Mercedes-Benz V8/V6 - Nové motory

V současné době řádí v oblasti pohonu automobilů euforie, která u jejich hnacích systémů pohřbila nadvládu ropy a na trůn mobility chce dosadit elektromotor…

Ano, elektromotor možná zásoby ropy šetří pro důležitější odvětví a také k životnímu prostředí má šetrnější vztah, ale aby se elektrický pohon opravdu prosadil, bude ještě hezkou chvíli trvat, protože překážek k překonání je dost. I za třicet let budou spalovací motory pohonem dominujícím, ovšem budou o mnoho hospodárnější než jejich předchůdci. Zvláště to platí u pohonu automobilů prémiových značek, které se vozů vyšších tříd nehodlají vzdát. Nebude to třeba, neboť spalovací motory mají naštěstí ve svém vývoji ještě značné rezervy, z nichž lze čerpat…

Vzorným příkladem jsou nové zážehové šestiválce a osmiválce ve vidlicovém uspořádání, které Mercedes-Benz ještě letos nasadí ve třídě CL a S. Prezentace nových motorů se týká jejich zážehové verze, která má plnit dlouhodobý požadavek na sbližování procesu spalování obou základních principů zážehového a vznětového tak, aby zážehový se stal hospodárnějším a vznětový vytvářel méně škodlivých emisí. V této aktuální etapě se tedy zrodily dva nové vidlicové motory V6 a V8, u nichž podstatnou roli hraje přímý vstřik benzinu třetí generace, několikanásobné zapalování MSI (Multi-Spark Ignition) a vpodstatě i downsizing, když u V8/90° byl proti předchůdci snížen objem z 5,5 na 4,6 litru a nově se objevila dvě turbodmychadla (každé pro jednu řadu válců) pracující s přetlakem 0,9 baru a otáčkami až 150 000 min 1. Výsledkem je nárůst výkonu o 12 % (320 proti 285 kW) při objemu sníženém o 15 %. Zatímco spotřeba dnešního kupé CL 500 je 12,3 l/100 km, kupé s novým motorem V8 vystačí na stejné vzdálenosti s pouhými 9,5 litru ( -22 %).

Pokud jde o variantu V6, zůstaly vrtání válců a zdvih pístů stejné, změnil se ale úhel rozevření obou řad z 90 na 60° (odpadl tak vyrovnávací hřídel pro tlumení kmitů prvního řádu), ale základní verze má nadále atmosférické plnění (díky modularitě konstrukce není problém na přeplňování turbodmychadlem snadno přejít); nový je ovšem jak systém sání s rezonančním plněním, tak výfukový s vylepšenými proudovými podmínkami. Bylo dosaženo výkonu 225 kW (306 k) z objemu 3,5 l (předchůdce ve třídě S při shodném objemu má 200 kW/272 k). Pokud jde o spotřebu, tak Mercedes-Benz třídy S s novým šestiválcem vystačí na 100 km se 7,6 l benzinu a je tedy o 24 % hospodárnější (stejný rozdíl platí samozřejmě i pro množství emisí CO2).

Oba nové motory dostaly přímý vstřik benzinu třetí generace, využívající ke tvorbě směsi vstřikovač umístěný ve středu spalovacího prostoru, s paprskem paliva mířícím kolmo na dno pístu (tvorba směsi přímým palivovým paprskem) a se zapalovací svíčkou v jeho těsné blízkosti. Palivo je tedy ihned po vstřiku zažehnuto, což vyžaduje vyšší tlak, v tomto případě až 200 barů. Tento princip má spolu s piezoelektrickými vstřikovači a několikanásobným zapalováním MSI podle odborníků nejvyšší potenciál pro další optimalizaci spotřeby. Piezokrystaly mění svou strukturu vlivem elektrického napětí v mikrosekundách s přesností tisícin milimetru. S odezvou 0,1 milisekundy lze jemný vstřik paliva výborně přizpůsobit aktuálnímu zatížení a otáčkám pro dosažení příznivé spotřeby, nízkých emisí a snížení hlučnosti hoření. Inženýři značky Mercedes-Benz možnost vícenásobného vstřikování i těch nejmenších množství paliva využili k tomu, aby ve větším rozsahu charakteristiky motoru zvládli spalování chudé směsi, tedy další možnosti řízeného spalování. Vznikl tak provozní stav HOS (homogenní/vrstva), kde první vstřik sacího zdvihu vytváří základní homogenní směs, vlastní vrstva paliva se vytváří až dvojitým vstřikem při kompresi před zážehem.

Další provozní možností je HSP (homogenní/dělení), kde se pro homogenní hoření dodává 95 % paliva při nasávání a malé množství se vstřikuje později pro bezpečné zapálení a stabilizaci hoření. U motoru V6 je tak hoření rozdělené do čtyř fází, a to volnoběžný chod (homogenní spalování), nízká zátěž (vrstvené spalování), střední zátěž (HOS) a vysoké zatížení (homogenní spalování, popř. HSP). Pokud jde o přeplňovaný motor V8, u něho je v celém rozsahu charakteristiky využíváno spalování homogenní.K přímému vstřiku třetí generace patří také vícenásobné zapalování MSI, u něhož je cívka po přeskočení jiskry znovu rychle nabita. Tento systém dovoluje během milisekundy vytvořit až čtyři jiskry, které je možno přizpůsobit optimálnímu hoření zvláště pro složení výfukových plynů vrstveného spalování. Samotné využití piezoelektrického vstřikování v kombinaci s MSI umožňuje ušetřit až čtyři procenta paliva.

Pro ještě ucelenější představu o nových motorech je třeba zmínit hlavy válců s natáčením obou vačkových hřídelů pro možnost plynulé změny časování. Hydraulický systém s lopatkovým čerpadlem dovoluje natočení až o 40° vzhledem k hřídeli klikovému. Vznik tohoto kompaktního systému dovolil až nový dvoustupňový řetězový převod. S jeho uspořádáním souvisí také nově vyvinuté plynule regulované olejové čerpadlo, pracující ve dvou základních tlakových stupních tak, aby mazání motoru bylo v souladu s jeho zátěží a provozními otáčkami. V prvním stupni (do tlaku dvou barů) jsou například vypnuty vstřiky chladící pracovní písty. Nový systém Start/Stop pracuje na principu přímého startování, což znamená, že při vypnutí motoru čidlo klikového hřídele zmapuje polohu jednotlivých pístů a při nastartování zapaluje jako první válec v optimálním nastavení, přičemž po krátkém roztočení motoru elektrickým spouštěčem už následuje spolehlivé vstřikování, zapalování a hoření paliva.


Zdroj: Automobil 09/10
Autor: Pavel Biskup

Fotogalerie