Oszczędność bez wyrzeczeń

Ponad 40 lat temu 1,3-litrowy silnik z powodzeniem napędzał ważącego niespełna tonę Volkswagena Passata i nikt nie narzekał na marne osiągi. Później nastała era dużych silników i szybko rosnącej mocy. Ta musiała skompensować coraz większą masę auta uzbrojonego w dziesiątki kilogramów wyposażenia oraz – co akurat zasługuje na pochwałę – we wzmocnienia dające więcej szans na przeżycie poważnego wypadku. Jeszcze dekadę temu mogliśmy więc cieszyć się z posiadania wspomnianego Passata z nawet 4-litrowym silnikiem W8. Dziś to przeszłość.

Co prawda, ta bliższa, bo historia zatoczyła koło. Spójrzmy na oferty czołowych producentów menedżerskich limuzyn. Ford Mondeo? Można go kupić z litrowym silnikiem o trzech cylindrach. Wspomniany Passat? Proszę bardzo, dostępny jest wariant 1.4. Podobny silnik napędza też popularnego Opla Insignię, a nawet nowiutką Skodę Superb – aspirującą do grona aut z wyższego segmentu. Także BMW serii 3, czyli limuzyna klasy premium, od niedawna występuje w wersji z 1,5-litrowym silnikiem o trzech cylindrach. Skądinąd, zagorzali fani motoryzacji twierdzą, że zmiany te idą w złym kierunku. Mówią nawet – parafrazując Francisa Fukuyamę – o końcu motoryzacyjnej historii. Zwłaszcza że za zmniejszanie pojemności skokowej silników biorą się nawet sportowe marki, jak Ferrari i Porsche.

Korzyści z turbodoładowania

Cóż, trzeba się z tym procesem pogodzić. Tym bardziej że, wbrew pozorom, nie przynosi to ujmy samochodom. Z prostego powodu: tym razem mniejszy silnik nie oznacza spadku mocy i pogorszenia osiągów. Dzięki technologii jest wręcz odwrotnie. Taki np. Ford Mondeo, z silnikiem o pojemności skokowej butelki na mleko, rozwija moc 125 KM. Kiedyś podobnymi możliwościami dysponowała 2-litrowa jednostka, spalająca w mieście ok. 12 l/100 km. Ford realnie zadowoli się 8 l/100 km, a wcale nie jest ospały. Mocy dodaje turbodoładowanie.

Turbina, dostarczająca silnikowi powietrze w pokaźnych dawkach pod zwiększonym ciśnieniem, wpływa na jeszcze jedną cechę przyjazną kierowcy: zwiększa łatwość wyprzedzania. Wciśnięcie gazu powoduje niemal natychmiastowe, dynamiczne zwiększenie prędkości. Nie trzeba czekać – jak w silnikach wolnossących – na wejście na wysokie obroty. Zwykle nie jest też konieczne wrzucanie niższego przełożenia. Dobrze ustawiona turbosprężarka załatwia sprawę, dając odpowiednią siłę napędową. 

Dlatego nie ma powodów do narzekań, gdy siądziemy za kierownicą dużej limuzyny z niewielkim silnikiem. Nawet BMW nie ma się co wstydzić 3-cylindrowego napędu przeniesionego do serii 3 prosto z aut Mini. Może faktycznie jednostka ta mruczy mniej efektownie niż 6-cylindrowa, ale przecież nie wszyscy kierowcy to tzw. entuzjaści. Dla wielu drobna różnica w brzmieniu silnika nie ma znaczenia, gdy przy dystrybutorze zauważą konkretne korzyści.

Z wieloletnią tradycją zerwało również Volvo. Ta szwedzka marka słynęła z ciekawie brzmiących 5-cylindrowych silników: zarówno benzynowych, jak i dieslowskich. W jej nowych samochodach nie uświadczymy już takiego źródła napędu. We flagowym modelu XC90 można mieć np. tylko silnik 2-litrowy. Oczywiście, w różnych wariantach, o mocy od skromnych 190 KM w przypadku najsłabszego diesla, aż po 400 KM w spalinowo-elektrycznej hybrydzie. Niektórzy nabywcy tego masywnego SUV-a narzekają jednak, że brakuje im porządnego silnika, choćby o sześciu cylindrach. Cóż, najwyraźniej nie zawsze zadowoli się klientów jedynie dobrymi osiągami i oszczędnością.

Pewnie dlatego Mercedes nie eksperymentuje jeszcze tak śmiało z samochodami tej klasy. Bezpośredni rywal XC90, model GLE, wprawdzie może być napędzany 2,1-litrowym dieslem o czterech cylindrach, ale do wyboru są też 3-litrowe V6, a w sportowym wariancie – nawet 5,5-litrowe V8 o mocy... 585 KM. W tym ostatnim przypadku na pewno nikt nie myśli o oszczędzaniu na paliwie. Liczą się klang silnika, osiągi, piorunujące wrażenie. Podobnie zresztą robią i inni producenci aut klasy premium. Weźmy nowe BMW serii 3: można w nim wprawdzie mieć silnik o trzech cylindrach, ale jest też sportowe M3 z 3-litrową jednostką 6-cylindrową, oczywiście z turbodoładowaniem. Ma ona moc 431 KM.

Sportowe rewolucje

Zjawisko tzw. downsizingu dotyka jednak i sportowych samochodów, takich jak właśnie BMW M3. Poprzednia generacja tego modelu miała większy, bo 4-litrowy silnik. Na dodatek z ośmioma cylindrami i bez żadnego turbo, więc do silnika trafiało powietrze pod ciśnieniem atmosferycznym. Niektórzy uważają, że właśnie tamto M3 było ostatnim wartym uwagi. Siedząc za kierownicą nowego M3, trudno jednak zgodzić się z tak stanowczym sądem. Jeździ równie rewelacyjnie i do tego jest najszybsze w historii, a to przecież ważne w sportowych wozach.

Podobne zmiany jak BMW wprowadzają zresztą bezpośredni rywale bawarskiego koncernu. Mercedes w swojej sportowej limuzynie klasy C, nazwanej C 63 AMG, właśnie zmienił wolnossący silnik 6.2 V8 na o wiele mniejszy, 4-litrowy z turbo, pochodzący z efektownego coupé AMG GT. Audi z kolei w swoim sportowym S4 już dawno (podobnie jak BMW) zastosowało turbodoładowane silniki 3.0 V6 zamiast wolnossących 4.2 V8.

Niedawno wielką sensacją okrzyknięto rewolucję w Ferrari. Włosi zamontowali w swoim kabriolecie California silnik z turbo. Model ten jest znany już od 2008 r. i od początku pod jego maską pracował silnik 4.3 V8 – wolnossący, jak wszystkie jednostki tej luksusowej, sportowej marki. W 2014 r. nastąpił  zwrot, który wzbudził spore kontrowersje w gronie jej fanów, skoro jej przedstawiciele dopiero co zapewniali, że napęd z turbo nie pasuje do charakteru Ferrari. Najwyraźniej coś się zmieniło, gdyż nowiutka California T ma teraz pod maską silnik 3.9 V8 z doładowaniem: mocniejszy i bardziej oszczędny niż poprzedni. 

Śladem Ferrari poszło też Porsche, decydując się na zastosowanie turbo w podstawowych wersjach „911-tki”, czyli w Carrerze i Carrerze S. Wcześniej montowano w nich silniki wolnossące, odpowiednio, 3,4- i 3,8-litrowe. Ceniono je za brzmienie, charakterystyczne dla silników typu bokser (czyli z cylindrami ułożonymi płasko, naprzeciw siebie), za równe rozwijanie mocy, a w ostatniej generacji – także za stosunkowo niewielkie, zważywszy na osiągi, zużycie paliwa. Na trasie, jadąc w miarę spokojnie 400-konną Carrerą S, dało się uzyskać wynik na poziomie 8,5 l/100 km. Teraz, gdy w podstawowych „911-tkach” pracuje 3-litrowy bokser z turbo, ma być jeszcze oszczędniej, choć trudno w to uwierzyć, gdy mowa o 420-konnym samochodzie.

Czy to się komuś podoba czy nie, motoryzacja XXI w. zmienia się bardzo mocno i bardzo szybko. Głównie pod wpływem przepisów dotyczących emisji spalin i bezpieczeństwa. Dla przeciętnego kierowcy, traktującego samochód jak narzędzie – to dobrze. Fani motoryzacji, w których żyłach płynie benzyna, a nie krew, mają jednak powody do dyskusji... Cóż, zawsze mogą kupować stare, dobrze utrzymane auta.

Łukasz Paździor
Dyrektor zarządzający Mazda Motor Poland.

Mazda idzie własną drogą i nie daje się ponieść modzie na „downsizing”. Nasze rozwiązanie to „rightsizing” – optymalna pojemność, która nie wysila zbytnio silnika. Zgodnie z naszym planem, polegającym na zbudowaniu idealnej jednostki napędowej, najważniejszym krokiem jest zwiększenie tzw. stopnia sprężania, co w silnikach benzynowych poprawia sprawność cieplną, zmniejszając zużycie paliwa. W ich przypadku zastosowaliśmy stopień 14.0:1 – to najwyższy na świecie współczynnik osiągnięty przez silnik produkowany seryjnie. Z kolei optymalna pojemność skokowa zapewnia bardziej liniowe przyspieszenie z odpowiednim zapasem momentu, zwłaszcza przy dużych prędkościach obrotowych. A przecież samochody Mazdy mają przede wszystkim dawać radość z jazdy. Testy porównawcze pokazują, że ten kierunek rozwoju pozwoli uzyskać najlepszą możliwą równowagę między osiągami a niskim zużyciem paliwa.

Wolnossący czy z turbo?

Jeszcze kilka lat temu silniki benzynowe były w ogromnej większości wolnossące. Przy takim rozwiązaniu do cylindrów wraz z paliwem trafia powietrze pod ciśnieniem atmosferycznym, co oznacza, że w określonej objętości jest tyle cząsteczek tlenu, ile w powietrzu, którym oddychamy. Harmonijnie rozwijają swoją moc, która rośnie wraz z obrotami. Maksymalną siłą napędową dysponują zwykle blisko górnego zakresu obrotów, co, jeśli chodzi o większość benzynowych silników stosowanych w autach osobowych, oznacza przedział 5000–6000 obr./min. Jazda samochodem z takim silnikiem wymaga częstego sięgania do dźwigni, żeby wrzucić niższy bieg, bo trzeba to zrobić, aby przyspieszyć.

Jednostki napędowe z turbodoładowaniem pracują nieco inaczej, ponieważ wykorzystują fakt, że powietrze podawane jest pod podwyższonym ciśnieniem i dawka tlenu jest większa. To poprawia spalanie benzyny w cylindrach i, siłą rzeczy, zwiększa moc. Aby turbina podwyższająca ciśnienie zaczęła działać, potrzebny jest jednak strumień spalin, który ją napędza. Stąd drobne opóźnienie, z jakim startują pojazdy z silnikami z turbodoładowaniem – na początku przez krótką chwilę jadą powoli, by potem dość mocno wystrzelić do przodu. Turbina w przypadku benzynowych silników zaczyna działać przy 2000–2500 obr./min i właśnie wtedy następuje nagły skok siły napędowej. Dzięki temu nie trzeba często zmieniać biegów. Inna korzyść z turbodoładowania to mniejsze obciążenie silnika i jego większa sprawność. Krótko mówiąc, uzyskując dużą moc, można jednocześnie ograniczyć spalanie.