BMW dalo silnějším naftovým M57 dvě turba zapojená za sebou místo jednoho

Naftový šestiválec M57 jezdil v pětce a sedmičce konce devadesátých let s jedním turbodmychadlem. Silnější verze, které přišly o šest let později, měly dvě, zapojená za sebou. Mezi tím leží celý důvod, proč jedno turbo u naftového motoru nikdy nestačí na obojí najednou.

Jedno turbo je pokaždé kompromis

Turbodmychadlo pohání výfukové plyny. Malé kolo se roztočí už při nízkých otáčkách a dodá tah brzo, jenže nahoře plynům překáží a motor dusí. Velké kolo je to naopak: nahoře nadechne motor naplno, odspoda ale dlouho spí, protože ho slabý proud plynů neroztočí. Konstruktér s jedním turbem volí, kterou půlku otáček obětuje.

M57 tenhle spor zmírnil natáčecími lopatkami rozváděcího kola. Ty přiškrtí průřez při nízkých otáčkách, aby proud plynů zrychlil a turbo se roztočilo dřív, a s přibývajícími otáčkami se otevřou. Anglická Wikipedie uvádí u 2,9litrového M57 v E39 530d a E38 730d jedno turbo Garrett GT2556V; písmeno V na konci značí právě natáčecí lopatky. V 530d z roku 1998 dával motor 135 kW a 390 N·m, v 730d 135 kW a 410 N·m, později v obou 142 kW.

I s natáčecími lopatkami má ale jedno kolo strop. Aby motor dýchal nahoře, musí být dost velké, a tím se vzdaluje ideálu pro spodní otáčky. Lopatky posunou kompromis, neodstraní ho.

Dvě turba místo jednoho, poprvé v 535d

Na podzim 2004 představilo BMW v Paříži 535d jako sedan i kombi a s ním soustavu, které říká Variable Twin Turbo. Tři litry naftového šestiválce v něm dýchají přes dvě turbodmychadla různé velikosti, zapojená za sebou. Podle tiskové zprávy BMW dával motor 200 kW (272 koní) při 4 400 otáčkách a 560 N·m už při 2 000. Vůz splňoval normu Euro 4 a pevný filtr částic měl v základní výbavě.

BMW to tehdy označilo za první sériový osobní automobil se dvěma turbodmychadly u naftového motoru. Je to tvrzení z jeho vlastní zprávy a bereme ho jako takové; sériové nasazení dvou turb za sebou u osobní nafty ale opravdu do té doby nikdo neměl.

Jak si ta dvě turba dělí práci

Malé turbo pracuje jako první. Slabý proud výfukových plynů odspoda ho roztočí rychle, takže tah přijde brzo. Jak otáčky a množství plynů stoupají, přebírá práci velké turbo, které nahoře nadechne motor naplno; malé se přitom obtokem odstaví, aby nepřekáželo. Slovo variable v názvu tedy nemíří na natáčecí lopatky jako u jednoho turba, ale na proměnlivé rozdělení práce mezi dvě kola.

Turba dodával BorgWarner. Wikipedie u provedení s označením TOP jmenuje malé vysokotlaké KP39 a velké nízkotlaké K26. Vysokotlaké je to malé proto, že drží vyšší přeplňovací tlak ve spodní části otáček; nízkotlaké velké pak přebírá plnění nahoře. Přesně to popisuje i zpráva BMW, jen bez typových čísel.

Co ta soustava stála navíc

Dvě turba znamenají dvě tělesa, obtokové a přepínací klapky mezi nimi a řízení, které rozhoduje, kdy se práce předá z jednoho na druhé. Je toho v motorovém prostoru víc než u jednoho turba a víc věcí, které mohou selhat. Za to vůz dostal tah, jaký do té doby naftová pětka neměla: 560 N·m od dvou tisíc otáček je hodnota, kterou v té době nedávaly ani některé benzinové osmiválce.

Filtr částic a norma Euro 4 nebyly na 535d nic výjimečného, spíš dobový standard silnějšího dieselu. Uvádíme je proto, že s filtrem se pojí provozní pravidla, která jednoduchý naftový motor bez něj nezná; to už je ale jiné téma než přeplňování.

Technika zůstala i u pozdější verze

Dvojici turb si BMW nechalo i u přepracovaného motoru. Ve verzi M57D30TÜ2 TOP dával podle Wikipedie 210 kW (282 koní) a 580 N·m a objevil se vedle 535d generace E60 i v dalších řadách té doby. Slabší verze M57 přitom pořád jezdily s jedním turbem s natáčecími lopatkami; dvě turba patřila jen tomu nejsilnějšímu provedení.

Co z toho plyne u konkrétního vozu

Údaj „3.0d“ v inzerátu o přeplňování neřekne nic. Slabší třílitr má jedno turbo, nejsilnější dvě, a jsou to jiné díly, jiné vedení výfuku i jiné poruchy. Podle nás má proto smysl u ojetiny zjistit přesný kód motoru dřív než cokoli jiného; teprve písmena za objemem prozradí, jestli má vůz jedno turbo, nebo dvě zapojená za sebou.

Zdroje

• BMW M57 – anglická Wikipedie
• BMW 535d / BMW 630i (BMW Group PressClub)
• BMW at the 2004 Paris Motor Show (BMW Group PressClub)

Anglické podklady jsme přeložili a přeformulovali, čísla jsme ověřovali proti nim.