Touha být lepší a rychlejší než ostatní, provází lidstvo od nepaměti. Toto takřka niterné puzení je nejen lidskou přirozeností, ale především stojí za vznikem všech sportů, co jich historie pamatuje. Lidské tělo je sice schopno se kontinuálně zlepšovat, ale v porovnání s možnostmi strojů jsou jeho limity a jejich zvyšování skoro až úsměvné. Pokrok techniky je nesrovnatelně rychlejší. Honba za vyššími výkony a rychlostí je hlavním hybatelem motoristického sportu. Asi největší skok v dosažitelném výkonu v celé historii přineslo přeplňování motorů, zvláště plnění turbodmychadlem, kterému se pro jeho typický tvar lidově říká šnek. Jakkoli je tento plž odvěkým symbolem pomalosti, závodním i silničním vozům dodal bezprecedentní dávku rychlosti a výkonu. Život je plný paradoxů…
Turbodmychadlo, zkráceně turbo, je dnes poměrně běžnou součástí soutěžních i civilních motorů. Historie přeplňování motorů turbem sahá až do předminulého století, ale cesta k dokonalosti byla dlouhá, trnitá a plná slepých uliček. Turbodmychadlo je totiž značně komplexní díl, náročný nejen na přesnost výroby, kvalitu materiálů a sladění se samotným motorem, ale třeba i na používaný olej. Avšak lákadlo razantního zvýšení výkonu pomocí relativně lehkého a malého zařízení bylo obrovské.
Pokročilá technika se do běžného života obvykle dostává z vývoje pro sportovní nebo armádní užití. U turbodmychadla jde o ten druhý případ. Jakkoli byl jeho princip popsán již koncem 19. století a patentován švýcarským inženýrem Alfredem Büchim již v roce 1905, první masivnější aplikace se dočkalo až s rapidním vývojem techniky během druhé světové války, kdy se motorářům a materiálovým inženýrům podařilo poprvé relativně spolehlivě zvládnout extrémní teploty, otáčky a tlaky. Turbodmychadly byly osazeny motory létajících pevnostní B-17, bombardérů B-24 Liberator a třeba také ikonického dvoutrupého stíhače P-38 Lightning. Do sériové výroby v automobilovém průmyslu si turbo našlo cestu také v Americe, v roce 1962. Dny jeho velké slávy a prakticky všudypřítomného rozšíření měly však teprve nastat…
Obecným principem přeplňování je, dostat do spalovacího prostoru více vzduchu, než by dokázal sám nasát s atmosférickým plněním. A samozřejmě proporcionálně více paliva, tedy zvýšit objemovou účinnost motoru. S turbem lze, ve zkratce, z motoru s menším objemem válců dostat vyšší výkon a točivý moment. Aby byla účinnost ještě lepší, chladí se stlačený vzduch cestou do válců v mezichladiči, neboť čím chladnější směs se zapálí, tím vyšší účinnosti lze dosáhnout. Stejného základního principu využívá i druhý relativně rozšířený druh přeplňování – mechanický kompresor. Ten je ale poháněn přímým spojením s klikovou hřídelí a motoru tak odebírá část výkonu. Turbo využívá pro svůj pohon zbytkovou pohybovou energii spalin, jeho práce je tedy „zadarmo“. Ve skutečnosti má dobré turbodmychadlo účinnost cca 55 %, což je na mechanické zařízení velice sympatická hodnota. Každé turbodmychadlo se skládá z dmychadlové (obvykle z hliníkových slitin) a turbínové (většinou litinové) skříně, v nichž jsou umístěna lopatková kola navzájem propojená hřídelí s ložisky (kluznými, odtud pramení vysoké nároky turbomotorů na kvalitu oleje). Výfukové plyny roztáčejí turbínu, dmychadlo stlačuje nasávaný vzduch do válců. Takže v podstatě již stačí dostat do válců příslušnou dávku paliva, zažehnout jej a silný motor je na světě? Nu, ne tak docela. Turbodmychadlo pracuje za extrémních teplot, v jeho jádru dosahují i u silničních vozů teploty až k 900 °C (zážehové motory), a zatímco běžný civilní motor dosahuje maximálních otáček typicky kolem 6000 za minutu, turbo se běžně točí o několik řádů rychleji (100 – 150 000 ot./min.). Nároky na vyvážení rotujících částí, a tedy i přesnost výroby jsou nesmírné, stejně tak na teplotní stálost a odolnost materiálů lopatkových kol i skříní turba. Turbodmychadlo má, kromě celé řady výhod, jednu zásadní principiální nevýhodu, vyplývající z využití energie výfukových plynů. Když jich není dostatek, turbo nemá kde brát – potřebuje vyšší otáčky motoru a vyšší průtok výfukem. A čím větší turbo (tj. schopné natlačit do válců více vzduchu pod vyšším tlakem a tím dosáhnout vyššího výkonu motoru), tím více zplodin potřebuje pro svoji činnost… to zapříčiňuje tzv. „turbodíru“, kdy motor před nástupem turba do akce moc nechce jet a pak zabere jako šílený. Sladit správnou velikost turba a plnící tlak s konstrukcí motoru není věru lehké. Speciálně když se do rovnice přidají další možnosti, jako vícestupňové přeplňování více turbodmychadly, dmychadla s variabilní geometrií lopatek (tzv. VGT, používané například u motorů ŠKODA 2.0 TDI s výkony 110 a 140 kW) a mnohé další technické finesy. Ale jak již bylo řečeno, dnešnímu stavu a spolehlivosti závodní i civilní techniky předcházel překotný vývoj.
Opravdu účinně a s přijatelnou spolehlivostí sladit motory s turbodmychadly se konstruktérům podařilo zhruba až v druhé polovině šedesátých letech. Samozřejmě v motorsportu. Největší rozkvět přeplňování turbodmychadly nastal v osmdesátých letech, v době, kdy byl disclaimer „motorsport je nebezpečný“ natištěn na každé vstupence Velké ceny F1, v době, kdy opojení možnostmi turba neznalo mezí a kdy se výkony hnaly do absurdních extrémů. Například přeplňované monoposty F1 dosahovaly v polovině osmdesátých let obskurních výkonů. I ty nejslabší na startovním roštu měly 1000 koní a některé týmy nastavovaly motory pro kvalifikační kola až na 1350 koní při plnícím tlaku 5,5 baru. Mimochodem, povolený objem válců motorů činil v té době 1,5 litru. Organizace FIA nejprve omezila povolené tlaky turbodmychadel na 2,5 baru, aby je koncem osmdesátých let zcela zakázala – před tímto krokem dosahovaly motory F1 z objemu 2,5 litru výkonů i přes 650 koní při více než 12.000 ot./min. a bezpečnost celého sportu byla přinejmenším diskutabilní.
Podobná historie se odehrála i v rallye, kde se také velmi záhy ukázalo, že turbo je dobrý sluha, ale špatný pán. Prakticky ihned poté, co na tratě světového poháru nastoupila monstra vybavená dvěma největšími hity konce osmdesátých let: pohonem 4×4 a brutálně přeplňovanými motory. Vrcholem turbománie v motorsportu se stala v roce 1982 uvedená skupina B. Jakkoli měla i skupina B celou řadu pravidel a regulí, jejich striktní dodržování bylo závodními stájemi bráno spíš jako doporučení, než nezbytnost. Vozy s hmotností hluboce pod tunu disponovaly běžně výkony přes 450 koní z mocně „foukaných“ motorů objemu kolem 1,8 litru (tedy podle oficiálních hodnot, neoficiální zdroje uvádí až k 600 koní) a jakkoli pravidla požadovala jistou spřízněnost se sériovými vozy, podobné byly snad jen tvary karoserií… a to ještě hodně vzdáleně. Houfně se také obcházela nařízení na výrobu homologačních sérií vozů pro silniční provoz. Rallye byla na vrcholu své pýchy a pád na sebe nenechal dlouho čekat. Po sérii tragických nehod byla v roce 1986 skupina B zrušena. Neúnosné byly nejen počty a následky nehod, ale i náklady na vývoj a provoz unikátní a vysoce specializované techniky, která měla blíže k prostředí laboratoří NASA než k běžnému silničnímu provozu a které udělaly z mistrovství rallye kolbiště pro hrstku nejbohatších týmů.
Turbo-boom v motorsportu se promítal i do vývoje vozů pro běžné silnice a civilní použití. Turbománie osmdesátých let s sebou přinesla první prakticky použitelné motory přeplňované (většinou nízkotlakými) turbodmychadly ve vozech velkosériové produkce. Turbo se stalo „cool“. Nápisy turbo byly, v nesmírně dobovém grafickém provedení, doslova na všem. Že se každý přeplňovaný vůz chlubil co nejvýraznější plaketou (a ideálně i módním „turbolook“ bodykitem) je jasné, ale bez označení se neobešlo nic, od triček, přes nápoje až po kartáčky na zuby… v normalizovaném Československu dokonce existovala i pop-rocková skupina Turbo! Co na tom, že turbodmychadla jako taková byla ve zdejším plánovaném hospodářství vyhrazena jen traktorům a nákladním vozům, že se pro tyto účely vyráběla výhradně ve státním podniku ČZ ve Strakonicích a že první velkosériově vyráběný osobní vůz s turbodmychadlem uvedla na trh až mladoboleslavská ŠKODA v roce 1996 v podobě první generace modelu OCTAVIA?
Od zrušení skupiny B i nejdivočejšího období F1 uplynulo již více než 30 let. Za tu dobu se lidstvo naučilo zacházet s turbodmychadly efektivně. A když už jsme u toho tak nejen s nimi, ale i se svým egem a pýchou na technický pokrok. Dnešní turbodmychadla v osobních vozech již neslouží k maximalizaci výkonu za každou cenu. Výkonu jsou sice stále ku prospěchu a umožňují lehkým a úsporným maloobjemovým motorům dosahovat výkonů dříve vyhrazeným výrazně objemnějším agregátům. Jsou společně s dalšími moderními systémy optimalizována pro co nejlepší průběh křivek točivého momentu a výkonu snížené spotřeba paliva. Už nejsou doménou nejvýkonnějších modelů, ale zcela běžnou součástí každodenního motoristického života – vždyť motory s turbodmychadly nabízí ŠKODA takřka ve všech modelových řadách. Od kompaktního vozu FABIA (1.0 TSI s výkonem od 70 kW) až po sportovní model OCTAVIA RS 245 s dvoulitrovým TSI a výkonem 180 kW a reprezentativní SUPERB s výkonem až 206 kW/280 k.
Stejně tak motorsport dnes dbá na to, aby byl bezpečnější, a především atraktivní pro diváky, jezdce i samotné týmy. Aby se opět nestal surreálnou technologickou hříčkou pro několik vyvolených. Pravidla upravují celou řadu parametrů, a především se striktně dodržují. Například tlak turbodmychadel je omezen na 1,5 baru a motory soutěžních speciálů musejí vycházet ze sériových agregátů. ŠKODA FABIA R5 tak využívá v rámci sdílení techniky turbodmychadlo ze sportovního modelu Audi S3. Nová pravidla dělají automobilové soutěže divácky atraktivní a dostupnější nejen pro tovární, ale i soukromé týmy. A funguje to! Vždyť jen soutěžáku FABIA R5 si soukromé závodní týmy objednaly již téměř 200 kusů. Že je moderní rallye zábavná pro diváky i jezdce netřeba pochybovat, vždyť se jistě shodneme, že pohled soutěžní vůz FABIA R5 v plné akci bere za srdce. A Honza Kopecký, ani Pontus Tidemand opravdu nevypadají, že by se za volanty svých speciálů nudili… ?
