Silnik wolnossący. Co to jest? Jak działa? Jakie ma zalety?

Silnik wolnossący to typ jednostki napędowej, która pozbawiona jest popularnego dziś doładowania. Określa się go także jako silnik atmosferyczny lub o skrócie N/A (ang. naturally aspirated). 

Kiedyś silniki te były dostępne nie tylko w wersjach benzynowych, ale także jako diesle. Od dłuższego czasu jednak żaden producent nie oferuje już silnika wysokoprężnego bez turbodoładowania. 

Zobacz również: Gaz w samochodzie. Czy instalacja LPG się opłaca?

Coraz ostrzejsze normy emisji spalin wymuszają na producentach samochodów tak zwany downsizing. Mała pojemność i zastosowanie turbo ograniczają emisję szkodliwych gazów. Nic więc dziwnego, że silniki wolnossące znikają z rynku. Została jednak garstka producentów wiernych tej technologii, którzy stale ją udoskonalają.

Silnik zasysa powietrze z otoczenia. Dzieje się tak, ponieważ w silniku zmniejsza się ciśnienie. Powietrze jest potrzebne do stworzenia wewnątrz urządzenia mieszanki z paliwem, która wprowadzana jest do komór spalania. Następnie dochodzi do sprężania, a skra powoduje wybuch. Wywołuje on ponowny ruch tłoka w dół, a to z kolei pociąga za sobą obrót wału korbowego. Zawór wydechowy się otwiera i wypuszcza spaliny.

W przeciwieństwie do silników doładowanych jednostka wolnossąca nie korzysta z turbosprężarki, która wtłacza większą ilość powietrza do komory spalania. Oznacza to, że osiągi w większym stopniu zależą od pojemności skokowej oraz obrotów.

W silniku turbo wysoki moment obrotowy jest zwykle dostępny w stosunkowo wąskim, lecz niskim zakresie obrotów. W przypadku silnika atmosferycznego kierowca odczuwa bardziej równomierne przyspieszanie, a maksymalna moc pojawia się bliżej górnej części skali obrotów. Dzięki temu samochód prowadzi się w sposób przewidywalny, choć do dynamicznej jazdy wymaga częstszej zmiany biegów.

Taki tryb pracy nazywany jest cyklem Otta. Był on dziewiętnastowiecznym wynalazcą, który eksperymentował z silnikami czterosuwowymi. Wraz z Eugenem Langenem założyli ich pierwszą fabrykę – dzisiejszą Deutz AG. To właśnie Nicolaus Otto wymyślił elektryczny zapłon, dzięki któremu możliwe było stosowanie innych paliw płynnych, nie tylko benzyny. 

Aby silnik wolnossący nie pochłaniał dużej ilości paliwa, należy przede wszystkim pilnować wysokości obrotów. Od pewnego czasu producenci stosują wskaźnik momentu zmiany biegów, co znacząco ułatwia sprawę. Silnik atmosferyczny ma określoną charakterystykę, zatem – aby efektywnie go wykorzystać – należy trzymać się kilku zasad. 

Należą do nich dynamiczne przyspieszanie (na około 80% wciśniętego gazu) i dość szybkie zmiany biegów – mniej więcej przy 2500 obrotach na minutę. Eksploatowanie silnika na wysokie obroty w mieście niewiele da. Na trasie z reguły ma to miejsce przy wyprzedzaniu lub wjeździe na autostradę. 

W przypadku tego rodzaju silników nie występuje gwałtowny przyrost momentu obrotowego w niskim zakresie prędkości obrotowej, który jest cechą jednostek turbodoładowanych. Warto zatem zwrócić uwagę na określony przez producenta zakres obrotów i maksymalny dostępny moment obrotowy. Nie warto wychodzić poza ten przedział. Dynamiczna, ale płynna jazda bardzo szybko przełoży się na oszczędności podczas tankowania, a sam silnik uda się zachować w bardzo dobrym stanie przez dłuższy czas. 

Przy wyborze samochodu z silnikiem wolnossącym warto zacząć od dokumentacji. Kluczowe znaczenie ma potwierdzona historia serwisowa, najlepiej w postaci książki serwisowej oraz faktur za wykonane prace. Szczególnie ważne jest, czy poprzedni właściciel przestrzegał regularnych wymian oleju i filtrów oraz czy stosował olej zgodny z zaleceniami producenta auta. Jednostka napędowa tego typu dobrze znosi długie przebiegi, ale tylko wtedy, gdy układ smarowania był utrzymany w odpowiedniej kondycji.

Podczas oględzin samochodu warto bardzo dokładnie obejrzeć komorę silnika. Należy zwrócić uwagę na obecność świeżych i starych śladów oleju w okolicach miski, pokrywy zaworów, uszczelniaczy wału oraz przy filtrze oleju. Niepokojąco wyglądają także zacieki w okolicach pompy wody czy przewodów z płynem chłodzącym. Nawet niewielkie wycieki mogą w dłuższej perspektywie prowadzić do spadku poziomu oleju lub płynu chłodzącego, a to z kolei zwiększa ryzyko przegrzania silnika i przyspieszonego zużycia jego elementów.

Kolejnym etapem jest jazda próbna. Silnik wolnossący powinien płynnie wchodzić na obroty, bez szarpania i przerw w przyspieszaniu. W trakcie przyspieszania warto wsłuchać się w jego pracę i zwrócić uwagę na wszelkie metaliczne stuki, wyraźne klekotanie lub wycie, które mogą świadczyć o zużyciu panewek, problemach z wałkiem rozrządu albo nadmiernym luzie w osprzęcie. Po zakończeniu jazdy dobrze jest jeszcze raz zajrzeć pod maskę, aby sprawdzić, czy nie pojawiły się nowe wycieki lub zapach spalonego oleju.

Przy oględzinach używanego auta z jednostką wolnossącą warto zwrócić uwagę m.in. na:

• równą pracę na biegu jałowym oraz brak wyraźnych wahań obrotów,
• brak dymienia z rury wydechowej po rozruchu i podczas gwałtownego dodania gazu,
• stan przewodów podciśnienia i instalacji zapłonowej, szczególnie w starszych jednostkach benzynowych.

Dla wielu kierowców ważna jest możliwość montażu instalacji LPG. Silnik wolnossący często lepiej znosi takie rozwiązanie niż nowoczesna doładowana jednostka napędowa. Przed zakupem warto jednak sprawdzić, czy samochód był już eksploatowany na gazie, a jeśli tak, to czy montaż i serwis instalacji były wykonywane w wyspecjalizowanym warsztacie. Istotne jest również, czy zawory i gniazda zaworowe w danym modelu dobrze znoszą pracę na paliwie alternatywnym. W przypadku aut bez instalacji gazowej rozsądnie jest ocenić rzeczywiste spalanie w oparciu o opinie użytkowników, a nie wyłącznie dane katalogowe.

Na koniec dobrze jest zastanowić się, czy charakterystyka silnika wolnossącego pasuje do codziennych potrzeb. Jednostka atmosferyczna będzie dobrym wyborem dla kierowcy, który ceni spokojną, przewidywalną jazdę, nie oczekuje gwałtownego przyspieszenia przy niskich obrotach i jest gotów częściej sięgać po dźwignię zmiany biegów. W zamian otrzymuje prostszy układ napędowy, zwykle niższe ryzyko kosztownych awarii związanych z osprzętem i możliwość długiej eksploatacji przy odpowiednim serwisie.

Czołowi producenci już od jakiegoś czasu ograniczają ofertę silników bez turbodoładowania. Nawet jeśli mają je w sprzedaży – często są to auta małe lub miejskie, ewentualnie kilka sportowych modeli. Gdy szukasz tego typu jednostki napędowej, warto zwrócić się w kierunku dalekiego wschodu. Japończycy od dawna projektują i produkują dobrej jakości silniki wolnossące. 

Dla przykładu: Mazda oferuje na rynkach europejskich tylko takie jednostki benzynowe, a zastosowana w nich technologia Sky Active pozwala na osiągnięcie wysokiego stopnia sprężania. To przekłada się na elastyczność jednostki, niskie spalanie i bardzo dobrą charakterystykę pracy. Ten producent przesuwa niejako bariery w kwestii utrzymywania wysokiej wydajności silników benzynowych i pod tym względem trudno znaleźć lepszą alternatywę, jeśli szukamy nowego auta bez doładowania.

W kwestii nieco starszych pojazdów z Kraju Kwitnącej Wiśni – należy wspomnieć o Hondzie. Kultowa jednostka K20 była produkowana od 2001 roku. Na początku miała pewne problemy z wycierającymi się wałkami rozrządu, ale usterka ta została wyeliminowana. Mocne samochody z silnikiem wolnossącym przejawiały także tendencję nieco większego poboru oleju, warto więc zwracać na to szczególną uwagę. Jednostki te bez problemu przekraczały moc 200 koni mechanicznych. 

Polecamy także: Jak wybrać samochód do 10 tysięcy złotych? Sprawdź, co warto kupić

Ponad 20 lat temu Nissan pokazał, że można produkować niezawodne samochody z silnikiem wolnossącym. Jednostka VQ35DE bez najmniejszych problemów osiągnie przebiegi rzędu 400 tys. kilometrów, jednak tylko w modelu 350 Z była sprzężona z doskonałą skrzynią manualną. Wysoka kultura pracy, ale też duże spalanie – oto jej cechy. W końcu to sportowe auto z silnikiem o pojemności 3,5 litra.

Jaki samochód z silnikiem benzynowym wolnossącym produkcji europejskiej warto kupić? Na uwagę zasługuje przede wszystkim BMW. Jednostka M54B30 to rzędowa szóstka o wysokiej kulturze pracy i charakterystycznym dźwięku. Przy prawidłowym serwisie olejowym to silnik o niemal zerowej awaryjności. Długowieczność jednostki zapewnia także typowy dla Bawarczyków rozrząd na łańcuchu. 

W przypadku starszych samochodów z europejskimi jednostkami wolnossącymi warto liczyć się z naturalnymi oznakami zużycia, jak obniżona kompresja w cylindrach, delikatne wahania obrotów biegu jałowego czy sporadyczne zużycie większej ilości oleju. Nie są to zawsze objawy poważnej awarii, lecz sygnał, że jednostka wymaga dokładniejszej diagnostyki i spokojnego stylu jazdy.

Zaletą takich konstrukcji jest dobra współpraca z instalacjami gazowymi. Przy poprawnie dobranym i wyregulowanym układzie zasilania pozwala to ograniczyć wydatki na paliwo. Należy jednak pamiętać, że montaż instalacji w silniku o dużym przebiegu, bez wcześniejszej oceny stanu głowicy oraz gniazd zaworowych, może przyspieszyć proces zużycia elementów układu rozrządu.

Trudno udzielić jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, która z tych dwóch opcji sprawdza się lepiej. Zależy to przede wszystkim od preferencji danego kierowcy i jego stylu jazdy. 

Z biegiem czasu podaż nowych pojazdów wyposażonych w jednostki wolnossące ulega systematycznemu ograniczaniu, jednak na rynku zostało jeszcze kilka ciekawych modeli, które stawiają dzielnie opór upływowi czasu i przejechanym kilometrom. Jak w każdym aucie – należy przed zakupem dokładnie zapoznać się z ich stanem i zwrócić uwagę na typowe dla danego modelu awarie.

Silnik wolnossący – w porównaniu z turbo – może okazać się mniej awaryjny. Jest mniej skomplikowany w budowie, nie montuje się do niego wrażliwej na stan oleju i temperaturę turbosprężarki, a dzięki temu zawiera mniej elektroniki, która sterowałaby jednostką napędową. Na dłuższej trasie – silnik doładowany będzie oszczędniejszy, a dostępny w małym zakresie obrotów moment zapewni sprawniejsze przyspieszanie. 

Z perspektywy kosztów utrzymania różnica między silnikiem wolnossącym a turbodoładowanym pojawia się głównie w momencie wystąpienia awarii. W jednostce atmosferycznej serwis często ogranicza się do standardowych czynności, jak wymiana świec, oleju oraz elementów osprzętu. W przypadku silnika turbo potencjalny zakres napraw obejmuje dodatkowo turbosprężarkę, układ sterowania ciśnieniem doładowania czy elementy chłodzenia powietrza doładowującego.

Kierowca, który większość czasu spędza w mieście i ceni spokojną, przewidywalną reakcję na gaz, często doceni silnik wolnossący. Taka jednostka dobrze współpracuje z automatyczną skrzynią biegów, a przy umiarkowanych prędkościach potrafi zapewnić akceptowalne zużycie paliwa bez gwałtownych zmian momentu obrotowego.

Z kolei osoba regularnie pokonująca długie trasy z wyższymi prędkościami, często podróżująca z kompletem pasażerów lub z przyczepą, może odczuć więcej korzyści z wyboru nowoczesnej jednostki turbodoładowanej. Ta zapewnia wysoki moment obrotowy już przy niższych obrotach.

Wybór pomiędzy tymi rozwiązaniami powinien wynikać z realnych warunków eksploatacji, a nie jedynie z danych katalogowych dotyczących mocy maksymalnej.

Przeczytaj też: Uszkodzona przepustnica. Objawy, przyczyny i naprawa awarii

W dobie turbodoładowanego downsizingu, technologii hybrydowej oraz elektrycznej – które słusznie walczą z normami emisji spalin – wydaje się, że dni silników wolnossących są już policzone. Warto jednak je docenić, ponieważ mają one swoje niezaprzeczalne zalety. 

Jak każdy inny pojazd, również ten z silnikiem atmosferycznym potrzebuje ubezpieczenia. W LINK4 poza obowiązkowym OC kupisz również m.in. Pakiet OC z MiniAssistance po Wypadku. Dzięki niemu możesz liczyć na:

• uruchomienie silnika pojazdu na miejscu zdarzenia w razie rozładowania akumulatora;
• holowanie pojazdu do 100 km w razie wypadku;
• wymianę koła w razie uszkodzenia opony na miejscu, a jeżeli nie będzie to możliwe – holowanie do warsztatu i naprawę;
• samochód zastępczy na 3 dni w razie wypadku lub kradzieży;
• pomoc informacyjną 24h/dobę.

Składkę OC sprawdzisz za pomocą kalkulatora online. Możesz zrobić to również dzwoniąc pod numer (22) 444 44 23 lub spotkać się z agentem współpracującym z LINK4.

Szczegółowe informacje o produktach, limitach i wyłączeniach, a także OWU dostępne są na stronie www.link4.pl.

Zobacz też: Ubezpieczenie OC Bielsko Biała, Ubezpieczenie OC Bochnia

Co to znaczy, że silnik jest wolnossący?

Silnik wolnossący, nazywany również atmosferycznym lub jednostką N/A (naturally aspirated), to typ silnika spalinowego pozbawiony układów doładowania, takich jak turbosprężarka czy kompresor. Powietrze niezbędne do procesu spalania jest zasysane z otoczenia wyłącznie dzięki podciśnieniu wytwarzanemu przez ruch tłoków. Oznacza to, że ilość dostarczanego tlenu, a co za tym idzie osiągi pojazdu, zależą bezpośrednio od pojemności skokowej oraz prędkości obrotowej silnika.

Jakie są główne zalety i wady silnika wolnossącego?

Główną zaletą jest prostsza konstrukcja, co przekłada się na niższe ryzyko kosztownych awarii osprzętu oraz większą przewidywalność zachowania auta dzięki liniowemu oddawaniu mocy. Jednostki te oferują również wysoką kulturę pracy i szybką reakcję na wciśnięcie pedału gazu. Do wad należy zaliczyć konieczność częstszego sięgania po dźwignię zmiany biegów przy dynamicznej jeździe oraz brak gwałtownego przyrostu momentu obrotowego w niskim zakresie obrotów, co jest typowe dla silników turbo.

Czy silniki wolnossące są trwalsze od silników z turbiną?

Z zasady konstrukcje wolnossące uchodzą za bardziej niezawodne i długowieczne, ponieważ nie posiadają elementów wrażliwych na ekstremalne temperatury i smarowanie, takich jak turbosprężarka. Potrafią one bez problemu znosić wysokie przebiegi, rzędu nawet 400 tys. kilometrów, o ile są serwisowane zgodnie z zaleceniami producenta. Ich trwałość wynika z mniejszego stopnia skomplikowania mechanicznego oraz mniejszej ilości elektroniki sterującej pracą układu doładowania.

Czy silnik wolnossący dobrze współpracuje z instalacją LPG?

Tak, wolnossące jednostki benzynowe są powszechnie uznawane za idealne do konwersji na zasilanie gazem. Dzięki prostszej budowie często lepiej znoszą one pracę na paliwie alternatywnym niż nowoczesne silniki z turbodoładowaniem, co pozwala na znaczną redukcję kosztów eksploatacji bez wyraźnej utraty trwałości. Ważne jest jednak, aby przed montażem sprawdzić, czy gniazda zaworowe w danym modelu są przystosowane do LPG oraz zadbać o poprawną regulację układu.