Turbo punjači prisutni su već neko vrijeme. Vjerovali ili ne, General Motors je prvi predstavio turbo motore za svoja vozila 1962. godine s Oldsmobile Turbo Jetfire. Turbo motori dodaju tone snage bez potrebe za većim motorom, a rade na istim ispušnim plinovima koje vaše vozilo već proizvodi.
Turbo motori su briljantna dostignuća inženjerstva koja su se brzo proširila automobilskom industrijom. Započelo je kao rijetka nadogradnja performansi ograničena na vrhunske luksuzne i sportske automobile, ali sada je sveprisutni dodatak koji povećava učinkovitost.
Čitajte dalje kako biste saznali više o tome kako rade turbo motori.
Zašto moderni automobili koriste turbo punjače
Turbopunjači datiraju iz 1905. godine, kada je Alfred Buchi dobio patent za prvi turbopunjač. Nevjerojatno je kako ta tehnologija datira više od jednog stoljeća, posebno s obzirom na to koliki je procvat turbopunjača sada.
Zanimljivo je da su prvi turbo motori razvijeni imajući na umu performanse aviona. Motori s unutarnjim izgaranjem koriste zrak i gorivo zapaljeno u komori za izgaranje motora dolje na klipu, omogućujući motoru da stvara snagu.
Prije turbo motora, jedini način povećanja snage motora bio je povećanje zapremine. Fizičkim povećanjem komore za izgaranje i proširenjem cijelog motora ili dodavanjem više cilindara, proizvođači motora mogu sagorjeti više goriva i zraka, čime se povećava snaga motora izlaz. Zato je poznata izreka "nema zamjene za obujam" postala glavna u svijetu automobila.
No, postoji učinkovitiji način za dodavanje snage bez potrebe za povećanjem zapremine: turbo punjači. Ovi uređaji omogućuju motoru da generira više snage bez fizičkog povećanja obujma, dokazujući da postoji potpuna zamjena za obujam.
Najbolja električna vozila visokih performansi dokažite i izreku krivu. Jedan primjer je ultrabrzi Lucid Air, koji je brži od klasičnih V8 mišićavih automobila dok radi na elektrone.
Što je Turbo?
Jednostavno rečeno, turbopunjač je zračni kompresor kojeg pokreću ispušni plinovi motora. Ovaj kompresor omogućuje motoru da uvuče više zraka, čime omogućuje motoru da stavi više goriva u komoru za izgaranje bez dodavanja veće zapremine. U slučaju zrakoplova, turbo punjači su vrlo zgodna primjena.
Kako se zrakoplov nastavlja penjati, zrak postaje manje gust; prema tome, isti će motor proizvoditi manje snage na većim nadmorskim visinama nego što je činio bliže razini mora. To je veliki problem, ali turbo punjači pružaju odlično rješenje.
Turbo punjači koji se dodaju zrakoplovnim motorima omogućuju da se u motor ugura više zraka nego što bi inače bilo moguće na velikim visinama, rješavajući problem gubitka snage tijekom letenja. Poput avionskih motora s prirodnim usisavanjem (NA), NA automobili također pate od gubitka performansi na velikim visinama u usporedbi s motorima s turbopunjačem.
Kako rade turbo punjači?
Turbo punjači su zračni kompresori, pa kao što naziv implicira, turbopunjač obavlja jedan posao: komprimira zrak i stavlja ga u motor. Način na koji izvršava ovaj zadatak je relativno jednostavan. Motor proizvodi ispušne plinove zbog izgaranja koje pokreće vozilo, a turbo motori to koriste izgaranje za pogon turbine što na kraju dovodi do kompresije zraka gurnutog u motor.
Sjajna stvar kod turbo motora je to što reciklira ispušne plinove za pogon kompresorskog mehanizma. Turbo se dijele na dvije polovice: vruću regiju, koja je u kontaktu s ispušnim plinovima, i hladnu regiju.
To znači da je jedna od polovica (ona vruća) spojena na ispušnu granu. Kako se vrući zrak istiskuje iz motora, on okreće turbinu koja se nalazi u vrućoj polovici turbopunjača, koja zauzvrat okreće ventilator kompresora smješten u hladnom području turbopunjača.
Ova dva rotirajuća elementa povezana su kroz osovinu, koja turbini s vrućom stranom omogućuje da okreće kompresor s hladnom stranom dok ispušni plinovi ulaze. Kako se taj proces događa, vruća strana turbopunjača počinje svijetliti usijano, zbog čega se često viđaju turbopunjači s jednom stranom potpuno zahrđalom, a drugom netaknutom.
To je zbog ekstremnih temperatura koje vruće područje turbo motora doživljava zbog ispušnih plinova. Ispušni plinovi omogućuju kompresoru hladne strane da se vrti i usisava zrak, komprimira ga i gura natrag u motor. To proizvodi više snage u teoriji.
Međutim, komprimiranje zraka također stvara toplinu, što poništava prednosti kompresora. Rješenje je dodati međuhladnjak između turbopunjača i usisne grane. To omogućuje da se zrak koji ulazi u komoru za izgaranje ohladi, čime se povećava učinak. Zato viđate neke automobile s turbopunjačem s lopaticama na haubi, koje koriste prolazni zrak za hlađenje komprimiranog zraka.
Turbopunjači bi mogli predstavljati kašnjenje dok se turbo navija. To je zato što su mu potrebni ispušni plinovi da bi se ubrzao prije nego što stvarno može dati poticaj motoru. Neke tvrtke za naknadno tržište autodijelova također proizvode sustave protiv kašnjenja kako bi riješile problem kašnjenja. Međutim, oni su skupi i obično ih koriste samo profesionalni trkaći timovi.
Wastegates su također bitne komponente koje omogućuju oslobađanje tlaka zraka prije nego što on okrene turbinu, sprječavajući katastrofalni kvar motora. Da ispušni ventili nisu prisutni u sustavima turbopunjača, motor bi potencijalno mogao pretjerano okretati turbinu i gurnuti previše pritiska u odjeljak motora. Ovo je potpuno neželjeni scenarij koji bi mogao rezultirati katastrofalnim kvarom motora.
Proizvođači su usvojili turbo punjenje u svim segmentima svojih vozila, prvenstveno zbog učinkovitosti. Unatoč tome, entuzijasti i dalje misle na turbo motore kao na izvor dodatne snage u vašem vozilu.
Turbo motori omogućuju učinkovitije automobile
Zahvaljujući turbopunjačima, moderni četverocilindrični motori rade jednako dobro kao i stari V8 motori u pogledu snage, dok isporučuju bolju kilometražu na plin. Mnogi su se proizvođači u posljednje vrijeme okrenuli turbopunjaču svojih vozila—čak je i Ford svojim kamionetima F-150 dodao manje motore s turbopunjačem kako bi ih učinio učinkovitijima.
Još uvijek nije donesena presuda o tome jesu li ti motori bolji ili trajniji od motora većeg obujma. No, jedno je sigurno: s naletom hibridnih automobila i električnih vozila, čak ni turbo motori možda neće moći spasiti motor s unutarnjim izgaranjem.
