První turbodmychadlem přeplňovaný automobilový motor se objevil v 60. letech v zámoří. O dekádu později se turbo postupně stalo fenoménem, pro změnu u evropských a japonských značek. Jednou z těch nejvýznamnějších byl dnes už zaniklý švédský Saab.
Ačkoliv Američané vždy razili v souvislosti s automobilovými motory heslo „objem ničím nenahradíš“, zároveň také jako první uvedli turbodmychadlem přeplňovaný motor. Pionýrem byla, jako u spousty dalšího, značka Oldsmobile.
Primitivní řízení otáček turbodmychadla v kombinaci s americkými benziny o nízkém oktanovém čísle rychle vyústily v problémy se samozápaly vinou vysoké teploty zápalné směsi. Američané situaci řešili přidáváním antidetonační kapaliny do benzinu známé jako Turbo Rocket Fluid.
Příběh Saabu definitivně končí. V aukci si budete moci koupit unikátní prototypy
Důvod, proč byli Američané v nasazení turbodmychadla u automobilového motoru první na světě, není tak těžké odhadnout, jelikož v letectví se turbodmychadlo používalo už od 30. let. Šlo o snahu kompenzovat úbytek kyslíku s rostoucí výškou letu. A tím udržet v letové výšce stejný výkon motoru, jaký vykazoval ve výšce střední hladiny moře. Protože šlo o vesměs nízkotlaké přeplňování, navíc v kombinaci s leteckým palivem, s problémy se samozápaly, lidově klepáním motoru, se v letectví tolik nepotýkali.
Evropské automobilky poprvé nabídly turbodmychadlo počátkem 70. let. Na samotném začátku byly dominantní tři značky: BMW, Porsche a Saab. Posledně jmenovaná švédská automobilka měla k přeplňování blízko z letectví.
Kompresní poměr: Ukazatel hospodárnosti
Turbodmychadlem přeplňované motory na svém počátku sice zvyšovaly měrný výkon agregátů, v některých případech poměrně výrazně, ovšem na úkor jiných vlastností. Nešlo jen o pružnost motoru v nízkých a středních otáčkách, ale také o problém vysoké spotřeby paliva.
Výrazné zvýšení výkonu znamenalo motor přeplňovat vysokým přetlakem. Jenže to zároveň znamenalo použít velmi nízký statický kompresní poměr. A ten je jedním z hlavních ukazatelů termodynamické účinnosti agregátu. Při nízkém kompresním poměru je zmíněná účinnost malá, což vede k vysoké spotřebě paliva. Nikoliv však při požadavku na vysoký výkon, ale naopak v režimu nízkého nebo částečného zatížení. Takový motor spotřebovává hodně paliva bez ohledu na to, zda jezdíte rychle nebo pomalu, a tedy i jak těžkou pravou nohu máte.
Ojetý Saab 900 (NG) a 9-3 (OG): Ukřivděný sob
Zvýšit statický kompresní poměr znamenalo naopak snížit maximální plnicí tlak turbodmychadla. Jenže to také znamenalo nižší měrný výkon. V opačném případě by se motor dostával do režimu vzniku samozápalů, a tedy by klepal, lidově řečeno. To rozhodně jeho mechanice neprospívá. U moderních motorů se to řeší vyspělým řízením turbodmychadla v kombinaci s přímým vstřikováním benzinu, které ochlazuje spalovací prostor, a tedy snižuje riziko samozápalů.
Výkon podle paliva
Do celé problematiky navíc vstupuje palivo, přesněji jeho oktanové číslo, které udává odolnost motoru proti vzniku samozápalů. Čím je oktanové číslo vyšší, tím je zmíněná odolnost lepší.
V době, kdy se v motorech osobních automobilů nenabízelo přímé vstřikování benzinu, přišel Saab u přeplňovaných motorů se systémem APC. Poprvé se objevil už u motorů druhé generace této značky v roce 1980.
APC je zkratka pro Automatic Performance Control, neboli „samočinné řízení výkonu“. Elektronické zařízení umělo už tehdy přeplňovanému motoru zajistit spalování na hranici klepání. A to bez ohledu na oktanové číslo benzinu, které bylo v rozsahu 92 až 98 VM (tj. číslo zjištěné tzv. výzkumnou metodou, také označované RON, Research Octane Number)
U běžných motorů s elektronickým řízením je snímač klepání napojen na elektronické zapalování. Pokud natankujete palivo o nižším oktanovém čísle, dojde ke snížení výkonu změnou předstihu zapalování.
Jak Gabriel Voisin změnil tvář evropského automobilismu? Inspiroval Citroën i Saab
V systému APC se k tomu navíc přidávala regulace otáček turbodmychadla, a tedy plnicího tlaku. Do řídicí jednotky APC vstupovaly signály ze snímače klepání, snímače plnicího tlaku na bázi transduktoru a snímače otáček motoru u původního systému braného z rozdělovače zapalování. U novějšího se systémem SDI (Saab Direct Ignition, tedy elektronické zapalování bez rozdělovače – další inovace švédské značky) z věnce na klikové hřídeli.
Z řídicí jednotky APC byl veden elektrický signál do solenoidového taktovacího ventilu, pracujícího s rozdílem tlaků před a za dmychadlem, jenž pneumaticky ovládal obtokovou klapku turbíny, tedy wastegate. Běžné tehdy nabízené přeplňování turbodmychadlem pracovalo pouze s čidlem plnicího tlaku a nebralo tedy v potaz údaje z čidla klepání motoru.
Uvedené řešení dovolilo u modelu 900 Turbo zvýšit statický kompresní poměr z původních 7,2:1 na 8,5:1 při dvoulitrovém objemu motoru a zároveň obdobném nejvyšším výkonu. To přispělo k výraznému snížení spotřeby paliva zejména v režimu částečného zatížení. Zároveň to také zlepšilo odezvu na přidání plynu.
Z továrny odjíždějí poslední vozy značky Saab • Klaravik
Zdroj: časopis Svět motorů, ročník 1984, Jalopnik, prospekty na Saab 900 Turbo