Země původu: Spojené státy americké (Los Angeles)
Rok založení: 1963
Web: https://www.garrettmotion.com/
Nabízený sortiment: Garrett

Garrett | Legenda mezi turbodmychadly

Garrett je legendární výrobce turbodmychadel, která dodává na celosvětový trh už více než 60 let. Během svého působení vyprodukoval desítky milionů dílů, jimiž automobilky osazují vozy hned v prvovýrobě, ale stejně tak je lze koupit i na trhu s náhradními díly. V nabídce má Garrett benzínová i naftová turbodmychadla, a v průběhu roku 2019 oznámil také vývoj elektrického, které se rodí v brněnském centru. Komponenty této značky jsou velmi oblíbené mezi automechaniky při opravách motorů, u zákazníků pro vysokou kvalitu za adekvátní cenu, a rovněž při tuningu.

Naftová turbodmychadla Garrett

Naftová turbodmychadla Garrett jsou k dispozici v několika variantách pro téměř všechny dostupné motorizace. Vyznačují se vysokým výkonem a spolehlivostí, ať se jedná o Westegate pro zmenšené motory (downsizing), turbodmychadla s proměnnou geometrií nebo dvoustupňová sériová, případně paralelní pro naftové vozy. Základem je inovativně navržená aerodynamika, vhodně zvolené materiály a o třetinu menší ložiska, která šetří 20 % mechanického tření. Výsledkem je moderní turbodmychadlo Garrett s prokazatelně lepšími výsledky než mají mnohá konkurenční. Spotřeba paliva je snížena až o 15 %, zatímco emise klesají ještě o několik procent více.

Turbodmychadla Garrett Westegate pro naftové motory

Turbodmychadla Garrett Westegate pro naftové motory nabízí řešení výrobcům automobilů, kteří musí reagovat na stále přísnější normy Evropské unie. V důsledku nižší produkce škodlivin ztrácí vozidla výkon, k jehož dorovnání slouží i v malém prostoru právě turbodmychadla Westegate. Ta mají speciálně upravenou konstrukci a aerodynamiku, a nabízí tak menší rozměry při udržení dostatečného výkonu, zatímco spotřeba paliva klesá.

To oceňují jak výrobci automobilů, jimž pomáhá Garrett plnit nařízení EU, tak motoristé, kteří za případnou výměnu nezaplatí tak vysokou částku. Design komponentu je zaměřen na nízký točivý moment a zrychluje reakci turba při sešlápnutí plynového pedálu. V portfoliu se nachází turbodmychadla pro motory s výtlakem od 0,8 do 3 litrů, což odpovídá výkonu 30 - 120 kW.

O skvělé vlastnosti turbodmychadla Garrett Westegate pro naftové motory se zasluhují také obtokové ventily, které se pro nízkých rychlostech uzavírají a zajišťují tak maximální průtok výfukových plynů, což urychluje reakce turba při zapalování. Ve vysoké rychlosti se zase tento ventil otevírá, čímž omezuje výfukové plyny a reguluje přívod vzduchu. Součástí těchto turbodmychadel jsou ložiska Z-ultra pro zlepšení točivého momentu, vylepšené pístní kroužky a optimalizovaný design pro snížení spotřeby oleje.

Turbodmychadla Garrett s proměnnou geometrií pro naftové motory

Turbodmychadla Garrett s proměnnou geometrií pro naftové motory využívají technologii VNT, která je umožňuje přizpůsobit pro různé motorizace. Pokročilá konstrukce pomáhá výrobcům zvýšit výkon u osobních i lehkých užitkových automobilů, a naopak snížit spotřebu paliva a produkovaných emisí. Využít je lze v téměř jakémkoliv voze, nejlépe však fungují při zdvihovém objemu od 1,3 do 4,5 litrů.

Za celou dobu byla turbodmychadla Garrett s variabilní geometrií upravena pro více než 75 milionů dieselových vozidel. U každého je totiž tok výfukových plynů řízen sérií lopatek, které se uzavírají a otevírají na základě přesných požadavků na zvýšení výkonu. Například při nízkých rychlostech dochází k jejich zavírání, což omezuje proudění vzduchu turbodmychadlem a zvyšuje tak její výkon i plnící tlak. Za vysokých rychlostí se naopak turbodmychadlo zaplňuje naplno a udržuje se požadovaný plnící tlak, aby turbo nevytvářelo příliš vysokou rychlost.

V podání výrobce Garrett proudí vzduch přes lopatky efektivněji, a to díky patentované bilanci tlaku, který proudí po obou stranách lopatek. Tím se předchází nadměrnému zatížení nápravy, snižuje se tření a vylepšuje ovladatelnost auta. Ve srovnání s pevnou geometrií je vedle výkonu navýšen také točivý moment, ačkoliv je protitlak snížen. Vozidlo má v závěru mnohem lepší akceleraci, po sešlápnutí pedálu reaguje rychleji, a emise jsou výrazně sníženy. K navýšení účinnosti motorů poskytuje Garrett vlastní software pro řízení stavu vozidel a hnacího ústrojí.

Dvoustupňová paralelní turbodmychadla Garrett pro naftové motory

Dvoustupňová paralelní turbodmychadla Garrett umožňují obrovské navýšení výkonu naftových agregátů, nejvíce přitom u těch se zdvihovým objemem od 2,0 litrů. O to se zasluhuje konstrukce dvou turbodmychadel v kombinaci s vysokoteplotním a regulačním ventilem, který byl navržen tak, aby zajistil rychlý přechod mezi jednotlivými režimy. Jedná se o úseky do 2 400 otáček za minutu, mezi 2 400 a 2 800 otáčkami, a třetí po překročení této hranice.

• Od nastartování do 2 400 otáček se aktivuje primární turbo, přičemž ventil turbíny i výtlačný ventil kompresoru zůstávají zavřené a naopak se otevírá recirkulační ventil kompresoru.
• Mezi 2 400 a 2 800 otáčkami se aktivuje sekundární turbo a dochází k otevírání ventilu turbíny i výtlačného ventilu kompresoru.
• Po překročení 2 800 otáček jsou obě turba v plně sekvenčním režimu a oba z ventilů jsou naplno otevřené.

O razantní navýšení výkonu se přitom zasluhuje vcelku kompaktní turbodmychadlo, které zvyšuje vedle zrychlení i celkový výkon vozidla, efektivněji reaguje na řazení a přizpůsobuje tak tok výfukových plynů. Výsledkem důmyslné konstrukce je také nízká tepelná setrvačnost a redukce emisí, takže pomáhají dvoustupňová turbodmychadla Garrett plnit přísné evropské limity.

Dvoustupňová sériová turbodmychadla Garrett pro naftové motory

Dvoustupňová sériová turbodmychadla Garrett mají na rozdíl od výše zmíněných více možností využití a rovnoměrně rozdělují zatížení. Konstrukci je možné velikostně upravit pro aplikaci v malých motorech, nebo naopak v agregátech větších rozměrů. Nejčastěji se využívají u přeplňování od 1,6 do 3,0 litrů, což odpovídá osobním i lehkým užitkovým vozům; lze je však upravit až pro enormní agregáty důlních vozidel s objemem 64 litrů. Výhodou je optimalizace spotřeby paliva i po navýšení výkonu a efektivnější točivý moment při nižších otáčkách.

Obě turba pracují současně a rozdělují si zatížení, což je zásadní pro navýšení výkonu při optimalizované spotřebě paliva a snížené produkci emisí. Když je do kompresoru nasáván vzduch, tlak se zvýší 2 - 2,5krát, a následně je převáděn do druhého kompresoru, kde dojde k jeho dalšímu navýšení o více než dvojnásobek. Ve výsledku je také navýšena spolehlivost ložiskových systémů, kol kompresoru a samotných turbín. I tady pak dochází k regulaci výfukových plynů pomocí obtokových ventilů, které optimalizují jejich průtok na základě otáček:

• Má-li motor do 1 500 otáček, zůstávají kompresor i obtokové ventily zavřené, čímž se zvyšuje plnící tlak a točivý moment.
• Při otáčkách mezi 1 500 a 2 800 dochází k otevírání obtokových ventilů, čímž odvádí spaliny mezi turbodmychadla.
• Jakmile se překročí 2 800 otáček, dojde k úplnému otevření kompresoru i obtokových ventilů, aby regulovaly průtok pouze k velkému turbu.

Výrobci automobilů mají díky dvoustupňovým sériovým turbodmychadlům spoustu možností, jak motorizaci přizpůsobit svým požadavkům. Vždy přitom mohou počítat s navýšením výkonu a točivého momentu při snížené spotřebě nafty. Turbodmychadla zajišťují také vyšší tepelnou účinnost motoru a zvýšené tlakové poměry.

Benzínová turbodmychadla Garrett

Benzínová turbodmychadla Garrett jsou dostupná pro celou řadu motorizací, ať se jedná o "základní" tříválce, sofistikované agregáty SUV a luxusních vozů, nebo o vysoce výkonné motory kusové výroby. V nabídce jsou přitom turbodmychadla Westegate navržená pro benzinové motory po downsizingu, u nichž je kladen důraz na minimalizaci emisí, a turbodmychadla s proměnnou geometrií optimalizovaná pro budoucí inovace v automobilovém průmyslu. Mezi společné rysy patří pokročilý design a vybrané materiály, které dlouhodobě odolávají opotřebení, teplotním extrémům i mechanickému poškozování. Mimo to prokazatelně snižují spotřebu paliva i škodlivin vypouštěných do ovzduší, a přitom dosahují efektivního výkonu.

Benzínová turbodmychadla Garrett Westegate

Benzínová turbodmychadla Garrett Westegate jsou odpovědí na stále přísnější normy, a to zejména v Evropské unii. Využívají pokročilého designu na základě moderních technologií a zvláštně vyvinutých materiálů, díky nimž mohla vzniknout menší, a přesto výkonnější turbodmychadla, jaká jsou nezbytná k udržení nebo navýšení efektivity u velikostně zmenšených motorů, jimž kompenzují ztráty výkonu. Využívána je vyspělá aerodynamika a systémy ložisek, které maximalizují účinnost výkonu při udržitelně optimalizovaných nákladech.

Turbodmychadla Garrett jsou dostupná v provedeních mono-scroll a twin-scroll, přičemž dosahují výtlaku kolem litru, nejvýkonnější však trojnásobku u hranice 3 litrů. Jejich součástí jsou poloplovoucí ložiska, která jsou o 30 % menší a snižují mechanické tření o 20 %, což je znatelné. Garrett využívá u benzínového turbodmychadla Westegate přepracovaný recirkulační ventil pro minimalizaci přepětí, a umožňují elektrifikaci k dosažení okamžité odezvy po sešlápnutí plynového pedálu.

Velikostně jsou o 25 % menší než předchozí generace, což umožnily především houževnaté materiály, které snáší i extrémní teploty. Automobilu zajišťuje turbodmychadlo Westegate od Garrett o 20 % nižší spotřebu oproti atmosférickým motorům a navýšení točivého momentu o 40 % díky perfektním charakteristikám průtoku.

Benzínová turbodmychadla Garrett s proměnnou geometrií

Benzínová turbodmychadla Garrett s proměnnou geometrií byla navržena pro současné i budoucí inovace, které povedou ke stále většímu snižování emisí. Na rozdíl od modelu Westegate zaujímají místo ve výkonnějších vozech s motory o zdvihovém objemu od 1 litru. Využívají pokročilý design se zcela novou aerodynamikou a materiály, což zajišťuje ekonomickou výrobu, skvělou účinnost a snížení spotřeby paliva. I luxusní a větší vozidla se silnou hnací jednotkou tak mohou jezdit ekologicky i úsporně, aniž by ztratila akceleraci a celkový výkon.

Komponenty využívají vstupní lopatky k optimalizaci průtoku a dle požadovaných charakteristik tím zajišťují optimální výkon při správné spotřebě paliva. Turbodmychadla Garrett s proměnnou geometrií do jisté míry zkracují turbolag, tedy reakční dobu mezi sešlápnutím pedálu a reakcí motoru, resp. turba. Obzvláště vhodná jsou pro agregáty s Millerovým cyklem, který je využíván u vozidel s přísnějšími požadavky na zvýšení výkonu a zároveň snižují spotřebu paliva o 5 - 10 %. Tento cyklus funguje zjednodušeně na zpožděném uzavírání ventilů, čímž je z válce vytlačována část nasáté směsi zpět, zatímco nedostatek vzduchu vyvažuje přeplňování.

Řešení od Garrett však snižuje spotřebu paliva až k 15 %, zatímco emise klesají o desetinu. Výrobce tak navrhl po všech stránkách efektivní turbodmychadlo s volitelným kompresorem a proměnlivým vstupem, které mj. ustojí teplotu výfukových plynů až 1 020 °C. V tomto případě jej výrobce osadil unikátním plovoucím ložiskem s menšími rozměry o 30 %, díky čemuž dochází ke snížení mechanického tření o celých 20 %. Zlepšena je však také oxidace a celková odolnost vůči opotřebení, a výkon optimalizován v širokém provozním rozsahu.

Turbodmychadla Garrett pro užitkové a nákladní vozy

Turbodmychadla Garrett pro užitkové a nákladní vozy představují robustní a vysoce výkonná řešení i pro těžké tahače, u nichž zásadně snižují spotřebu paliva a naopak navyšují výkon. Uplatnění mají ve všech užitkových vozech, včetně průmyslových "monster", která jezdí například v dolech. Jejich součástí je nejnovější generace turbín s variabilní geometrií DAVNT, oblíbená Turbodmychadla Westegate pro lehké užitkové vozy, a dvoustupňová vyvíjená na míru konkrétnímu řešení.

Turbodmychadla s dvojitou nápravou VNT

Turbodmychadla s dvojitou nápravou VNT patří aktuálně mezi nejlepší řešení pro užitkové a nákladní vozy, jimž zvyšují energetickou účinnost. Konkrétně se jedná o efektivnější využívání paliva při zvýšení výkonu motoru a současném plnění přísných emisních norem, což zásadně pomáhá výrobcům nákladních automobilů. Turbodmychadla s dvojitou nápravou VNT jsou rovněž navržena ke snižování škodlivin, zdokonalení brzdných vlastností hnací jednotky, a pochopitelně také ke 100% kooperaci se systémem EGR, který je pro dnešní naftové motory nepostradatelný.

Turbodmychadla Garrett Westegate pro nákladní auta

Turbodmychadla Garrett Westegate pro nákladní auta jsou navržena k jízdě po dálnici i mimo ni, protože palivo a životní prostředí je nutné šetřit, ať vedou cesty kamkoliv. Velkou výhodou je univerzální využití a přizpůsobení prakticky jakkoliv velkému motoru, ať se jedná o klasické tahače, jiná těžká vozidla, lokomotivy, lodě, nebo těžební zařízení. Využití tak nachází základní turbodmychadla Garrett Westegate v motorech o velikosti od 1 do 64 litrů, zatímco modely GT12 až GT70 zvládají rozsah 64 až 110 litrů. Výrobce tak nabízí jedno z největších rozpětí ve svém oboru, protože může komponent přizpůsobit prakticky každému agregátu.

Mnohem známější je ovšem pro svá turbodmychadla Westegate do nákladních vozů, které často a vytrvale brázdí dálnice. Na nich poskytují nejenom skvělé výkony, ale zároveň znatelně snižují spotřebu paliva a energetickou náročnost vozu, což šetří emise. Z více než dvou desetiletí dnes vznikají turbodmychadla Garrett s životností až 20 000 hodin. Od počátku je přitom využíván jejich plný potenciál, když dochází k rozhánění pomocí výfukových plynů, zatímco jednotka řízení do chodu turba příliš nezasahuje.

Tomu je pochopitelně přizpůsobena celá robustní konstrukce, která obsahuje například titanová kola kompresoru, speciální slitinu užívanou na odlitky, a také celkový design. Výrobce zároveň bojuje proti poruchám, jimiž jsou turbodmychadla pověstná, a značně tak prodlužuje jejich životnost díky kvalitním ložiskům a správné aplikaci oleje. Garrett tak v přehledem poskytuje vysoce účinné komponenty fungující i ve velkých nadmořských výškách.

Dvoustupňová turbodmychadla Garrett pro užitkové vozy

Dvoustupňová turbodmychadla Garrett pro užitkové vozy prezentují léty ověřenou řadu, která zvyšuje produktivitu vozidel na silnici i mimo ni. Mezi klíčové vlastnosti patří i v tomto případě snížení spotřeby paliva, škodlivých emisí, a optimalizace chodu hnací jednotky. Konstrukce funguje na základě dvou sériově zapojených turbodmychadel, mezi něž se výkon rovnoměrně rozkládá, a dochází tak ke zlepšení točivého momentu při nízkých otáčkách a po sešlápnutí plynového pedálu reaguje turbo rychleji.

Po nasátí vzduchu kompresorem je tlak nejdříve násobek 2 - 2,5krát, a později znovu o stejnou hodnotu. Oproti atmosférickému tlaku je pak v sacím potrubí až 5krát vyšší tlak a zhruba o 20 °C vyšší teplota. Vzhledem k tomu, že dochází k přerozdělování zátěže mezi dvě soustavně fungující turba, nabízí Garrett nákladním vozům špičkovou účinnost při nižší spotřebě paliva, vyšším výkonu a delší životnosti.

Tyto komponenty je možné přizpůsobovat lehkým užitkovým autům s motorem po downsizingu o objemu 4,4 litrů, až velmi těžkým nákladním vozidlům do objemu 64 litrů. Jelikož dvoustupňová turbodmychadla Garrett pro náklaďáky zásadně snižují emise, bývají častou volbou mnohých výrobců pro sériovou výrobu aut s nižším objemem. Ve vývoji těchto dílů bude švýcarský výrobce i nadále pokračovat, aby dokázal plnit nejpřísnější evropská zařízení.

Elektrická a hybridní turbodmychadla Garrett

Elektrická a hybridní turbodmychadla Garrett byla oznámena teprve v roce 2019 jako nezbytná součást pro budoucí elektrifikaci automobilů. Prozatím zůstávají blíže neupřesněnou novinkou, jejíž výboj probíhá v brněnské pobočce, která patří mezi nejmodernější svého druhu. Princip elektrických turbodmychadel se od těch klasických liší, protože nejsou poháněna výfukovými plyny, ale elektřinou. V podstatě tak nejde o turbínový mechanismus, který způsobuje po sešlápnutí plynového pedálu prodlevy, než motor "zabere". E-Turbo totiž zabírá okamžitě a hnací agregát tak neztrácí výkon, jelikož nedochází k tzv. turbolagu. K uvedení této novinky má dojít v řádech několika let, vzhledem k elektrifikované budoucnosti to bude zajímavé vylepšení hybridních automobilů, ať už budou kombinované s benzínovým nebo naftovým motorem.

Vodní chlazení turbodmychadel Garrett

Vodní chlazení turbodmychadel Garrett zlepšuje mechanickou odolnost těchto namáhaných dílů a prodlužuje tak jejich životnost. Největší přínos má paradoxně až po vypnutí motoru, kdy je teplo uložené v tělese a ve sběrném výfukovém potrubí nasáváno zpět do turbodmychadla. A právě v tomto okamžiku jsou ložiska a pístní kroužky vystaveny nadměrné tepelné zátěži, která by je mohla postupně zničit. Týká se to zejména turbodmychadel Garrett z řady GT a GTX, u nichž dochází za jízdy k chlazení olejem, a po vypnutí právě vodou.

Řada odborníků se ptá, zda-li není takový způsob zbytečný, když by mělo stačit chlazení mazivem a vzduchem. Garrett v odpovědi blíže popsal procesy a význam vody, která odvádí teplo od kritických komponentů. Ty jsou sice stavěny pro velkou tlakovou zátěž i tepelnou odolnost, zároveň však po vypnutí motoru zbytečně "trpí", čímž dochází ke snížení jejich životnosti. Následky nechlazeného turbodmychadla byly několikrát porovnány s chlazeným, z čehož vyplynulo, že voda snižuje poškození o desítky procent.

Historie Garrett, výrobce turbodmychadel

Firma Garrett vznikla roku 1936 pod rukama Johna Clifforda Garretta, jehož inovace využily téměř všechny automobilky po celém světě a vyrobily dohromady přes 100 milionů vozidel s komponenty Garrett. Příběh však začal už v roce 1926, kdy zakladatel společnosti nastoupil do výroby letadel ve firmě Lockheed, v níž působil 10 let. Později ho však ambice vedly k založení vlastního výrobního podniku pro letecký průmysl, a tak 21. května 1936 založil v Los Angeles firmu Aircraft Tool and Supply Company. Ta byla počátkem veškerého dění, když o pár let později sjížděl z linky první produkt. Jednalo se o celohliníkový mezichladič letadel, o který měly zájem největší výrobci tehdejších letounů, a během Druhé světové válce také armáda.

Základy úspěšného podniku umožnily rychlou expanzi do různých odvětví, až se v 50. letech stal Garrett významným podnikem v oblasti automobilového průmyslu. Vůbec první turbodmychadlo nazvané T15 instalovala společnost do buldozeru Caterpillar D9, a roku 1962 bylo rovněž poprvé využito v sériové výrobě vozů Oldsmobile pod taktovkou General Motors. Na významu však pořádně nabrala až o pět let později, kdy bylo turbodmychadlo Garrett T04 vybráno společností Deer & Company pro své traktory značky John Deere.

To odstartovalo dosud největší boom turbodmychadel, která byla uznávána napříč strojírenským odvětvím a instalována prakticky do všech průmyslových aplikací, důlních vozidel apod. Výrobci se jednotně shodovali na přínosu výkonu, točivého momentu a lepší palivové účinnosti. Další zásadní zlom přišel v 90. letech, kdy se poptávka po turbodmychadlech výrazně zvyšovala na globální úrovni. Nová technologie s variabilní geometrií (VNT) umožnila vůbec poprvé upravit turbodmychadlo dle konkrétních požadavků motoru ve Fiat Croma z roku 1991. Stejnou technologii pak aplikoval i Volkswagen-Audi do naftového motoru s objemem 1,9 litrů.

Autor článku

Jaroslav Peremský

Jsem manažer prodeje a marketingu s mnohaletou praxí v různých firmách a odvětvích. V roce 2016 jsem se rozhodl plně zaměřit svoji pozornost na automobilový průmysl a prodej autodílů. Využil jsem svých zkušeností, které jsem spojil se svými zájmy a koníčky. Mým cílem je posunout laťku v oblasti prodeje autodílů na vyšší úroveň. V praxi jsem více jak 7 let a své nově nabyté znalosti v oblasti prodeje autodílů a spotřebního zboží pro auto-moto mohu díky blogu publikovat a sdílet s Vámi.