Na plný plyn

Už dlhší čas som sa zamýšľal nad tým, akú výhodu majú dieselové motory nad benzínovými motormi z pohľadu silových vlastností. Teda akú majú výhodu v ťahu, kedy musia preraďovať, aký má zmysel ťahať to až do vysokých otáčok. Očakával som, že benzínové motory budú na tom asi lepšie (samozrejme pri porovnaní motorov s približne rovnakým výkonom).

Ako názornú ukážku som sa rozhodol vybrať si dva benzínové a dva dieselové motory z Ford Focusov. Benzínové motory sú zastúpené 2.0 Duratec HE (motor z môjho auta), 1.6 Ti-VCT (variabilné časovanie ventilov). Dieselové motory sú zastúpené 1.8 TDCI a 2.0 TDCI.

Začal som teda najskôr teóriou. Hľadal som články zaoberajúce sa výkonom a prípadne porovnaním výkonov benzínových a dieselových motorov. Prvé, čo ma prekvapilo, bolo, že výkon sa počíta pomocou vzorca, do ktorého sa doplní nameraný krútiaci moment a otáčky motora v danom momente. Vždy som si myslel, že výkon aj krútiaci moment sú samostané veličiny. Hneď mi bolo jasné, že tým pádom sa najdôležitejším stáva hladký priebeh krútiaceho momentu.

Vzorce na výpočet výkonu, sú:
Power [kW] = Torque [Nm] x Speed [1/min] / 9549
Power [PS] = Torque [Nm] x Speed [1/min] / 7019

Pokračoval som tým, že som potreboval zohnať údaje o priebehu krútiaceho momentu. Tie som získal z oficiálnych údajov Fordu, kde boli uverejnené grafy priebehu krútiaceho momentu jednotlivých motorov. Tieto priebehy som si dal do rastra a prepísal do tabuľky. Do druhej tabuľky som si vypočítal výkon motorov. Nakoniec som z obidvoch tabuliek spravil grafy priebehu krútiaceho momentu a výkonu.

Priebeh krútiaceho momentu

Z grafu je krásne vidieť, ako krútiaci moment benzínových motorov je skoro vyrovnaný v celom spektre otáčok, pričom dieselový motor má jeden silný moment a za ním krútiaci moment rapídne padá. Zároveň je však vidieť, že hodnota krútiaceho momentu u dieselových motorov je dominantná aj pri vyšších otáčkach, kedy krútiaci moment rapídne padá. Taktiež je vidieť, že krútiaci moment benzínových motorov dosahuje vysoké hodnoty aj pri vyšších otáčkach. Keďže do výpočtu výkonu vstupujú aj otáčky, mal som predstavu, ako bude vyzerať graf výkonu.

Priebeh výkonu

Ako je vidieť, z pohľadu výkonu sa výhoda krútiaceho motoru dieselov stráca. V podstate už po 3750 otáčkach tak rapídne klesá výkon, že nemá zmysel motor točiť nad tieto otáčky. To je práve ten efekt dieselových motorov, kedy po dosiahnutí určitých otáčok motor stratí výkon a ťah a určite treba preradiť na vyšší stupeň. Druhé, čo sa tu dá vidieť je, že výkon benzínových motorov krásne lineárne stúpa až do kritických otáčok.

Prevody

Ďaľšia vec, ktorá mi začala vŕtať v hlave, bolo aký má ťah auto pri jednotlivých prevodových stupňoch. Akú silu prenáša auto na vozovku pri zaradenom prevodovom stupni.

Potreboval som teda zohnať údaje o prevodovkách. Zohnal som ich takisto v oficiálnyhc údajoch Fordu. Prepísal som si teda do ďaľšej tabuľky hodnotu prevodových pomerov a stáleho prevodu. Pomocou týchto údajov som si vypočítal krútiaci moment pôsobiaci na hnanej náprave.

 
Ako je vidieť, benzínové motory ťahajú na tom istom rýchlostnom stupni približne tak isto. Je tu vidieť aj výrazný pokles ťahu dieselových motorov.

Ďaľšia významná vec je, že u benzínových motorov sa oplatí pre maximálny výkon točiť motor do čo najvyšších otáčok, dá sa povedať až po obmedzovač. U dieselových motorov je to úplne iné. Po prekročení určitých otáčok a tým pádom aj rýchlosti, sa už oplatí preradiť na vyšší stupeň, aj keď motor by ťahal ešte ďalej. Ale úbytok výkonu je už taký výrazný, že sa to neoplatí. Takže kritické otáčky dieselových motorov sú postavené už ďaleko za možným využitím. Ďaľší marketingový ťah výrobcov automobilov...

Porovnanie ťahu

Keď som už mal k dispozícii takéto informácie, nedalo mi to a porovnal som ťah na jednotlivých prevodoch medzi motormi. Porovnával som hlavne môj motor s inými.

Da sa tu vidieť, že môj motor má výraznú prevahu, hlavne vo vyšších otáčkach.

To je vidieť, že aj keď má diesel vyšší krútiaci moment motora, tak samotné sprevodovanie túto výhodu eliminuje. Keď sa benzínový motor ponechá vo vysokých otáčkach, tak svojim sprevodovaním prekoná aj výrazne "silnejší" dieselový motor. Je však zároveň vidieť, že špička krútiaceho momentu je tak výrazná, že aj pri jemnej jazde má dieselový motor výrazný záťah, ktorý je však veľmi krátkodobý.

Tento graf len potvrdzuje, že otáčky benzínového motora dokážu prevýšiť aj výrazne vyšši krútiaci moment dieselového motora.

Záver

Čo dodať na záver:

• Upevnil som si názor, že benzínový motor je jednoznačne vhodnejší na športovú jazdu.
• Zistil som, že výhoda krútiaceho momentu dieselového motora sa dá prekonať otáčkami benzínového motora.
• V žiadnom prípade nemá zmysel točiť dieselový motor do vyšších otáčok, stači do cca 3750 (platí pre motory TDCI, iné motory môžu mať tento limit postavený v iných otáčkach).