360° prohlídka: Jak se testují motory

INOVACE TECHNOLOGIE

ŠKODA je jediná automobilka, která v České republice vozy a jejich důležité součásti nejenom vyrábí, ale také vyvíjí. Důkazem je Motorové centrum v Mladé Boleslavi. Pojďte si ho blíže prohlédnout.

20. 11. 2018

ŠKODA AUTO vyvíjí agregáty MPI používané v mnoha modelech koncernu Volkswagen pro trhy prakticky po celém světě. Konkrétně jde o tříválec 1.0 MPI a čtyřválce 1.4 MPI, 1.5 MPI a 1.6 MPI. To je dost velký úkol.

„Je třeba si uvědomit, že nejen předpisy, ale i třeba klimatické podmínky se v různých koutech světa dost výrazně liší,“ říká vedoucí vývoje podvozku a agregátu ve ŠKODA AUTO Martin Hrdlička. „Motory musí být připraveny na rozdílné emisní normy, dramaticky odlišné teploty, vysokou nadmořskou výšku, rozdílnou kvalitu paliv nebo používání součástek od několika různých dodavatelů.“

Druhou oblastí, které se technici v Motorovém centru věnují, je zajištění tzv. zástavby koncernových motorů do vozů ŠKODA. Stejné agregáty se používají v mnoha různých modelech, ale pro každý z nich je potřeba před sériovou výrobou motor specificky naladit. Tato činnost zahrnuje například optimalizaci řídicí jednotky, chlazení, výfukového a sacího systému a zajištění nezbytných funkčních a homologačních zkoušek. „Třetí sférou činnosti Motorového centra je péče o aktuální motorovou paletu ve vozech ŠKODA. Motoráři musí zajistit, že pohonné jednotky používané v modelech ŠKODA budou po celou dobu výroby dané modelové řady vždy odpovídat aktuálním předpisům a vývoji na světových trzích,“ dodává Martin Hrdlička.

Vzduchotechnika odvádí spaliny od výfuku okamžitě pryč.

Do zkušebního prostoru není za provozu motoru dovoleno vstupovat. Zkoušený motor je tak pro lepší monitoring sledován kamerami.

Jak takové testování probíhá? Na 15 zkušebních stavech se dají testovat agregáty s výkonem až 400 kW a točivým momentem až 750 Nm. Ty nejvyšší hodnoty platí pro motory používané ve vozech ŠKODA Motorsport. Každý stav je umístěn v samostatné místnosti, která je dokonale odhlučněná, ale také zabezpečená proti požáru. Celé zařízení s motorem je uloženo na vzduchem odpružených litinových deskách vážících až 40 tun. „Zabrání se tak přenosu vibrací do celé budovy Motorového centra,“ vysvětluje Martin Hrdlička. Vzduchotechnika odvádí spaliny od výfuku okamžitě pryč. Mezi jednotlivými stanicemi jsou umístěny analyzátory pro měření složení emisí testovaných motorů. Každý zkušební prostor je z akustických a bezpečnostních důvodů od obsluhy oddělen lepeným „neprůstřelným“ sklem. Do zkušebního prostoru není za provozu motoru dovoleno vstupovat. Zkoušený motor je tak pro lepší monitoring sledován kamerami.

Pro testování se motor připravuje předem na speciální paletu, kam se pevně uchytí. Příprava agregátu ke zkoušce – sestavení, uchycení do palety atd. - trvá několik desítek hodin, jeho umístění na zkušební stav je pak ale otázkou pouze několika minut. Technici ho propojí s elektrickou brzdou motoru, připojí na požadovanou měřící techniku, přívody paliva a chladicí kapaliny. Testy motorů probíhají v automatickém provozu, řízením automatizačního systému.

Další oblastí, kterou se (mimo jiných) technici v Motorovém centru zabývají, jsou vývoj a zkoušky převodovek. K plnění tohoto náročného úkolu byla na počátku roku 2018 v Motorovém centru otevřena nová zkušebna převodovek, ve které je nainstalováno 5 zkušebních stanovišť na špičkové úrovni. Tyto stavy převodovek plní komplexní a náročné úkoly – od zkoušek zcela nových převodovek či jejich komponent až po ověření kvality těch stávajících sériových. Jedno ze zařízení je proto vybaveno unikátní kabinou řidiče pro akustické analýzy a je rovněž využíváno pro funkční zkoušky převodovek. Na dalším ze zkušebních stavů převodovky a celé hnací ústrojí podstupují komplexní a náročný test životnosti.

Aby mohly být všechny testovací stanice bez problému provozovány, je potřeba rozsáhlé technické zázemí. V Motorovém centru lze testovat mnoho různých druhů paliv (benzin, naftu, CNG, LPG, ethanol a palivo pro závodní motory), vedle budovy se tak nachází nádrže na 50 tisíc litrů pohonných hmot. Každý zkušební stav má svůj přívod paliva a chladicí kapaliny. Používá se zdrojová chladicí kapalina o teplotě 30 °C pro chlazení motorů, nebo 6 °C pro mezichladiče a další komponenty. Vzduchotechnika se stará o výměnu až 136 tisíc krychlových metrů vzduchu za hodinu.

POHLED DO HISTORIE

Čtyři roky po vzniku firmy, v roce 1899, vybavili zakladatelé Václav Laurin a Václav Klement poprvé jízdní kolo pomocným motorkem. Vznikla motocykleta a začala tak tradice nejen výroby, ale i testování motorů v Mladé Boleslavi.

Myšlenka výstavby nového Motorového centra vznikla někdy v roce 2009. Stávající zkušebny agregátů, zejména motorové brzdy, byly na tak velký úkol již trochu zastaralé, některé pocházely dokonce z roku 1964. Prostory v areálu Technického vývoje se nedaly rozšiřovat, zásobníky pohonných hmot byly malé a musely se doplňovat i dvakrát denně, nehledě na to, že systém odvodu spalin byl konstruován pro motory o maximálním výkonu pouze kolem 50 kW. V dubnu 2011 bylo proto rozhodnuto o výstavbě nového moderního centra, které se otevíralo v září 2014, necelé dva roky od položení základního kamene. Vzniklo na místě bývalého lihovaru na Ptácké ulici v Mladé Boleslavi. Jak to tam před zahájením prací vypadalo, vidíte na této fotografii.

Jak dlouho takový průměrný test motoru trvá a co všechno sledujete?
Každý test motoru má své individuální požadavky, podle kterých pak následně určujeme délku jeho průběhu. Například dlouhodobá zkouška může trvat i 1 000 hodin, neboť vyhodnocujeme několik vlastností motoru najednou, což vyžaduje kromě samotného procesu testování také důkladnou přípravu před samotným testem – změnu parametrů na měřicím zařízení, vlastností testu, paliva atd. Naopak krátkodobou zkoušku jsme schopni změřit do jedné hodiny. Hlavním přínosem testů jsou pak pro nás výsledky výkonu motoru, podle kterých můžeme vyhodnocovat jeho odolnost a přizpůsobivost při zvolených podmínkách.

Co všechno můžete při takovém testu simulovat?
Aby motor mohl být zařazen do výrobního procesu, musíme si být stoprocentně jisti, že motor svého uživatele za žádných podmínek nezklame. Proto simulujeme takové situace, se kterými se nelze za běžného provozu téměř setkat. Jedná se například o měření hraničních limitů motoru, kdy testujeme jeho maximální zatížení. Dále teplotní simulace nebo simulace jízdy, při které přenášíme data z vozovky na zkušební zařízení a testujeme tak jeho odolnost. Vše se samozřejmě odvíjí od testovaných prototypů.