Před týdnem jsme ve článku Dieselová Pro a Proti, část I: V čem je diesel nejlepší formulovali myšlenku, že pro většinu motoristů s běžnými přepravními potřebami je nejvhodnější volbou vůz se vznětovým motorem. Pro většinu však není totéž co pro všechny. Ačkoliv je diesel velmi účinný, jeho spolehlivost závisí na typu provozu – zejména od nástupu normy Euro 5 v roce 2010, kdy již žádné osobní dieselové auto neunikne sériové montáži filtru pevných částic. O problematice ukládání a vypalování sazí se většinou mnoho nedočtete, ale přitom se jedná o zcela zásadní faktor spolehlivosti moderních dieselů.

Nejdříve rozžhaví, pak spaluje

Jednou za 600 až 1500 km musí dojít ke spalování sazí, takzvané regeneraci filtru. K tomu řídicí jednotka nejdříve zvýší teplotu spalin a jimi rozžhaví filtr i předřazený oxidační katalyzátor, ve druhé fázi pak začne do výfuku „dopravovat“ nespálenou naftu, která na rozžhaveném oxidačním katalyzátoru vzplane a vzniklý plamen spálí saze zachycené ve filtru. Oním dopravovat myslím buď velmi pozdní vstřik na konci expanzní doby, kdy již nafta nezačne hořet, ale drobné kapičky jsou strženy spálenými plyny do výfuku. Druhou možností je další nízkotlaký vstřikovač (chcete-li zplyňovač), který naftu začne ve druhé fázi regenerace vypouštět přímo do výfuku. Ač tuto dražší cestu používají automobilky spíš jako nouzové řešení tam, kde na starší konstrukci motoru nelze umístit filtr pevných částic hned za turbodmychadlo, osobně jí mám radši. Při následném vstřiku totiž vždy část nafty ulpí na stěnách válců a následně ředí motorový olej. A tím se dostávám k problémům, které filtry pevných částic přinášejí zejména těm, kteří jezdí na krátké vzdálenosti.

Desítky přerušených regenerací

Celý proces totiž nějakou dobu trvá. Dejme tomu patnáct minut. Auto neví, jak dlouho dnes pojedete a vypalování filtru pevných částic spustí, když mu senzor diferenčních tlaků nahlásí určitou mírů zaplnění (nebo když už od předchozí regenerace uplynul limitní čas či byla ujeta limitní vzdálenost). No a pokud vaše jízda skončí dřív, tak se regenerace přeruší. Pokud zítra či o nejbližším víkendu pojedete někam dál, tak to snad není problém. Pokud však dieselové auto je to druhé v rodině, kterým jezdí manželka jen pár kilometrů na nákup či do školky, pak je zaděláno na problém. Auto se o regeneraci začne snažit většinou dostatečně brzo a po čase se i podaří (manželka se konečně vydá někam na výlet), ale každá z těch započatých znamená zátěž motoru, samotného filtru a u většiny systémů naředění olejové náplně naftou, což bývá jeden z těch nejčastějších problémů. Většina vozů umí počet regenerací ve vztahu k najetým kilometrům zaznamenat a vyzvat řidiče ke dřívější výměně olejové náplně. A to může slušně zamíchat ekonomickým kalkulem vedoucím ke koupi dieselu.

Kontrolka, kterou nepodceňujte

Co když se manželka nevypraví za kamarádkou do vedlejšího města ani jednou do měsíce? Pak se rozsvítí kontrolka filtru a v návodu k obsluze se dozvíte, že máte při jízdě mimo město umožnit regeneraci filtru. Obvykle i s informací, kolik při tom musí být minimální rychlost. Dříve platilo (například u motorů TDI-PD), že k vypalování filtru je potřeba určitá vyšší zátěž motoru, třeba odpovídající minimálně rychlosti 80 km/h. Moderní diesely jsou schopny regenerovat i při volnoběžných otáčkách (třeba nová TDI s common railem), ale trvá jim to pak mnohem déle, než když alespoň trochu jedete. Podmínkou však stále zůstává alespoň částečné zahřátí motoru (vyjádřené obvykle teplotou chladicí kapaliny 70 stupňů). No a pokud úsporný diesel musí své chudé odpadní teplo odevzdávat na vytápění kabiny prostorného kombi, tak mu zahřátí, zejména při defenzivní jízdě, může trvat i desítky kilometrů. Kdo bude svítící kontrolku filtru ignorovat, dočká se úplného zničení. Protitlak stoupne natolik, že se už regeneraci nepodaří spustit ani diagnostikou v servisu. Nový filtr pevných částic přitom stojí od 20 000 do 130 000 Kč.

Nejedeš? Tak já ti ukážu.

O první regeneraci se vůz začíná snažit již při padesátiprocentním zaplnění filtru, kontrolka se rozsvěcí někde na devadesáti procentech. Mezi tím může být i pět set kilometrů týrání, kdy motor ve snaze o vypálení sazí pracuje stále ve vyšších volnoběžných otáčkách, ke zvýšení zátěže připojuje spotřebiče (vyhřívání zadního skla, přední větrák), škrtí nasávaný vzduch, snižuje plnicí tlak turbodmychadla. V praxi se setkávám i s jinou příčinou trvale neúspěšných regenerací, než jsou stálé krátké jízdy. Když vypaluje saze, obvykle motor reaguje na pokyny plynového pedálu mdle a se zpožděním. A třeba automatická převodovka odmítá odřadit a drží motor ve zdánlivě zbytečně vysokých otáčkách. Běžná reakce řidiče zejména služebních vozů v tu chvíli je: „Nejedeš, mrcho? Tak já ti ukážu.“ Noha putuje na podlahu, ručička letí po otáčkoměru a auto se skutečně rozjede. Schopnost maximálního výkonu je věc aktivní bezpečnosti a v systému řízení má prioritu. Největší experti takto dokážou spolehlivě překazit těch několik málo příležitostí, které motor v městském provozu k regeneraci má.

Prodejce by vás měl varovat

Kdo jezdí velmi často na krátké vzdálenosti, neudělá chybu, když si diesel nekoupí. V Německu už zákazníci vyhrávají soudní spory nad prodejci, kteří jim principiální nevhodnost moderního filtrovaného dieselu pro trvalý městský provoz zatajili. U nás se zatím prodejci stydí něco takového zmiňovat, neboť zákazník by to mohl vnímat ne jako věc principu, ale jako nedokonalost produktu konkrétní značky. U konkurence se totiž nebudou stydět lhát, že jejich autům to nevadí.

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.

1. Diesel je spolehlivější než dříve

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.

2. Diesel je spolehlivější než benzinový motor

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.

3. Výkon dieselu není limitován

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.

4. V naftě je víc energie než v benzinu

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.

5. Diesel má vyšší účinnost

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.

Příště: Kde má diesel Achillovu patu

Výše uvedený text vznikl původně pro SM Diesel Speciál, jímž jsem pod Světem motorů navázal na tradici časopisu AutoDiesel, který jsem vedl v letech 2006 až 2010. Jde tedy o čtivo pro příznivce vznětových motorů. Svobodný člověk může fandit čemu chce a kromě racionálních důvodů mohou být tyto i emocionální. Když otevřete magazín o jezdectví, taky se zřejmě nedočtete, že kůň je nebezpečné a záludné zvíře a že mnohem lepší je chovat akvarijní rybičky. Znamená to, že relativizuji vlastní závěry? Že jsem jím chtěl jen potěšit příznivce dieselů? Vůbec ne. Vše je pravda pravdoucí, nicméně motorista, který se zatím o techniku dieselu hlouběji nezajímal, by měl vědět jednu věc: Diesel je vysoce účinný, ale ta spolehlivost závisí na typu provozu. Zejména od nástupu normy Euro 5 v roce 2010, kdy již žádné osobní dieselové auto neunikne sériové montáži filtru pevných částic. Pravidelní čtenáři našich speciálů o dieselech problematiku ukládání a vypalování sazí znají, zde cítím potřebu ji malinko připomenout. Příští týden si proto vysvětlíme, pro koho a proč diesel není nejvhodnější volbou.