Wat is 'n turbo -aanjaer?
Wanneer dit kom by die kombinasie van werkverrigting met verminderde brandstofverbruik, word ingenieurs amper gedwing om 'n turbo-enjin te kies.
Buite die dun lug van die supermotorwêreld, waar Lamborghini steeds daarop aandring dat natuurlik geaspireerde enjins die skoonste en mees Italiaanse manier bly om krag en geraas te produseer, kom die dae van nie-turbo-aangejaagde motors tot 'n einde.
Dit is byvoorbeeld onmoontlik om 'n Volkswagen Golf met natuurlike aspirasie te kry. Ná Dieselgate gaan dit natuurlik nie saak maak nie, want niemand wil meer gholf speel nie.
Die feit bly egter staan dat stadsmotors, gesinsmotors, grand tourers en selfs 'n paar supermotors die skip verlaat ten gunste van 'n scuba-toekoms. Van die Ford Fiesta tot die Ferrari 488 behoort die toekoms aan gedwonge induksie, deels weens emissiewette, maar ook omdat die tegnologie met rasse skrede ontwikkel het.
Dit is 'n geval van klein enjin brandstofverbruik vir gladde bestuur en groot enjinkrag wanneer jy dit wil hê.
Wanneer dit kom by die kombinasie van hoër werkverrigting met laer brandstofverbruik, word ingenieurs amper gedwing om hul nuutste enjins met turbo-aangejaagde tegnologie te ontwerp.
Hoe kan 'n turbo meer doen met minder?
Dit kom alles neer op hoe die enjins werk, so kom ons praat 'n bietjie oor die tegniek. Vir petrolenjins verseker die 14.7:1 lug-brandstofverhouding volledige verbranding van alles in die silinder. Enige meer sap as dit is 'n vermorsing van brandstof.
In 'n natuurlik geaspireerde enjin trek die gedeeltelike vakuum wat deur die dalende suier geskep word, lug in die silinder in en gebruik die negatiewe druk binne om lug deur die inlaatkleppe in te trek. Dit is 'n maklike manier om dinge te doen, maar dit is baie beperk in terme van lugtoevoer, soos 'n persoon met slaapapnee.
In die turbo-aangejaagde enjin is die reëlboek herskryf. In plaas daarvan om op die vakuum-effek van 'n suier staat te maak, gebruik 'n turbo-aangejaagde enjin 'n lugpomp om lug in 'n silinder in te druk, net soos 'n slaapapnee-masker lug in jou neus opstoot.
Alhoewel turbo-aanjaers lug teen tot 5 bar (72.5 psi) bo standaard atmosferiese druk kan saamdruk, werk hulle in padmotors gewoonlik teen 'n meer ontspanne druk van 0.5 tot 1 bar (7 tot 14 psi).
Die praktiese resultaat is dat die enjin by 1 bar se hupdruk twee keer soveel lug ontvang as wanneer dit natuurlik geaspireer word.
Dit beteken die enjinbeheereenheid kan twee keer soveel brandstof inspuit terwyl dit 'n ideale lug-brandstofverhouding behou, wat 'n veel groter ontploffing skep.
Maar dit is net die helfte van die turboaanjaer se truuks. Kom ons vergelyk 'n 4.0-liter-enjin met natuurlike aspirasie en 'n 2.0-liter-turbo-aangejaagde enjin met 'n hupdruk van 1 bar, met die veronderstelling dat hulle andersins identies is wat tegnologie betref.
Die 4.0-liter-enjin verbruik meer brandstof selfs by luier en onder ligte enjinlading, terwyl die 2.0-liter-enjin baie minder verbruik. Die verskil is dat 'n turbo-aangejaagde enjin met wyd oop versneller die maksimum hoeveelheid lug en brandstof moontlik sal gebruik - twee keer soveel as 'n enjin met dieselfde verplasing, of presies dieselfde as 'n 4.0-liter.
Dit beteken die turbo-aangejaagde enjin kan enige plek van 'n skamele 2.0 liter tot 'n kragtige vier liter loop danksy gedwonge induksie.
Dit is dus 'n geval van klein enjin se brandstofverbruik vir sagte bestuur en groot enjinkrag wanneer jy dit wil hê.
Hoe slim is dit?
Soos dit 'n silwer ingenieurskoeël betaam, is die turboaanjaer self vernuftig. Wanneer die enjin aan die gang is, gaan die uitlaatgasse deur die turbine, wat veroorsaak dat dit teen ongelooflike snelhede tol – tipies tussen 75,000 150,000 en XNUMX XNUMX keer per minuut.
Die turbine is aan die lugkompressor vasgebout, wat beteken hoe vinniger die turbine tol, hoe vinniger draai die kompressor, en suig vars lug in en dwing dit in die enjin in.
Die turbo werk op ’n glyskaal, afhangend van hoe hard jy die petrolpedaal indruk. By luiertyd is daar nie genoeg uitlaatgas om die turbine op enige betekenisvolle spoed te kry nie, maar soos jy versnel, draai die turbine op en gee hupstoot.
As jy met jou regtervoet druk, word meer uitlaatgasse geproduseer, wat die maksimum hoeveelheid vars lug in die silinders saamdruk.
So wat is die vangs?
Daar is natuurlik verskeie redes waarom ons nie almal jare lank turbo-aangejaagde motors bestuur nie, begin met kompleksiteit.
Soos jy jou kan voorstel, is dit nie maklik om iets te bou wat jare lank teen 150,000 XNUMX RPM kan draai sonder om te ontplof nie, en dit verg duur onderdele.
Turbines benodig ook 'n toegewyde olie- en watertoevoer, wat meer spanning op die enjin se smeer- en verkoelingstelsels plaas.
Soos die lug in die turbo-aanjaer warm word, moes vervaardigers ook tussenverkoelers installeer om die temperatuur van die lug wat die silinder binnekom, te verlaag. Warm lug is minder dig as koue lug, wat die voordele van 'n turbo-aanjaer negeer en kan ook skade en voortydige ontploffing van die brandstof/lugmengsel veroorsaak.
Die mees berugte tekortkoming van turbo-aanjaging staan natuurlik bekend as lag. Soos gesê, moet jy versnel en 'n uitlaat skep om die turbo sinvolle hupdruk te laat begin produseer, wat beteken het dat vroeë turbomotors soos 'n vertraagde skakelaar was - niks, niks, niks, ALLES.
Verskeie vooruitgang in turbotegnologie het die ergste van die stadigbewegende eienskappe van vroeë turbo-aangejaagde Saabs en Porsches getem, insluitend verstelbare wieke in die turbine wat beweeg op grond van uitlaatdruk, en liggewig, lae-wrywing komponente om traagheid te verminder.
Die opwindendste stap vorentoe in turbo-aanjaging kan net gevind word - ten minste vir nou - in F1-renjaers, waar 'n klein elektriese motor die turbo laat draai, wat die tyd wat dit neem om dit te laat draai, verminder.
Net so, in die Wêreldtydrenkampioenskap, stort 'n stelsel bekend as anti-lag die lug/brandstofmengsel direk in die uitlaat voor die turbo-aanjaer. Uitlaatspruitstukhitte laat dit ontplof selfs sonder 'n vonkprop, wat uitlaatgasse skep en die turboaanjaer aan die kook hou.
Maar wat van turbodiesels?
Wat turbo-aanjaging betref, is diesels ’n besonderse ras. Dit is regtig 'n hand-aan-hand geval, want sonder gedwonge induksie sou dieselenjins nooit so algemeen soos hulle wees nie.
Natuurlik geaspireerde diesels kan behoorlike lae-end wringkrag verskaf, maar dit is waar hul talente eindig. Met gedwonge induksie kan diesels egter voordeel trek uit hul wringkrag en dieselfde voordele as hul petrol-eweknieë geniet.
Die dieselenjins word deur Tonka Tough gebou om die enorme vragte en temperature wat daarin voorkom te hanteer, wat beteken dat hulle maklik die ekstra druk van 'n turbo kan hanteer.
Alle dieselenjins - natuurlik aangeblaas en aangejaag - werk deur brandstof in oortollige lug in 'n sogenaamde maer verbrandingstelsel te verbrand.
Die enigste keer wanneer dieselenjins met natuurlike aspirasie naby die "ideale" lug/brandstofmengsel kom, is op volle gas wanneer die brandstofinspuiters wawyd oop is.
Omdat diesel minder vlugtig as petrol is, word 'n groot hoeveelheid roet, ook bekend as dieseldeeltjies, geproduseer wanneer dit sonder veel lug verbrand word. Deur die silinder met lug te vul, kan turbodiesels hierdie probleem vermy.
Dus, terwyl turbo-aanjaging 'n verstommende verbetering vir petrolenjins is, red die ware draai daarvan die dieselenjin om 'n rokerige oorblyfsel te word. Alhoewel "Dieselgate" in elk geval kan veroorsaak dat dit gebeur.
Hoe voel jy oor die feit dat turbo-aanjaers hul weg in byna alle vierwielvoertuie vind? Vertel ons in die kommentaar hieronder.
