Zo zákulisia: Klimatizácia vyžaduje dobrú aerodynamiku a veľa testov

Ventilačná sústava vzniká skôr než samotný nový model automobilu. Moderná trojzónová klimatizácia nie je otázkou luxusu, ale potreby, vysvetľujú konštruktéri.

Stlačíte tlačidlo a v rozpálenom interiéri je o niekoľko minút príjemný chládok. Klimatizácia bola kedysi výdobytkom najluxusnejších áut, ale dnes je v podstate bežnou súčasťou výbavy. Nie každému však napadne, že za jej bezproblémovým chodom stojí dlhý a náročný vývoj. Do zákulisia nás nechala nahliadnuť mladoboleslavská automobilka Škoda.

Ventilačná sústava je komplikovaný systém, ktorý prechádza neustálym vylepšovaním. Pritom nie je klimatizácia ako klimatizácia. Najnovšia verzia automatickej klimatizácie Climatronic dokáže napríklad odhaliť škodliviny v ovzduší a automaticky uzavrieť prívod vonkajšieho vzduchu do automobilu. Aj toto vylepšenie je výsledkom tisícok hodín vývoja a testovania v bežnej premávke. 

Pri návrhu ventilačnej sústavy sa uplatňujú najmodernejšie postupy a počítačové simulácie. Okrem iného preto, že klimatizácia v aute musí vyhovieť rôznym typom postáv - ramenatému chlapovi, štíhlej žene, vysokému mladíkovi aj drobnému seniorovi; na severe Európy či v ďalekej Číne.

Škoda si klimatizačnú sústavu vyvíja sama, neberie ju z koncernového regála. Od mája 2019 sú súčasťou vývojového oddelenia automobilky štyri klimatické komory, v ktorých je možné nastaviť teplotu v rozsahu -40 až +60 °C.

"Teplotu v komore pre naše účely obvykle nastavujeme na 40 stupňov," vysvetľuje Jan Hrnčíř, koordinátor vývoja klimatizácie. Účinnosť klimatizácie sa overuje pomocou štandardizovanej skúšky, takzvaného pull-downu. Pomocou reflektorov je možné simulovať slnečné žiarenie s výkonom tisíc wattov na jeden meter štvorcový plochy, čo zodpovedá podmienkam napríklad v arizonskej púšti. Sleduje sa komfort cestujúcich a cieľom je do dvadsiatich minút dosiahnuť v oblasti hláv teplotu okolo 25 °C."

Aby všetko fungovalo naozaj automaticky (bez potreby korekcií) nielen v miernej klíme Česka a Slovenska, ale aj v rozpálenej Austrálii, je potrebné urobiť veľa presných výpočtov, mať veľa skúseností a trpezlivo testovať. Klimatizačnú sústavu majú škodovky zhodnú pre všetky trhy. Odlišné v závislosti od regiónov je však nastavenie softvéru.

"Rozlišujeme krajiny s miernou klímou a tropické, kam patrí India a Čína. Pre ne majú autá krivku nábehu ventilátora posunutú vyššie, aby dochádzalo k intenzívnejšej výmene vzduchu. Autá v Európe reagujú pozvoľnejšie," objasňuje Jan Hrnčíř.

Ako prúdi vzduch v kabíne?

Na návrhu novej klimatizácie sa významne podieľa oddelenie aerodynamiky. V ňom pracujú špecialisti, zameraní výhradne na takzvanú internú aerodynamiku. Asi každý už videl obrázok z testov, kde prúdnice viac či menej usporiadane obtekajú karosériu.

Stále viac sa k slovu dostáva aj vnútorná aerodynamika automobilu. Sleduje sa prúdenie vzduchu v kabíne, ktoré má vplyv nielen na komfort cestujúcich, ale prekvapivo aj na bezpečnosť jazdy a akustiku.

"Správne prúdenie vzduchu zaisťuje dobrý výhľad z auta, zaistí odmrazovanie okien v zime a počas celého roka bráni ich zahmlievaniu," vysvetľuje David Svítil, koordinátor internej aerodynamiky. Počítače pomáhajú odhaliť aj to, či prúdenie vzduchu nebude vyvolávať nepríjemný šum. Výpočty umožňujú vylepšiť návrh a skrátiť čas vývoja i finančnú náročnosť testov. Čo predtým trvalo mesiace, zvládnu odborníci v priebehu niekoľkých dní. 

"Pri návrhu auta sa spolupodieľame s oddelením dizajnu na rozmiestnení jednotlivých prvkov ventilačnej sústavy," pokračuje David Svítil. "Napríklad modely Scala alebo Kamiq prišli s vysoko umiestneným displejom multimediálneho systému a preto sa výduchy ventilácie uprostred palubnej dosky museli presunúť nižšie. Hneď sme pomocou počítačových simulácií usmerňovali tvar a konštrukciu výduchov, aby prúdenie vzduchu v kabíne bolo čo najvhodnejšie," hovorí expert na aerodynamiku.

Vo virtuálnej kabíne budúceho auta sa sleduje hlavne smerovanie a rýchlosť prúdenia vzduchu. Technici tak vedia vypočítať množstvo vzduchu, dodaného do interiéru i jeho vplyv na akustiku. "Zdrojom hluku totiž môže byť nielen ventilátor, ale aj vzduch prenikajúci úzkymi štrbinami výduchov," upozorňuje David Svítil.

Video: Simulácia prúdenia vzduchu v kabíne Škody Kodiaq

Tomu sa prispôsobí návrh celého systému, vrátane tvaru rozvodov a výduchov vzduchu. Nasleduje overenie výpočtov v klimatickej komore a potom jazdné testy na bežných cestách. Ani najlepšia klimatická komora totiž nenahradí praktické skúšky.

"Komora nám ukáže celkový výkon a účinnosť ventilačnej sústavy. Podmienky pre nastavenie softvéru však nevieme, to sa musí overiť počas tisícok kilometrov v chladných ránach, horúcich dňoch alebo v premenlivom a daždivom počasí," dopĺňa Jan Hrnčíř.

Na skúšky techniky používajú muly

V praxi sa nová ventilačná sústava testuje dokonca skôr, než vznikne prvý prototyp auta. Škoda na to využíva takzvané muly. Ide o prototypy, ktoré navonok vyzerajú ako bežné produkčné modely, ale v útrobách skrývajú techniku pre práve vyvíjané novinky.

"Jazdíme v polárnych oblastiach i v púšti, ale to sú extrémy," hovorí Jan Hrnčíř. "Kľúčové sú pre nás podmienky na jar a jeseň vo vysokohorskom prostredí, kde sa najlepšie overí automatický režim klimatizácie. Vonku môžu panovať mrazy, ale ostré slnko zohrieva interiér, a to je pre riadiaci softvér najzložitejšia situácia. Ventilácia musí s využitím celého radu senzorov správne nastaviť rýchlosť prúdenia a teplotu na nohy i hlavu, aby sa posádka cítila dobre a nemala potrebu upravovať nastavenie."

Mula: Takto Škoda kedysi v upravenej karosérii modelu Yeti, skúšala techniku pre Kodiaq.

Tri zóny, aby sa rodičia neroztopili a deti nezamrzli

Klimatizácia už dávno nie je luxusným doplnkom. Konkrétne v Škode, ktorá nás nechala nahliadnuť do zákulisia, ju štandardne obsahuje aj najlacnejšia Fabia. Scala vo vyšších verziách môže mať dvojzónovú automatickú klimatizáciu Climatronic. Najväčšie modely Kodiaq či Superb obsahujú dokonca trojzónový Climatronic, s oddeleným ovládaním pre cestujúcich vzadu.

Nejde pritom o žiadny špeciálny luxus, ako by sa mohlo zdať. Zažil to asi každý, kto sa cestou na letnú dovolenku nedokázal zhodnúť na teplote v interiéri auta. Trojzónová klimatizácia pomáha, aby rodičia za veľkým čelným oknom neboli prepotení a deti vzadu nekýchali od zimy.

Moderná automatická klimatizácia sa zároveň môže pochváliť samočinným prepínaním vonkajšej a vnútornej cirkulácie vzduchu, v závislosti na jeho znečistení. Málokto vie, že Climatronic väčšinu času pracuje v režime recirkulácie. Niektoré modely obsahujú funkciu Air Care, vďaka ktorej automaticky zastavia prísun znečisteného vzduchu v aglomeráciách alebo v prašnom prostredí. Druhotnou výhodou je opakovaná filtrácia vzduchu v kabíne, pretože vzduch pri recirkulácii opäť prechádza cez kabínový filter. Vďaka senzoru vlhkosti pritom nehrozí náhle zahmlenie okien. Systém myslí aj na potrebu vyvetrať kabínu čerstvým vzduchom, aby posádka nebola príliš dlho vo vydýchanom prostredí. Preto v závislosti od podmienok mieša vzduch privedený zvonka s recirkulovaným vzduchom z interiéru.

Senzorov je v modernej automatickej klimatizácii samozrejme viac. Sledujú teplotu a vlhkosť vonkajšieho i vnútorného vzduchu, tlak v systéme a nastavenie kompresora. Dôležitý je senzor slnešného svitu, ktorý dokáže nielen odhaliť jeho intenzitu, ale aj smer slnečných lúčov. Podľa toho upraví teplotu vzduchu pre pravú a ľavú časť kabíny. Automatické ovládanie klimatizácie má pre posádku v aute omnoho väčší prínos, než sa zdá.

Vyvíjajú techniku pre Indiu

Zázemie Škody je v oblasti návrhu a testovania ventilačných sústav na vysokej úrovni aj preto, že Česi od roku 2019 nemajú iba úlohu používateľa koncernových dielov, ale niektoré diely sami vyvíjajú. V rámci projektu India 2.0 pripravujú modifikovanú platformu, ktorej súčasťou je nielen podvozok alebo poháňacie ústrojenstvo, ale práve aj ventilačná sústava. "

Z pohľadu konštruktéra v oblasti vývoja je niečo iné adaptovať vlastný diel alebo vyvinúť úplne nový," zdôraznil Jan Hrnčíť.

Elektromobily sú výzva

Ďalšiu zásadnú zmenu predstavuje vývoj elektromobilov. Doteraz bola ventilácia skôr okrajovou záležitosťou z hľadiska hospodárenia s energiou, pretože na kúrenie používala odpadné teplo vyprodukované motorom a v lete ochladzovala vzduch klimatizáciou. S príchodom elektromobilov sa z vetracej sústavy stal jeden z najvýznamnejších spotrebičov v aute, z hľadiska odberu elektrickej energie. O to väčší tlak je vyvíjaný na efektivitu kúrenia a chladenia. 

Konštruktéri majú plné ruky práce, pričom s nástupom elektromobilov, prichádzajú aj nové možnosti. Vďaka tomu, že v elektromobile nie je nutné, aby na spustenie klimatizácie bežal motor, môžu sa budúci majitelia týchto áut tešiť na ideálne temperovaný interiér už pri nastúpení do vnútra. Ideálnou situáciou je ochladenie či vyhriatie kabíny, pokiaľ vozidlo stojí pripojené k nabíjačke.

Konštruktéri sa v elektromobiloch musia podstatne viac zameriavať na akustiku systému. Kým doteraz v interiéri prevažoval hluk motora alebo aerodynamický šum, v mimoriadne tichých elektromobiloch vstupuje do popredia aj taký detail, ako šum prúdiaceho vzduchu a hlučnosť ventilátora.

"S tým nám veľmi pomáhajú počítačové modely, ktoré presne zisťujú, kde môže dochádzať k nežiadúcemu víreniu. Podľa toho sa bude výraznejšie meniť aj tvar výduchov ventilácie." Jan Hrnčíř takto zároveň odpovedal, čomu sa práve venuje vo vývojovom oddelení. Prvý výsledok uvidíme na budúci rok, v sériovej podobe elektromobilu Škoda Vision iV.

Súvisiace články

• Škoda Octavia RS 2.0 TSI facelift: „Eresa“ po modernizácii a v top forme (VIDEOTEST)
• Škoda Enyaq Tour: Výkon 210 kW, dojazd 560 km a cena od 44 530 eur
• Škoda Enyaq 85x: Vo vrcholnej forme (VIDEOTEST)
• Nová Škoda Kodiaq RS má výkonnejší turbobenzínový motor 2.0 TSI