A turbófeltöltő
2005.02.17. 17:43
A turbófeltöltő
2003. október 17. ::: Nizm0
A turbófeltöltő bizonyára már nem ismeretlen
fogalom sokatok számára, viszont többen tettétek már fel nekünk azt a kérdést,
hogy miért jó a turbó, hogy működik egyáltalán, vagy hogy utólag felszerelhető-e
egy szívómotorra. Ezeket a kérdéseket próbáltam boncolgatni egy kicsit,
kíváncsiságotokat kielégítendő.
Először mindenképpen azt kell tisztázni, hogyan is működik a turbó, és
miért jó ez nekünk egyáltalán. Ha egy motor teljesítményét növelni szeretnénk,
úgy tudjuk a legkönnyebben elérni, hogy több üzemanyagot égetünk el a
hengerekben. Ehhez viszont több levegőre is van szükség. Szívó motoroknál – mint
ismeretes - a levegőt a dugattyúk szívják be a hengerekbe, teljesítménynövelés
szempontjából pedig itt jönnek a feltöltők a képbe. Ezek segítségével
többletlevegőt juttathatunk a motorba, így több üzemanyagot tudunk elégetni,
amivel egy nagyobb hengerűrtartalmú motor teljesítményét tudjuk kipréselni egy
kisebb blokkból. A feltöltőket alapvetően két csoportba oszthatjuk, a
turbófeltöltők és mechanikus feltöltők csoportjára.
A
turbófeltöltő a motorból kiáramló kipufogógázok energiáját hasznosítja, azaz
meghajt egy turbinakereket, ami együtt forog a vele közös tengelyre szerelt
kompresszorkerékkel. Ez a kerék forgása által beszívja a friss levegőt, majd
túlnyomással a hengerekbe juttatja azt. A turbina- és a kompresszorkerék egy-egy
csigaházban foglalnak helyet, ezek között található az úgynevezett középrész. Ez
a turbó legkényesebb része, amelynek elkészítése, javítása nagyfokú precizitást
igényel, hiszen ebben helyezkedik el a speciális, úszó csapágyazással ellátott
közös tengely, ami eléri akár a percenkénti 100.000-200.000-es fordulatot is. Az
úszó csapágyazás azt jelenti, hogy nemcsak a tengely forog a csapágyban, hanem a
csapágy is forog a csapágyházban. Mindkettőt egy vékony olajfilm réteg veszi
körül a minél könnyebb forgást elősegítendő.
Egy turbós motor sokkal
nagyobb odafigyelést igényel szívós társaikénál, gyakrabban kell benne olajat
cserélni, komolyabb igénybevétel után pedig nem szabad azonnal leállítani:
alapjáraton pár percig járatni kell a motort, hogy a szerkezet ezáltal
visszahűljön. Erre azért van szükség, mert a hengerekből kiáramló nagyon magas
hőmérsékletű kipufogógáztól a turbó is átizzik, főleg ha nagyon megzavarjuk a
gépet. Egy-egy húzósabb menet után sötétben akár látni is lehet, ahogy vörösen
izzik a két csigaház. A hűtésért az olaj és a hűtővíz felel, amely keringése
megszűnik, ha leállítjuk a motort. Ekkor a tengelyen és a csapágyházban lévő
olajfilm könnyen ráéghet a ház falára, ettől pedig a szerkezet élettartama is
csökken. Ezt kivédendő lehet kapni olyan időzítőket, amelyek egy előre
beprogramozott ideig járatják a motort, miután mi lezártuk és otthagytuk az
autót. Fontos még a légszűrő gyakoribb cseréje is, hogy a turbó könnyebben
szívhassa be a friss levegőt.
A turbó szabályozásáról egy wastegate nevű szelep gondoskodik. Erre
azért van szükség, mert a több levegővel elégetett több üzemanyag több
kipufogógázt is eredményez, amitől ismét gyorsabban forog a turbinakerék még
több levegőt juttatva a motorba, és így tovább. Ennek a láncreakció-szerű
folyamatnak a kivédését szolgálja a wastegate szelep, amely egy előre beállított
levegőnyomás elérésekor a kipufogógáz egy részét elirányítja a turbinakeréktől,
így szabályozva a folyamatot.
Aki vezetett már turbós autót az tudja, hogy mi is az a turbólyuk.
Erről akkor beszélünk, amikor gázadás után a turbó még nem pörgött fel teljesen,
és nem szállít elég levegőt a nagyobb teljesítményhez, így annak áldásos hatása
nélküli gyorsulással kell beérjük. Persze miután felépült a töltőnyomás az autó
hirtelen meglódul. Miért történik ez? Alacsony fordulaton a kipufogógáz nem
áramlik elég gyorsan ahhoz, hogy a turbinát kellő sebességgel meghajtsa, ezért
kis fordulaton erőtlenebb marad a motor. Ennek a jelenségnek a csökkentésére a
gyártók egyre inkább próbálják a turbó tehetetlenségét minimalizálni, hogy az
gyorsabban fel tudjon pörögni. Másik megoldás lehet két kisebb és gyorsabban
felpörögni képes turbó alkalmazása, ezeket általában V motoroknál használják,
itt egy hengersort egy turbó tölt. Egy ritkább megoldást vetettek be a japánok a
Nissan Skyline-nál, itt két turbó működik sorba kötve, a kisebb turbó adja a
töltőnyomást alacsony fordulaton, miután pedig a nagyobb társa felpörgött, az
szolgáltatja a csúcsnyomást.
A turbó hatásfoka jelentősen növelhető intercooler alkalmazásával. Ez a
szerkezet a turbó által felmelegített levegőt hűti vissza, amely azáltal, hogy
hidegebb, sűrűbb is lesz, így a benzin-levegő keverék kevésbé lesz hajlamos az
öngyulladásra. Ezáltal növelhető lesz a turbónyomás a nagyobb teljesítmény
érdekében. Az intercoolerről és tuning lehetőségeiről olvashattok rovatunk egy
korábbi cikkében is.
Másik hasznos kiegészítő lehet turbó mellé a Blow
Off szelep. Ez azt a célt hivatott szolgálni, hogy amikor a vezető leveszi a
lábát a gázról (pl. váltáskor) a hirtelen feltorlódó levegőt - ami nem tud hova
menni és lefékezné a turbót - kiengedi a szabadba. Ez azért jó, mert így
forgásban marad a turbó, és sokkal gyorsabban felépül a turbónyomás.
Ezek után sokakban felmerülhet a gondolat, hogy
akkor essünk neki és tegyünk turbót a kocsinkba, így jelentősen megnövelve annak
teljesítményét. Csakhogy a dolog nem ennyire egyszerű. A turbó utólagos
beépítése egy igen költséges mutatvány, és csak nagyon kevés cég csinál ehhez
hasonló átalakításokat. Másrészt a szívómotor alkatrészei nem bírnák elviselni a
jelentősen megnövekedett teljesítményt, a dugattyúkat és a hajtókarokat kapásból
ki kellene cserélni, mert a turbós motorokban kovácsolt, vagy prés dugók vannak
a nagyobb hőterhelés miatt. Gondoskodni kell a turbó kenéséről és hűtéséről is,
valamint nem árt csökkenteni a sűrítési viszonyt az öngyulladás megelőzése
végett. Mindezek mellett illendő a jóval több lóerőhöz igazítani a futóművet és
a fékeket is, ha nem akarunk frissen felturbózott kocsinkkal rögtön az árokban
kikötni. Amint látható, elég mélyen a pénztárcába kell nyúlnunk, ha mindezt
véghez akarjuk vinni. Létezik olyan megoldás is, amikor egy elektromos turbót,
kompresszort akasztanak a motorra. Itt egy elektromotor hajtja meg a
kompresszorkereket, amelyet padlógázkor egy kapcsoló hoz működésbe és ezután
tolja a plusz levegőt a motorba. De még ez az olcsóbb átalakítás is belekerül
kb. fél milkóba, így ez sem igazán terjedt el.
A turbó egy másik
felhasználási lehetőségére világított rá a Saab a kisnyomású turbóval. Náluk nem
a teljesítménynövelés, hanem egy jobban kezelhető, kisebb fogyasztású motor
kifejlesztése volt a cél. Ennek teljesítménye nem érte el a hagyományos
turbómotorét, viszont a kis turbónyomásnak köszönhetően szinte eltűnt a
turbólyuk, és alacsony fordulatszámon nőtt a nyomaték, így a hosszabb
váltóáttételekkel csökkent a fogyasztása a szívó változathoz képest.
Végül ejtsünk pár szót a mechanikus feltöltőkről,
amelyeket egyetlen lényeges dolog különböztet meg a turbóktól, mégpedig az, hogy
nem kipufogógáz, hanem a főtengely hajtja meg őket. Előnyük abban mutatkozik
meg, hogy a motor teljes fordulatszám-tartományában töltenek, hátrányuk viszont,
hogy az elérhető maximális töltőnyomás kisebb. Előállítási költségük igen magas,
így nem igazán terjedtek el, kevés autógyár él ezzel a lehetőséggel. A Mercedes
használja őket előszeretettel, valamint a Volkswagen alkalmazta őket a
Golfokban: ezek voltak az úgynevezett G-töltők. De ez már egy másik történet
;)
http://carstyling.hu/
|