Шта је турбопуњач?

Када је у питању комбиновање перформанси са смањеном потрошњом горива, инжењери су готово приморани да се одлуче за турбо мотор.

Изван разређеног света супераутомобила, где Ламборгхини и даље инсистира на томе да мотори са природним усисавањем остају најчистији и најиталијанскији начин производње снаге и буке, дани аутомобила без турбо пуњача ближи се крају.

Немогуће је, на пример, набавити Фолксваген Голф са природним усисавањем. После Дизелгејта, то, наравно, вероватно неће бити важно, јер нико више не жели да игра голф.

Међутим, остаје чињеница да градски аутомобили, породични аутомобили, гранд тоурери, па чак и неки супераутомобили напуштају брод у корист ронилачке будућности. Од Форд Фиесте до Ферарија 488, будућност припада принудној индукцији, делом због закона о емисији издувних гасова, али и због тога што је технологија еволуирала скоковима и границама.

Ово је случај мале потрошње горива мотора за глатку вожњу и велику снагу мотора када то желите.

Када је у питању комбиновање већих перформанси са мањом потрошњом горива, инжењери су скоро приморани да дизајнирају своје најновије моторе са технологијом са турбо пуњењем.

Како турбо може учинити више са мање?

Све се своди на то како мотори раде, па хајде да причамо мало о техници. За бензинске моторе, однос ваздух-гориво 14.7:1 обезбеђује потпуно сагоревање свега у цилиндру. Све више сока од овога је губитак горива.

У мотору са природним усисавањем, делимични вакуум који ствара силазни клип увлачи ваздух у цилиндар, користећи негативни притисак изнутра за увлачење ваздуха кроз усисне вентиле. То је једноставан начин за обављање ствари, али је веома ограничен у смислу довода ваздуха, као код особе са апнејом у сну.

У турбомотору је преписан правилник. Уместо да се ослања на вакуумски ефекат клипа, мотор са турбо пуњењем користи ваздушну пумпу да гурне ваздух у цилиндар, баш као што маска за апнеју у сну гура ваздух у нос.

Иако турбо пуњачи могу да компримују ваздух до 5 бара (72.5 пси) изнад стандардног атмосферског притиска, у друмским аутомобилима они обично раде при опуштенијем притиску од 0.5 до 1 бар (7 до 14 пси).

Практични резултат је да при притиску преднапона од 1 бара, мотор прима двоструко више ваздуха него да је природно усисан.

То значи да контролна јединица мотора може убризгати двоструко више горива уз одржавање идеалног односа ваздух-гориво, стварајући много већу експлозију.

Али то је само половина трикова турбопуњача. Хајде да упоредимо 4.0-литарски атмосферски мотор и 2.0-литарски мотор са турбопуњачем са притиском преднапона од 1 бар, под претпоставком да су иначе идентични у погледу технологије.

Мотор од 4.0 литара троши више горива чак и у празном ходу и под малим оптерећењем мотора, док мотор од 2.0 литара троши много мање. Разлика је у томе што ће при широко отвореном гасу, мотор са турбо пуњењем користити максималну могућу количину ваздуха и горива - двоструко више од природног мотора исте запремине, или потпуно исто као атмосферски 4.0-литарски мотор.

То значи да мотор са турбопуњачем може да ради било где од оскудних 2.0 литара до моћних четири литра захваљујући принудној индукцији.

Дакле, то је случај мале потрошње горива мотора за нежну вожњу и велике снаге мотора када то желите.

Колико је то паметно?

Како и приличи инжењерском сребрном метку, сам турбопуњач је генијалан. Када мотор ради, издувни гасови пролазе кроз турбину, узрокујући њено окретање невероватним брзинама - обично између 75,000 и 150,000 пута у минути.

Турбина је причвршћена за ваздушни компресор, што значи да што се турбина брже окреће, то се компресор брже окреће, усисујући свеж ваздух и гурајући га у мотор.

Турбо ради на клизној скали, у зависности од тога колико снажно притиснете папучицу гаса. У празном ходу, нема довољно издувних гасова да би се турбина повећала до било које значајне брзине, али како убрзавате, турбина се окреће и даје појачање.

Ако гурате десном ногом, производи се више издувних гасова који сабијају максималну количину свежег ваздуха у цилиндре.

Па у чему је квака?

Постоји, наравно, неколико разлога зашто сви не возимо аутомобиле са турбо пуњењем годинама, почевши од сложености.

Као што можете замислити, није лако изградити нешто што може да се окреће на 150,000 обртаја у минути из дана у дан без експлозије и захтева скупе делове.

Турбине такође захтевају наменско снабдевање уљем и водом, што ставља већи стрес на системе за подмазивање и хлађење мотора.

Како се ваздух у турбо пуњачу загрева, произвођачи су морали да уграде и интеркулере како би снизили температуру ваздуха који улази у цилиндар. Врући ваздух је мање густ од хладног ваздуха, негирајући предности турбо пуњача, а такође може изазвати оштећење и превремену детонацију мешавине горива и ваздуха.

Најозлоглашенији недостатак турбо пуњења је, наравно, познат као заостајање. Као што је наведено, потребно је да убрзате и направите издувни гас да би турбо почео да производи значајан притисак појачања, што је значило да су рани турбо аутомобили били као одложени прекидач - ништа, ништа, ништа, СВЕ.

Различити напредак у турбо технологији укротио је најгоре од карактеристика спорог кретања код раних Сааб-а и Порсцхеа са турбопуњачем, укључујући подесиве лопатице у турбини које се померају на основу притиска издувних гасова и лагане компоненте ниског трења за смањење инерције.

Најузбудљивији корак напред у турбопуњењу може се наћи само – барем за сада – у Ф1 тркачима, где мали електрични мотор одржава турбо мотор, смањујући време потребно за његово окретање.

Слично, у Светском рели шампионату, систем познат као анти-лаг избацује мешавину ваздуха/горива директно у издув испред турбо пуњача. Топлота издувног колектора изазива експлозију чак и без свећице, стварајући издувне гасове и одржавајући турбопуњач кључањем.

Али шта је са турбодизелима?

Када је у питању турбо пуњење, дизелаши су посебна врста. Ово је заиста рука под руку, јер без принудне индукције, дизел мотори никада не би били тако уобичајени као што јесу.

Дизели са природним усисавањем могу да обезбеде пристојан ниски обртни момент, али ту се њихов талент завршава. Међутим, са принудном индукцијом, дизели могу искористити свој обртни момент и уживати у истим предностима као и њихови бензинци.

Дизел моторе је направио Тонка Тоугх да издрже огромна оптерећења и температуре садржане у њима, што значи да могу лако да поднесу додатни притисак турбо мотора.

Сви дизел мотори - атмосферски и са компресором - раде сагоревањем горива у вишком ваздуха у такозваном систему сагоревања са сиромашним сагоревањем.

Једини пут када се дизел мотори са природним усисавањем приближавају „идеалној“ мешавини ваздух/гориво је при пуном гасу када су бризгаљке горива широм отворене.

Пошто је дизел гориво мање испарљиво од бензина, када се сагорева без много ваздуха, производи се огромна количина чађи, такође позната као дизел честице. Пуњење цилиндра ваздухом, турбодизелаши могу да избегну овај проблем.

Дакле, док је турбо пуњење невероватно побољшање за бензинске моторе, његово право окретање спасава дизел мотор да не постане задимљена реликвија. Иако „Дизелгејт” у сваком случају може изазвати ово.

Како се осећате у вези са чињеницом да турбо пуњачи пронађу свој пут у скоро сва возила на четири точка? Реците нам у коментарима испод.