, a tak zážehový motor automaticky neznamená zábavný nebo kultivovaný motor. Zejména u maloobjemových atmosféricky plněných zážehových motorů se často objevuje nectnost v podobě nepříjemné hlučnosti ve vyšších otáčkách, což může být zvláště na dlouhých cestách velmi obtěžující.
Celý článek přináší FLEET č. 4/2008