Porsche prozřelo a rozhodlo se, že se spalovacími motory se nakonec jen tak nerozloučí. Automobilka dál investuje čas i energii do toho, aby své benzínové motory pod kapotou udrželo a ty dokázaly plnit stále přísnější emisní požadavky. Mají si také uchovat to podstatné, co na spalovacích motorech od Porsche zákazníci chtějí, tedy odezvu, charakter a celkovou radost z jízdy. Nově tomu napovídá i patent, kterého si všimli novináři z CarBuzz. Popisuje způsob, jak z výfukových plynů vytěžit víc energie než dnes.
Proč už není limitem výfuk, ale samotný motor
Porsche v patentu vychází z jednoduché úvahy. Současné motory mají výfukové plyny teplejší než kdy dřív, takže v nich zůstává velké množství tepelné energie. Paradoxně však dnešní limit toho, co lze z výfuku „vytáhnout“, často neurčuje množství dostupné energie, ale schopnost motoru přijmout další vzduch.
Turbodmychadla umí z výfukových plynů získat hodně, jenže motor dokáže při daném zdvihovém objemu a otevření škrticí klapky nasát jen určité množství vzduchu. Jinými slovy to znamená, že i kdyby se použilo větší turbodmychadlo schopné ještě vyššího plnicího tlaku, část získané energie by stejně zůstala nevyužitá, protože by ji nebylo kam „uložit“ do dalšího výkonu.
Přečtěte si také:
Turboexpandér v mezichladiči: komprese, pak řízená expanze
Řešení, které Porsche v patentu popisuje, spočívá v expanzní turbíně zabudované přímo do mezichladiče stlačeného nasávaného vzduchu. V dokumentech se pro ni objevuje označení expanzní turbína, případně turboexpandér. Principem připomíná turbodmychadlo, jen pracuje opačným směrem: dovnitř proudí horký a stlačený plyn a ven odchází chladnější a méně stlačený plyn.
„Tady platí zákony termodynamiky,“ zní v jedné z formulací, a právě to je klíč. Při takové expanzi se část energie nevytratí jen jako teplo, ale lze ji odebrat jako využitelný výkon, buď mechanický, nebo elektrický. Podobný princip používají i tepelné elektrárny, kde turboexpandér mění energii páry na práci pro generátory.
Co s energií navíc: pomoc turbu, nebo elektřina pro baterii
Porsche počítá s tím, že výstupní hřídel turboexpandéru může být mechanicky propojena s hřídelí kompresoru turbodmychadla. Výsledkem by bylo snazší roztáčení kompresoru a možnost zvýšit plnicí tlak, případně zlepšit reakce motoru.
Druhá cesta je elektrická: turboexpandér může pohánět generátor a vyrábět energii, která by se uložila do baterie vozu. Nejde o žádný perpetuum mobile, z turboexpandéru se nevrátí každá jednotka energie vložená do systému. Přesto má patent mířit k tomu, aby se z výfukového tepla vytěžilo víc než u běžného turbodmychadla.
Vedle toho přichází ještě jeden praktický bonus, protože expanzí se vzduch ochladí. Chladnější vzduch je hustší, a hustší náplň ve válcích obecně prospívá výkonu, protože umožní dodat více kyslíku, a tím i více paliva v rámci možností motoru.
Variabilní geometrie a možnost potlačit „turbodíru“
Součástí návrhu je i turbína s variabilní geometrií. Ta by umožnila průběžně měnit průtok a tlak podle toho, co motor zrovna potřebuje, ať už jde o reakci, plnicí tlak, nebo maximalizaci získané energie.
Patent zmiňuje také využití jako jakéhosi systému proti prodlevě přeplňování. Pokud by se rychlost turboexpandéru řízeně „přiškrtila“ tak, aby zvyšovala otáčky, mohl by přes mechanické propojení roztáčet i samotné turbodmychadlo ve chvíli, kdy je škrticí klapka zavřená. Praktický efekt by byl jednoduchý: po podřazení by byl tlak přeplňování k dispozici okamžitěji.
Přečtěte si také:
Vedlejší efekt, který může prodloužit život komponentů
Další výhoda se má projevit ve výfukové soustavě za turbodmychadlem. Pokud se ze spalin odebere více energie, klesne jejich teplota. To může prospět komponentům, které jsou ve výfukové trase dál, a podle Porsche by díky tomu mohly déle vydržet. Zároveň se zmiňuje i potenciál snížit teploty v motorovém prostoru.
CarBuzz zároveň spekuluje, že pravděpodobně nejde jen o nápad do šuplíku, ale o řešení, které Porsche skutečně zvažuje pro budoucí spalovací vozy. Pokud by se dostalo do praxe, mělo by pomoci zvýšit výkon a zároveň přispět k nižší spotřebě, a tím i emisím.
Platíte za autopojištění zbytečně moc?
Najděte nejlevnější nabídku během 2 minut a ušetřete až 4 500 Kč.
🔍 Porovnat ceny zdarmaNezávazné srovnání • Okamžitý výsledek