Turbokompresori ir bijuši jau labu laiku. Tici vai nē, General Motors bija pirmais, kas 1962. gadā ieviesa turbo saviem transportlīdzekļiem ar Oldsmobile Turbo Jetfire. Turbo pievieno tonnām jaudu, neprasot lielāku dzinēju, un tas darbojas ar tām pašām izplūdes gāzēm, kuras jau ražo jūsu transportlīdzeklis.
Turbo ir izcili inženierijas sasniegumi, kas ātri izplatījās visā automobiļu rūpniecībā. Tas sākās kā rets veiktspējas uzlabojums, kas attiecās tikai uz augstākās klases luksusa un sporta automašīnām, taču tagad tas ir visuresošs papildinājums, kas palielina efektivitāti.
Lasiet tālāk, lai uzzinātu vairāk par to, kā darbojas turbo.
Kāpēc mūsdienu automašīnās tiek izmantoti turbokompresori
Turbokompresori ir datēti ar 1905. gadu, kad Alfrēdam Buči tika piešķirts patents agrīnam turbokompresoram. Tas ir pārsteidzoši, kā tehnoloģija ir radusies vairāk nekā gadsimtu senā pagātnē, īpaši ņemot vērā to, cik lielu uzplaukumu šobrīd piedzīvo turbokompresori.
Interesanti, ka agrīnie turbodzinēji tika izstrādāti, ņemot vērā lidmašīnas veiktspēju. Iekšdedzes dzinēji izmanto gaisu un degvielu, kas tiek aizdedzināta motora sadegšanas kamerā uz leju uz virzuļa, ļaujot motoram ģenerēt jaudu.
Pirms turbo vienīgais veids, kā palielināt dzinēja jaudu, bija palielināt darba tilpumu. Padarot sadegšanas kameru fiziski lielāku un paplašinot visu motoru vai pievienojot vairāk cilindriem, dzinēju ražotāji var sadedzināt vairāk degvielas un gaisa, tādējādi palielinot dzinēja jaudu izvade. Tāpēc slavenais teiciens "pārvietošanos nevar aizstāt" kļuva par galveno automobiļu pasaulē.
Taču ir vēl efektīvāks veids, kā palielināt jaudu, nepalielinot darba tilpumu: turbokompresori. Šīs ierīces ļauj dzinējam ģenerēt vairāk jaudas, fiziski nepalielinot darba tilpumu, pierādot, ka darba tilpums ir absolūti aizvietojams.
Labākie augstas veiktspējas EV pierādi arī teicienu nepareizu. Viens piemērs ir īpaši ātrais Lucid Air, kas ir ātrāks par klasiskajām V8 muskuļu automašīnām, skrienot uz elektroniem.
Kas ir Turbo?
Vienkārši sakot, turbokompresors ir gaisa kompresors, ko darbina dzinēja izplūdes gāzes. Šis kompresors ļauj dzinējam uzņemt vairāk gaisa, tādējādi ļaujot dzinējam ievietot vairāk degvielas sadegšanas kamerā, nepalielinot darba tilpumu. Lidmašīnu gadījumā turbokompresori ir ļoti ērts pielietojums.
Lidmašīnai turpinot kāpt, gaiss kļūst mazāk blīvs; tādējādi tas pats dzinējs radīs mazāku jaudu lielākā augstumā nekā tuvāk jūras līmenim. Tā ir milzīga problēma, taču turbokompresori nodrošina lielisku risinājumu.
Lidmašīnu dzinējiem pievienotie turbokompresori ļauj dzinējā iespiest vairāk gaisa, nekā tas parasti būtu iespējams lielā augstumā, tādējādi atrisinot jaudas zuduma jautājumu lidojot. Tāpat kā dabiski atmosfēriskie (NA) lidmašīnu dzinēji, arī NA automašīnas cieš no veiktspējas zuduma lielā augstumā salīdzinājumā ar turbodzinējiem.
Kā darbojas turbokompresori?
Turbokompresori ir gaisa kompresori, tāpēc, kā norāda nosaukums, turbo veic vienu darbu: saspiež gaisu un iepilda to dzinējā. Veids, kā tas veic šo uzdevumu, ir salīdzinoši vienkāršs. Dzinējs ražo izplūdes gāzes degšanas rezultātā, kas darbina transportlīdzekli, un turbo to izmanto sadegšana, lai darbinātu turbīnu, kas galu galā noved pie gaisa saspiešanas, kas tiek iespiests turbīnā dzinējs.
Lieliskā turbo īpašība ir tā, ka tā pārstrādā izplūdes gāzes, lai darbinātu kompresora mehānismu. Turbo ir sadalīti divās daļās: karstajā reģionā, kas saskaras ar izplūdes gāzēm, un aukstajā reģionā.
Tas nozīmē, ka viena no pusēm (karstā) ir savienota ar izplūdes kolektoru. Kad karstais gaiss tiek izspiests no dzinēja, tas griež turbīnu, kas atrodas turbokompresora karstajā pusē, kas savukārt griež kompresora ventilatoru, kas atrodas turbo aukstajā reģionā.
Šie divi rotējošie elementi ir savienoti caur vārpstu, kas ļauj karstās puses turbīnai griezt aukstās puses kompresoru, kad izplūdes gāzes ieplūst iekšā. Kad šis process notiek, turbokompresora karstā puse sāk kvēlot sarkanīgi karsti, tāpēc turbokompresoriem bieži vien ir redzams, ka viena puse ir sarūsējusi, bet otra neskarta.
Tas ir saistīts ar ārkārtējām temperatūrām, ko karstajā turbo zonā piedzīvo izplūdes gāzes. Izplūdes gāzes ļauj aukstās puses kompresoram griezties un iesūkt gaisu, to saspiežot un iespiežot atpakaļ dzinējā. Tas teorētiski rada lielāku jaudu.
Tomēr gaisa saspiešana rada arī siltumu, kas noliedz kompresora priekšrocības. Risinājums ir pievienot starpdzesētāju starp turbokompresoru un ieplūdes kolektoru. Tas ļauj atdzist gaisam, kas nonāk sadegšanas kamerā, palielinot veiktspēju. Tāpēc jūs redzat dažas automašīnas ar turbokompresoru ar motora pārsega lāpstiņām, kas izmanto plūstošo gaisu, lai atdzesētu saspiestu gaisu.
Turbokompresori var radīt zināmu nobīdi, kad turbo spolē uz augšu. Tas ir tāpēc, ka tam ir vajadzīgas izplūdes gāzes, lai tas paātrinātu, pirms tas faktiski var palielināt dzinēju. Daži pēcpārdošanas automašīnu detaļu uzņēmumi ražo arī pretaizkavēšanās sistēmas, lai atrisinātu kavēšanās problēmu. Tomēr tie ir dārgi, un tos parasti izmanto tikai profesionālas sacīkšu komandas.
Atkritumu vārsti ir arī būtiskas sastāvdaļas, kas ļauj atbrīvot gaisa spiedienu, pirms tas griežas turbīnā, novēršot katastrofālu dzinēja atteici. Ja turbokompresora sistēmās nebūtu atkritumvārstu, dzinējs, iespējams, varētu pārgriezt turbīnu un nospiest pārāk lielu spiedienu dzinēja nodalījumā. Tas ir pilnīgi nevēlams scenārijs, kas var izraisīt katastrofālu dzinēja atteici.
Ražotāji savos transportlīdzekļu klāstā ir ieviesuši turbokompresoru, galvenokārt efektivitātes nolūkos. Neskatoties uz to, entuziasti joprojām uzskata, ka turbodzinēji ir jūsu transportlīdzekļa papildu jaudas avots.
Turbo nodrošina efektīvākas automašīnas
Pateicoties turbokompresoriem, mūsdienu četrcilindru dzinēji jaudas ziņā darbojas tikpat labi kā vecās skolas V8, vienlaikus nodrošinot labākus degvielas nobraukuma rādītājus. Daudzi ražotāji jau pēdējā laikā ir pievērsušies saviem transportlīdzekļiem ar turbokompresoru — pat Ford saviem pikapiem F-150 ir pievienojis samazinātus turbodzinējus, lai padarītu tos efektīvākus.
Spriedums joprojām ir zināms par to, vai šie dzinēji ir labāki vai izturīgāki nekā lielāka darba tilpuma dzinēji. Bet viena lieta ir droša: ar hibrīdauto un EV uzbrukumu pat turbo, iespējams, nespēs glābt iekšdedzes dzinēju.
