Dieselová Pro a Proti, část I: V čem je diesel nejlepší

V Evropě nemáme těžařské společnosti, ale zato celou řadu energetických. A tudíž velmi silnou lobby, která tlačí na používání elektrické energie v dopravě. Například automobily se spalovacími motory musí v každé reklamě strašit údajem o emisích CO2, podobně jako cigarety tím, že škodí zdraví. Elektromobily se tváří, jako by jízdou s nimi žádné emise nevznikaly, vždyť přece nemají výfuk. Ale z výsledného energetického přepočtu, ztrát při transportu a účinnosti výroby elektřiny v převážně tepelných elektrárnách vyplývají elektrickému smartu emise větší než Mercedesu třídy E se šestiválcem pod kapotou.

Pod tlakem emisních norem došlo k prudkému vývoji zážehových motorů, které musí opouštět tradiční nepřímé vstřikování do sacích kanálů a škrticí klapku, což je kombinace z hlediska čistoty emisí dlouhodobě problematická. Nové technologie (přímé vstřikování či proměnný zdvih ventilů) jdou ruku v ruce s přeplňováním a nárůstem specifických výkonů, spotřeba přitom klesá. Vznětový motor se zdá být ohrožen i z druhé strany. Předkládáme proto seznam argumentů, jimiž by se měl příznivce dieselu (tedy racionálně smýšlející člověk) před novými samozvanými věrozvěsty obrnit.

Oslovené diesel servisy se shodují, že auta se vstřikováním common rail vyrobená v posledních čtyřech letech jsou velmi spolehlivá. Že problémy zmíněného systému na přelomu tisíciletí se již na současných vozech neopakují. Holt co nenasimulovali zkušební jezdci při vývoji, to dokázali skuteční motoristé a paliva průměrné jakosti. Výrobci se poučili. Vývojem prošly technologie, materiály (běžně se používají povrchy ze syntetického diamantu) i řídicí elektronika. Jak ta může zabránit závadám? Tím, že své ovládací impulzy přizpůsobí opotřebení vstřikovače. Masivní závady vstřikovacích systémů Denso v minulých letech mohly být dány nikoliv choulostivostí vstřikovačů, ale právě omezenými schopnostmi jednotek v tomto směru.

Nafta na rozdíl od benzinu nesmývá olejový film z válců, takže vznětové motory déle vzdorují opotřebení. Navíc diesel není citlivý na bohatost směsi. Spaluje v prostředí přebytku kyslíku. Když vstřikovací zařízení nepracuje správně a nafty je méně, motor méně jede, ale nezastaví se. Pokud je nafty více, naopak více jede či více kouří, ale opět se nezastaví. Jestliže je špatně rozprášena, pracuje hlučně, špatně táhne, hodně žere, ale stále jede. Ano, platilo to zejména u dieselu bez filtru, který se nemohl při vysoké kouřivosti ucpat, ale principiálně vyšší spolehlivost vznětového principu spalování zůstává. Zážehový motor potřebuje směs správného poměru vzduchu vůči palivu, jinak se vůbec nemusí podařit ji zapálit. Na správném složení směsi také závisí funkce katalyzátoru. Když vlivem nesprávného složení spalin reakce v něm „zhasne“, kontrolní lambda sonda to ihned pozná a agregát přejde do nouzového režimu. Sklony ke kolísání bohatosti směsi jsou vlastní všem opotřebeným zážehovým motorům a způsobeny změnami vnitřní aerodynamiky vlivem karbonových úsad. Funkce dnešního zážehového agregátu je mnohem více závislá na jeho stavu – již při mírném opotřebení motor přestává fungovat, protože se prudce zhoršuje složení emisí a ty mají v současných řídicích jednotkách prioritu.

Nepřímo limituje výkon dieselu schopnost vstřikovačů kvalitně rozprášit potřebné množství paliva v krátkém čase či negativní vlivy jeho zvyšování na charakteristiku (velká turbodmychadla mají velkou setrvačnost a projevují se turboefektem). O moc vyšší otáčky diesel nikdy mít nebude, ale točivé momenty dále porostou. Plnicí tlak není ničím limitován. U zážehových motorů platí, že plnicí tlak smí být jen takový, aby v kombinaci s kompresí motoru nedosáhl hranice samozápalů - tedy vznícením benzinu teplem ještě před přeskočením jiskry. Přímé vstřikování benzinu do válců, které kompresní prostor ochladí, toto riziko posouvá, nikoliv eliminuje. Předcházení samozápalům extrémně bohatou směsí (jak tomu bývalo u přeplňovaných agregátů formule 1 s objemem 1500 cm3 a výkonem 1000 koní) není při dnešních požadavcích na čistotu spalin možné. Přímé vstřikování umožňující benzinovým turbomotorům růst specifických výkonů navíc přináší nový problém – kouřivost. Ano, benzinové motory dnes produkují pevné částice čili saze, jelikož ne všechny kapky se před zapálením stihnou dokonale odpařit. Pro příští emisní normy si budou možná muset život zkomplikovat filtry pevných částic po vzoru dieselů.

Současná cenová výhoda nafty proti benzinu není zásadní, v některých zimních obdobích bývá litr nafty dokonce dražší než stejné množství benzinu. Ovšem obě paliva mají rozdílnou hustotu. Litr benzinu váží 720 až 775 g, litr nafty více – 820 až 845 g. Výhřevnost na kilogram mají obě pohonné hmoty zhruba stejnou (benzin 42,0 až 43,5, nafta 42,5 MJ/kg). S každým litrem nafty tak tankujete více energie a dojedete dále, i kdyby vyšší účinnosti vznětového motoru nebylo. Navíc povinné biopříměsi dále mění tento poměr ve prospěch nafty. Etanol má výhřevnost jen 26,8 MJ/kg, jeho pětiprocentní přídavek snižuje výhřevnost benzinu asi o 2,5 procenta. Do nafty přidávané FAME má výhřevnost nižší jen zanedbatelně.

To je asi nejdůležitější přednost vznětového motoru, plynoucí z jeho vyšší komprese a nižších čerpacích ztrát (nesaje skrz škrticí klapku). Z technických údajů automobilek se bohužel vytratil údaj o měrné spotřebě, z nějž lze vypočítat účinnost motoru. To proto, aby zákazník neměl šanci objektivního srovnání a marketing jej mohl tahat za nos. Posledním mohykánem je Ford, jehož vznětové motory TDCi mají účinnost 45 % (při měrné spotřebě 195 g/kW.h) a nové zážehové jednotky EcoBoost (s turbodmychadlem a přímým vstřikováním) maximálně 40 procent.