A főbb
Lényegében mind a turbófeltöltők, mind a kompresszorok úgy működnek, hogy több levegőt juttatnak a motorba. Az oxigén az égési piramis egyik lába, az üzemanyaggal és a gyújtóforrással együtt – más néven „szikra”. Mert Ahhoz, hogy az égés a leghatékonyabb legyen, gondos egyensúlyt kell teremteni az oxigén, az üzemanyag és az üzemanyag között szikra.
A turbófeltöltők furcsán vízi kinézetű héjaik alatt lényegében egy tengely által összekapcsolt ventilátorpár található.
Ennek az egyensúlynak a megtalálása régóta probléma a motortervezők számára. A belső égés történetének nagy részében a probléma az elegendő tüzelőanyag szállításában volt. A szupermagas nyomású közvetlen üzemanyag-befecskendezés újabb fejlesztésének köszönhetően ez alapvetően megoldódott. Most az a kérdés, hogy elegendő levegőt biztosítsunk a motor számára.
Egy igazán nagy teljesítményű motornak nagyjából egy gyerek hálószobájának levegőt kell beszívnia percenként – gondolj bele Dodge Hellcat. A fizika törvényei ezt általában nem teszik lehetővé, mert az egyetlen erő, amely a levegőt a motorba húzza, az alacsony. nyomás keletkezik, amikor a motor hengerei visszahúzódnak – akárcsak akkor, amikor a dugattyút visszahúzzák fecskendő.
Ez az erő egyszerűen nem elég erős ahhoz, hogy lépést tartson a modern motorok hengereibe fecskendezhető üzemanyag mennyiségével. A turbófeltöltők és a kompresszorok egyaránt megpróbálják ezt a kényszerindukciónak nevezett eljárással orvosolni, ami egy képzeletbeli kifejezés arra, hogy több levegőt kényszerítenek a motorba. Mindegyik ezt más-más módon teszi, de külön előnyei és hátrányai vannak.
Turbófeltöltők
A kényszerindukció leggyakoribb formája a turbófeltöltő. Az autógyártók szeretik őket, mert – legalábbis elméletben – mind a teljesítmény, mind a gazdaságosság javítására használhatók.
Úgy tűnik, hogy bárminek, ami képes erre, hihetetlenül bonyolultnak kell lennie, de a turbók valójában megtévesztően egyszerűek. A turbófeltöltők furcsán vízi kinézetű héjaik alatt lényegében egy tengely által összekapcsolt ventilátorpár található.
- 1. Dodge SRT 6,2 literes, feltöltött Hellcat V8
- 2. Dodge SRT 6,2 literes, feltöltött Hellcat V8
A forró motor kipufogógáza megpörgeti az első ventilátort, amely meghajtja a második ventilátort, amely a levegő sűrítésére szolgál. Ezt a sűrített levegőt ezután visszanyomják a motorba. Amint azt fentebb tárgyaltuk, ez a hozzáadott levegő azt jelenti, hogy több üzemanyagot lehet befecskendezni, és a rendelkezésre álló tüzelőanyag teljesebben elégethető.
A teljesítmény szempontjából az előnyök egyértelműek. A turbófeltöltők növelték a levegő mennyiségét, így több üzemanyagot lehet felhasználni minden égési ciklusban, ami nagyobb teljesítményhez vezet. Lényegében ez lehetővé teszi egy kis motor számára, hogy úgy tegyen, mintha sokkal nagyobb lenne.
Ha a hatékonyságról van szó, a turbófeltöltés előnyeit kicsit nehezebb megérteni. Kezdetben a turbófeltöltők bizonyos előnyökkel járhatnak. A turbófeltöltők segíthetnek javítani a hatékonyságot azáltal, hogy elegendő levegőt biztosítanak minden égési folyamat befejezéséhez. Segíthetnek a motor termodinamikai hatásfokának javításában az üzemi hőmérséklet növelésével. A legjobb az egészben, hogy mivel a turbókat lényegében „szabad” energia (motor kipufogógáz) hajtja, jelenlétük egyáltalán nem ront a hatékonyságon.
Az igazi ok, amiért az autógyártók szeretik a turbófeltöltőket, kevésbé a mérnöki munkához, sokkal inkább az emberi viselkedéshez köthető. Az átlagos sofőr az idő egy százalékánál kevesebbet használ teljes gázt. Egy nagy, szívómotorban ez azt jelenti, hogy sok erő megy kárba, miközben a motor mérete még mindig csökkenti a hatékonyságot.
Ezzel szemben a turbófeltöltőket a motor kipufogógáza hajtja, amely csak akkor keletkezik elegendő mennyiségben, ha a motor keményen dolgozik. Ez azt jelenti, hogy amikor a vezető nem nyomja keményen a gázt, a turbófeltöltő nem tölt be több levegőt, és a motor nem tölt be több üzemanyagot. Tehát a turbófeltöltőről úgy lehet gondolkodni, mint egy olyan motort létrehozni, amely lehet akkora vagy kicsi, amennyire a helyzet megkívánja.
Ez elméletileg nagyszerű, mivel egy autóban megvan a lehetőség, hogy egyszerre legyen hatékony és erőteljes. A valóság, mint gyakran, nem olyan rózsás. A turbófeltöltős motorok várhatóan teljesítik a teljesítményüket vagy a gazdaságosságukat, de nem a kettőt egyszerre. Vezessen teljes gázzal egy turbófeltöltős autót, és az üzemanyag-fogyasztás semmivel sem lesz jobb, mint egy nagyobb motorral rendelkező autóé. Lassan vezesd, és a turbót egyszerűen nem használják.
Tehát a turbófeltöltőkről talán a legjobban úgy gondolhatunk, hogy rugalmasságot biztosítanak a vezetőknek. Kiválaszthatják, hogy mennyire szeretnének hatékonyak lenni, és mennyit szeretnének szórakozni. Sajnos a turbók nem varázslatosak, így nem mindig tudják mindkettőt egyszerre biztosítani.
Töltők
A kompresszorok ugyanazon az elven működhetnek, mint a turbófeltöltők, de egy kicsit bonyolultabbak.
A kipufogógázok helyett a feltöltőket mechanikusan hajtják meg. A feltöltők általában láncon vagy szíjon keresztül csatlakoznak a motor főtengelyéhez. A motor teljesítményét ezután a kétféle kompresszor egyikének meghajtására használják fel.
- 1. Cadillac 6,2 literes kompresszoros V8
- 2. Audi 3,0 literes kompresszoros TFSI V6
A legtöbb feltöltő a „Roots” típusú ventilátor néhány változatát használja. Ezek a feltöltők iker, egymást átfedő rotorokat használnak a levegő sűrítésére. A Roots kialakítása viszonylag egyszerű, és sokféle specifikáció szerint elkészíthető. A fejlett Eton gyártású kompresszorok számos járműben megtalálhatók, mint például a kifutó Cadillac CTS-V és az Audi S4.
A turbófeltöltők talán nem egy ezüstgolyó, de kiváló kompromisszumot jelenthetnek.
A kevésbé elterjedt kialakítás a „Lysholm” járókerék. Ez a kialakítás a levegőt két egymást átfedő Archimedes-csavar közé kényszeríti, és rendkívül magas nyomásra nyomja össze. A járókerék-feltöltők hatékonyak, és a motor fordulatszámának széles skáláján adnak le teljesítményt, de költséges megépíteni őket. Az ikercsavaroknak tökéletesen illeszkedniük kell, és ehhez hihetetlenül finom gyártási tűrésekre van szükség. Emiatt a Lysholm kompresszorokat általában olyan nagy teljesítményű alkalmazásokban találják meg, mint a Mercedes AMG autók vagy a Dodge Hellcats.
Mindkét esetben a kompresszorok számos fontos előnnyel rendelkeznek a kipufogóhajtású turbókkal összehasonlítva. A feltöltőknek nincs késleltetésük, mivel közvetlenül a hajtótengely hajtja őket. Ez különösen fontos a nagy lökettérfogatú, alacsony fordulatszámú motoroknál, ezért a nagy teljesítményű amerikai V8-asokat gyakran kompresszorral, nem pedig turbóval.
A feltöltők a nyomatékot a motor fordulatszámának szélesebb tartományában is leadják, így teljesítmény szempontjából vonzóak.
Sajnos vannak hátrányai is. A feltöltők mechanikailag általában bonyolultabbak, mint a turbófeltöltők, mivel közvetlen kapcsolatban vannak a motorral. Egyszerűen fogalmazva, a feltöltők az energiát használják fel az energia létrehozására. Ezenkívül nagyok, nehezek, és általában közvetlenül a motor tetejére kell őket felszerelni, ez utóbbi komoly problémát jelent a modern autógyártók számára, akik számára a hely prémium.
A turbófeltöltőkkel ellentétben a kompresszorok csökkentik a motor hatásfokát, mivel a kompresszor folyamatosan fordítja a motor erejét. Ha nincs szükség sok energiára, ez az energia lényegében elpazarol. Ez az oka annak, hogy a feltöltőt ritkán - ha egyáltalán - találni a nagy teljesítményű alkalmazásokon kívül.
Következtetés
Bárki, aki autót vásárol a következő néhány évben, valószínűleg azzal a döntéssel fog szembesülni, hogy vásárol-e turbófeltöltős modellt vagy sem. Nincs egyszerű válasz. Érdemes azonban megjegyezni, hogy bár nagyon sok előnyt kínálnak, különösen a teljesítmény terén, nem mindig váltják be a hatékonyságra vonatkozó ígéretüket.
A turbófeltöltők talán nem egy ezüstgolyó, de kiváló kompromisszumot jelenthetnek. Hozzáadott teljesítményt kínálnak, amikor szükség van rá – vagy éppen szükség van rá –, miközben normál vezetés közben is képesek tartani az mpg-t. A feltöltők viszont a hét minden napján, 24 órában teljesítenek.
A nagy lökettérfogatú V8-as teljesítményre vágyó vásárlók számára a kompresszor kiváló választás. Gondoljunk csak bele egy pillanatra, hogy az idei év legizgalmasabb autói közül mindegyik nagy fúvókkal érkezik: az új Cadillac CTS-V, a Corvette Z06, és a hatalmas Dodge Hellcats.
Végső soron az a döntés, hogy turbófeltöltőt, kompresszort vagy egyiket sem vásárolja meg, a vevő autójától és vezetési stílusától függ. Ettől függetlenül a kényszerindukció sok mindent kínál szinte bármilyen vezető számára.
Szerkesztői ajánlások
- Tesla Destination Chargers vs. Töltő: mi a különbség?
