Jaký je nový tříválec 1,0 MPI ve Škodě Citigo?

Za vším hledej cenu, to platí u malého vozidla dvojnásob. Nikdo není ochoten platit horentní sumu za druhé vozidlo do rodiny a motor se cenovce auta samozřejmě musí přizpůsobit. Novinka VW s interním označením EA211 není výjimkou. Neočekávejme tedy žádnou drahou technologii přeplňování nebo přímého vstřiku paliva. Jedinou, na první pohled moderní vymožeností, je variabilní časování sacích ventilů. Na druhou stranu není možné zahrávat si se spolehlivostí a motor ošidit, neboť městský provoz klade na pohonnou jednotku extrémní nároky. Tvůrci motoru se vydali cestou jednoduchosti a snažili se minimalizovat počet dílů. K tomu je ostatně vedl i tlak ze strany konstruktérů malého vozu, kteří se snaží z minimálních vnějších rozměrů automobilu vykřesat maximální prostor pro posádku a rozměry motoru jsou pro ně limitující. Mezichladič stlačeného vzduchu a turbodmychadlo, které kolem sebe vyžaduje dostatečný prostor pro přísun chladicího vzduchu, jsou pod kapotu městského vozítka příliš objemné hračky. Podobné je to s hmotností, opět platí, že maximum je potřeba vyčlenit pro posádku a jejich zavazadla.

Nenechme se však mýlit. I přesto, že motor postrádá jisté technické vymoženosti poslední doby, není rozhodně chudý na inovativní konstrukční prvky. Ty jsou možná očím laika dovedně skryty, o to jsou však důležitější. I u malých automobilů nároky zákazníků stále stoupají. Nehledě na to, že automobil musí splňovat nejpřísnější legislativní normy, Euro 5 nevyjímaje.
Jak si tedy konstruktéři pomohli k dosažení požadovaných parametrů navzdory tlakům na co nejnižší výrobní cenu? Vedle již zmiňované redukci počtu dílů a snížení hmotnosti je to především snaha o minimalizaci pasivních ztrát. Zásadním rozhodnutím tak bylo použití tříválcové koncepce bez vyvažovacího hřídele. Pasivní odpory dále omezuje použití malých průměrů kluzných ložisek jak klikové, tak i vačkových hřídelů. Všech 12 ventilů (dva sací a dva výfukové ventily na válec) jsou ovládány prostřednictvím vahadel s rolničkami a vačkové hřídele jsou hnány ozubeným řemenem se sníženým třením. Řemen je uzavřen pod prachotěsným víkem a nepočítá se s jeho výměnou během životnosti motoru. Vačkový hřídel sacích ventilů pracuje s variabilním časováním v širokém spektru otáček a zatížení a zvyšuje tak účinnost motoru.
Výsledný celohliníkový motor s objemem jednoho litru je nabízen ve výkonových variantách 44kW a 55 kW. V obou případech je k dispozici též s technologií BlueMotion, která nabízí stop-start funkci a má proto poněkud upravený pohon příslušenství motoru. K dispozici bude též provedení spalující zemní plyn (CNG) s výkonem 50kW.

Blok motoru

Blok motoru je tlakový odlitek z hliníkové slitiny. Konstrukčně se jedná o tzv. „open deck“, který se vyznačuje zcela otevřeným vodním prostorem (ten je zakryt až těsněním pod hlavou válců). Pro dosažení požadované hmotnosti jsou eliminovány různé držáky příslušenství, které jsou běžné u jiných motorů. U motoru EA211 je příslušenství převážně montováno přímo na blok motoru.
Válce motoru jsou realizovány vložkami z šedé litiny zalitými přímo v hliníkovém bloku, to zvyšuje spolehlivost motoru při běhu na rozdílné specifikace paliva po celém světě. Převážná část olejových kanálů a ventilace motoru je odlita přímo v bloku, opět s cílem omezit počet součástek a cenu.

Klikový mechanismus

Při návrhu klikového mechanismu je hmotnost pístů a ojnic rozhodujícím faktorem v redukci vibrací. U motoru EA211 se konstruktérům podařila odtučňovací kůra natolik, že bylo možno vypustit vyvažovací hřídel. To představuje velkou úsporu na poli třecích ztrát a u tříválcového motoru je klíčem k dosažení vysoké mechanické účinnosti. Samozřejmě to neznamená kompletní eliminaci nevyváženosti (u tříválce momentů prvního řádu) a přenos vibrací do karosérie je potřeba řešit sofistikovaným uchycením motoru do vozu.

Hlava válců

Stejně jako blok motoru, také jeho hlava je odlévána z hliníkové slitiny. Důležitým konstrukčním prvkem je integrované, vodou chlazené výfukové potrubí, které urychluje prohřátí motoru na provozní teplotu. Problémy s během studeného motoru jsou velmi dobře známy. Součásti nejsou v optimálních rozměrech, chladný olej vysoké viskozity je hůře čerpatelný. Palivo má tendenci kondenzovat na stěnách sacího potrubí. To vše vede v důsledku k znatelnému nárůstu spotřeby paliva a zvýšenému opotřebení motoru. Proto je u agregátu, navrhovaného především pro městský provo,z jeho rychlé zahřátí extrémně důležitým parametrem.
Unikátní je konstrukce ventilového víka, které zároveň nese vačkové hřídele a vyžaduje ojedinělý způsob jejich montáže. Na výrobní lince je víko ustaveno v upínacím přípravku, zatímco jsou na svých místech ve speciální kazetě drženy předehřáté vačky. Z boku jsou skrze víko a vačky prostrčeny podchlazené vačkové hřídele. Po té, co dojde k vyrovnání teplot, jsou teplotním roztažením hřídelů a smrštěním vaček, díly nerozebiratelně smontovány. Výsledkem je velice tuhý a přitom lehký konstrukční celek. Jistou nevýhodou se může jevit nemožnost výměny vačkových hřídelů, což je ovšem servisní zásah u moderních motorů neobvyklý. Tedy pokud nedojde ke konstrukční nebo výrobní závadě.

Chladicí okruh

Další neobvyklostí je modul vodní pumpy a integrovaným termostatem. Běžně je pumpa chladicího okruhu hnaná buďto rozvodovým řemenem nebo řemenem příslušenství. Ovšem zde je namontovaná na stranu motoru přiléhající k převodovce a je hnaná vlastním ozubeným řemenem. Důvodem je opět snaha o kompaktní konstrukci chladícího okruhu, který se takto obejde s minimem vnějších hadic. Samotné těleso čerpadla je tlakový odlitek y hliníkové slitiny šroubovaný prostřednictvím příruby na blok motoru. Těleso termostatu tvoří výlisek z polyamidu.

Ventilový rozvod
Také ventilový rozvod má své tajemství, které není zřejmé na první pohled. Pro tříválcový motor jsou typické poměrně značné vibrace, které se přenášejí mimo jiné do rozvodového mechanismu. Z tohoto důvodu nemají hnací kola výfukových a sacích vaček přesně kruhový tvar, ale skládají se ze tří rádiusů. Tím téměř dokonale vyrovnávají špičkové síly vynikající v důsledku vibrací a dovolují tak menší sílu předpětí vyvozovanou napínákem. Výsledkem jsou redukované třecí ztráty a zvýšená životnost řetězu.

Sací potrubí

Délka sacího potrubí 550mm je zvolena s ohledem na maximální elasticitu motoru, jehož maximální krouticí moment leží v oblasti mezi 3000 a 4300 otáčkami za minutu. Silnější verze se pak může pochlubit tím, že 90% maxima točivého momentu leží v širokém spektru mezi 2000 a 6000 otáčkami za minutu. Plastové sací potrubí se skládá ze čtyř sekcí. Sací potrubí nese tři palivové vstřikovače a jejich palivovou lištu, čímž tyto díly izoluje od tepla vedoucího z motoru a zamezuje vzniku bublin v benzínu. Díky tomu palivový systém pracuje s tlakem pouhých 3 barů, což snižuje energetickou náročnost palivového čerpadla.

Závěr

Je poněkud překvapující, že poměrně mladý tříválcový motor o objemu 1,2 litru, vyvinutý a vyráběný v Mladé Boleslavi, nenašel cestu pod kapotu městských vozidel VW UP! A Škoda Citigo. Místo toho je zde zbrusu nový tříválec o objemu jednoho litru. Neodpustím si malé rýpnutí, když napíšu, že si zřejmě v koncernu plivli do dlaní a pustili se do toho znovu a lépe. Věřím koncepci tříválce bez vyvažovacího hřídele, jen tak je možné skutečně snížit tření, i když tato koncepce klade vysoké nároky na izolování vibrací motoru od karosérie. Nový motor je překvapující svou jednoduchostí a promyšleností detailů, doufejme, že nezklame ani na poli životnosti.