Co je turbodmychadlo?
Pokud jde o kombinaci výkonu se sníženou spotřebou paliva, jsou inženýři téměř nuceni zvolit turbomotor.
Mimo řídký vzduch světa superaut, kde Lamborghini stále trvá na tom, že atmosférické motory zůstávají nejčistším a nejitalštějším způsobem výroby výkonu a hluku, se dny bez přeplňování chýlí ke konci.
Je nemožné získat například atmosférický Volkswagen Golf. Po Dieselgate je to samozřejmě nepravděpodobné, protože nikdo už nechce hrát golf.
Faktem však zůstává, že městská auta, rodinná auta, grand tourery a dokonce i některá superauta opouštějí loď ve prospěch potápěčské budoucnosti. Od Fordu Fiesta po Ferrari 488 patří budoucnost nucené indukci, částečně kvůli emisním zákonům, ale také proto, že technologie se vyvíjela mílovými kroky.
To je případ nízké spotřeby paliva motoru pro plynulou jízdu a velkého výkonu motoru, když to chcete.
Pokud jde o kombinaci vyššího výkonu s nižší spotřebou paliva, jsou inženýři téměř nuceni navrhnout své nejnovější motory s technologií přeplňování turbodmychadlem.
Jak může turbo udělat více s méně?
Vše záleží na tom, jak fungují motory, takže si povíme něco o technice. U benzínových motorů zajišťuje poměr vzduchu a paliva 14.7:1 dokonalé spálení všeho ve válci. Více šťávy než toto je plýtvání palivem.
U motoru s přirozeným sáním nasává částečný podtlak vytvořený klesajícím pístem vzduch do válce a pomocí podtlaku uvnitř nasává vzduch přes sací ventily. Je to snadný způsob, jak dělat věci, ale je velmi omezený, pokud jde o přívod vzduchu, jako u člověka se spánkovou apnoe.
U přeplňovaného motoru byla přepsána kniha pravidel. Místo toho, aby se spoléhal na podtlakový efekt pístu, přeplňovaný motor používá vzduchové čerpadlo k tlačení vzduchu do válce, stejně jako maska proti spánkové apnoe tlačí vzduch do nosu.
Ačkoli turbodmychadla dokážou stlačit vzduch až o 5 barů (72.5 psi) nad standardní atmosférický tlak, v silničních vozech obvykle pracují při uvolněnějším tlaku 0.5 až 1 bar (7 až 14 psi).
Praktickým výsledkem je, že při 1 baru plnicího tlaku dostane motor dvakrát více vzduchu, než kdyby byl přirozeně nasávaný.
To znamená, že řídicí jednotka motoru může vstřikovat dvakrát více paliva při zachování ideálního poměru vzduch-palivo, což vytváří mnohem větší explozi.
Ale to je jen polovina triků turbodmychadla. Srovnejme 4.0litrový atmosférický motor a 2.0litrový přeplňovaný motor s plnicím tlakem 1 bar za předpokladu, že jsou jinak technologicky totožné.
4.0-litrový motor spotřebuje více paliva i na volnoběh a při mírném zatížení motoru, zatímco 2.0-litrový motor spotřebuje mnohem méně. Rozdíl je v tom, že při otevřeném plynu spotřebovává přeplňovaný motor maximální možné množství vzduchu a paliva – dvakrát tolik než atmosférický motor stejného zdvihového objemu, nebo úplně stejně jako atmosférický 4.0litrový.
To znamená, že přeplňovaný motor může běžet kdekoli od skrovných 2.0 litru až po silné čtyři litry díky nucené indukci.
Jde tedy o případ nízké spotřeby paliva motoru pro šetrnou jízdu a velkého výkonu motoru, když to chcete.
Jak chytré je to?
Jak se na inženýrskou stříbrnou kulku sluší a patří, i samotné turbodmychadlo je důmyslné. Když motor běží, výfukové plyny procházejí turbínou a způsobují, že se roztočí neuvěřitelnou rychlostí - obvykle mezi 75,000 150,000 a XNUMX XNUMX krát za minutu.
Turbína je přišroubována ke vzduchovému kompresoru, což znamená, že čím rychleji se turbína točí, tím rychleji se otáčí kompresor, nasává čerstvý vzduch a tlačí ho do motoru.
Turbo funguje na posuvné stupnici, podle toho, jak silně sešlápnete plynový pedál. Při volnoběhu není dostatek výfukových plynů k tomu, aby se turbína dostala na nějakou smysluplnou rychlost, ale když zrychlujete, turbína se roztočí a poskytne podporu.
Pokud tlačíte pravou nohou, vzniká více výfukových plynů, které stlačují maximum čerstvého vzduchu do válců.
V čem je tedy háček?
Existuje samozřejmě několik důvodů, proč všichni léta nejezdíme v autech s turbodmychadlem, počínaje složitostí.
Jak si dokážete představit, postavit něco, co se dokáže točit rychlostí 150,000 XNUMX ot./min den za dnem po léta, aniž by explodovalo, není snadné a vyžaduje to drahé díly.
Turbíny také vyžadují vyhrazený přívod oleje a vody, což více zatěžuje systém mazání a chlazení motoru.
Vzhledem k tomu, že se vzduch v turbodmychadle zahřívá, museli výrobci instalovat také mezichladiče, aby se snížila teplota vzduchu vstupujícího do válce. Horký vzduch má menší hustotu než studený vzduch, což neguje výhody turbodmychadla a může také způsobit poškození a předčasnou detonaci směsi paliva a vzduchu.
Nejproslulejší nedostatek přeplňování turbodmychadlem je samozřejmě známý jako prodleva. Jak bylo řečeno, musíte zrychlit a vytvořit výfuk, aby turbo začalo produkovat smysluplný plnicí tlak, což znamenalo, že raná auta s turbodmychadlem byla jako zpožděný spínač - nic, nic, nic, VŠECHNO.
Různé pokroky v technologii turbo zkrotily to nejhorší z pomalu se pohybujících charakteristik dřívějších přeplňovaných Saabů a Porsche, včetně nastavitelných lopatek v turbíně, které se pohybují na základě tlaku výfukových plynů, a lehkých komponentů s nízkým třením pro snížení setrvačnosti.
Nejzajímavější krok vpřed v přeplňování turbodmychadlem lze nalézt pouze – alespoň prozatím – u závodníků F1, kde malý elektromotor udržuje turbo v točení a zkracuje dobu potřebnou k jeho roztočení.
Podobně v mistrovství světa v rallye systém známý jako anti-lag vypouští směs vzduchu a paliva přímo do výfuku před turbodmychadlem. Teplo z výfukového potrubí způsobuje jeho explozi i bez zapalovací svíčky, čímž vznikají výfukové plyny a turbodmychadlo se udržuje ve varu.
Ale co turbodiesely?
Pokud jde o přeplňování turbodmychadlem, diesely jsou zvláštním plemenem. Jde opravdu o případ ruku v ruce, protože bez nucené indukce by dieselové motory nikdy nebyly tak běžné, jako jsou.
Atmosférické diesely mohou poskytnout slušný točivý moment v nízkých otáčkách, ale tím jejich talent končí. Díky nucené indukci však mohou diesely využít svůj točivý moment a využívat stejné výhody jako jejich benzinové protějšky.
Vznětové motory jsou vyrobeny společností Tonka Tough, aby zvládly enormní zatížení a teploty obsažené v nich, což znamená, že snadno zvládnou zvýšený tlak turba.
Všechny vznětové motory - přirozeně nasávané i přeplňované - fungují spalováním paliva v přebytku vzduchu v takzvaném systému chudého spalování.
Atmosférické vznětové motory se „ideální“ směsi vzduch/palivo přibližují pouze při plném plynu, kdy jsou vstřikovače paliva dokořán.
Vzhledem k tomu, že motorová nafta je méně těkavá než benzín, při spalování bez velkého množství vzduchu vzniká obrovské množství sazí, známých také jako částice nafty. Plněním válce vzduchem se turbodiesely mohou tomuto problému vyhnout.
Takže zatímco přeplňování turbodmychadlem je úžasným vylepšením benzínových motorů, jeho skutečné překlopení zachraňuje naftový motor před tím, aby se stal kouřovým přežitkem. Ačkoli "Dieselgate" v každém případě může způsobit, že se to stane.
Jak vnímáte skutečnost, že turbodmychadla si najdou cestu téměř do všech čtyřkolových vozidel? Řekněte nám to v komentářích níže.
