τουρμπισε με...

[wastegate]

Η υπερτροφοδότηση
Σκοπός της υπερτροφοδότησης είναι να καταφέρουμε να βάλουμε μεγαλύτερη μάζα αέρα μέσα στους κυλίνδρους του κινητήρα, ώστε το μοτέρ να κάψει περισσότερη βενζίνη και να αποδώσει περισσότερο ιπποδύναμη. Με λίγα λόγια χρησιμοποιούμε διάφορα είδη υπερτροφοδοτών που στην ουσία είναι τρόμπες αέρα και στην κατηγορία αυτή ανήκουν και οι τουρμπίνες.
Επομένως η υπερτροφοδότηση αυξάνει την ογκομετρική απόδοση ενός κινητήρα και την κάνει να ξεπεράσει τον 100% του ιδανικού ενός ατμοσφαιρικού κινητήρα. Στην ουσία τον κάνει να αποδώσει όπως ένας ίδιος με περισσότερα κυβικά.

Η τουρμπίνα
Είναι από τις ποιο αποτελεσματικές ¨τρόμπες αέρα¨ αφού παίρνει κίνηση από τα καυσαέρια της εξάτμισης(μια ενέργεια χαμένη στην πράξη) και όχι από τον στρόφαλο του κινητήρα όπως παίρνουν οι κομπρέσσορες. Αποτελείται από δυο βασικά μέρη στον στρόβιλο και τον συμπιεστή. Αυτά τα δύο μέρη(ή σαλιγκάρια) στο εσωτερικό τους έχουν από μία φτερωτή οι οποίες είναι ενωμένες μεταξύ τους με ένα αξονάκι για να γυρίζουν ταυτόχρονα. Ο στρόβιλος είναι συνδεδεμένος με την πολλαπλή εξαγωγής του κινητήρα και τα καυσαέρια γυρνούν την φτερωτή της τουρμπίνας και αυτή με την σειρά της γυρνάει τον συμπιεστή που βρίσκεται στον ίδιο άξονα.
Ο συμπιεστής ρουφάει ατμοσφαιρικό αέρα και τον πρεσάρει στην εισαγωγή του μοτέρ. Έτσι καταλήγει στο μοτέρ ποιο αέρας από αυτόν που θα μπορούσε να τραβήξει από μονός του.

Καύση
Για την λειτουργία ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης χρειάζονται 2 στοιχεία:καύσιμο και σωστή ποσότητα αέρα προκείμενου να το κάψει. Η ισχύς ενός κινητήρα είναι ανάλογη με την ποσότητα μίγματος αέρα-καυσίμου που μπορεί να κάψει σε κάθε κύκλο λειτουργίας.
Ένα απλό παράδειγμα υπερτροφοδότησης
Έστω ότι έχουμε έναν τετρακύλινδρο, τετράχρονο, ατμοσφαιρικό κινητήρα 2000 κ.β.
Θεωρητικά έχει ογκομετρική απόδοση 100%(στην πράξη δύσκολα ξεπερνά το 85% με 90% και σε κινητήρες με ειδική ισχύ τα 100Ps/lt μόνο αν τον γυρνάμε με το χέρι φτάνει το 100%) γιατί αναρρόφησε τόσο μίγμα όσο και η χωρητικότητα των κυλίνδρων που θα γίνει η καύση. Αυτά τα 1000κ.β μίγματος περιέχουν καύσιμο και αέρα. Η στοιχειομετρική αναλογία είναι 14,7:1(δλδ 14,7 kgr αέρα προς 1 kgr βενζίνης). Τα περισσότερα μοτέρ αποδίδουν τα μέγιστα όταν η αναλογία είναι 12:1. Αυτό σημαίνει πως όταν σανιδώνουμε το γκάζι ο εγκέφαλος του αυτοκινήτου ψεκάζει πιο πολύ καύσιμο(για να περάσουμε τον διπλανό μας..!)

Στάδια τουρμπίσματος
Στάδιο 1
Σε αυτό το στάδιο χρειαζόμαστε τα άκρως απαραίτητα έτσι ώστε να χαρακτηριστεί το αυτοκίνητο τούρμπο. Τα μέρη αυτά είναι:τουρμπίνα, πολλαπλή εξαγωγής, σωληνώσεις τουρμπίνας, εξάτμιση και κάποιο μέσο εμπλουτισμού του μίγματος.

Τουρμπίνα
Εδώ τοποθετούμε μικρές τουρμπίνες που στροφάρουν από χαμηλά και η πίεση υπερπλήρωσης δεν ξεπερνά τα 0,4 με 0,5 bar κυρίως για λόγους αξιοπιστίας και σωστής λειτουργίας του μοτέρ.

Πολλαπλή εξαγωγής
Για να τοποθετηθεί μια τουρμπίνα η πολλαπλή εξαγωγής είναι απαραίτητη καθώς φέρνει ένα ειδικό πλακάκι το οποίο βιδώνει πάνω η τουρμπίνα. Υπάρχουν 2 σχέδια το ένα ονομάζετε χταπόδι και το άλλο χυτή ή κοινώς λουκάνικο όπως χαρακτηρίζεται από πολλούς(τι λουκάνικο ρε σεις έλεος!!). Το κάθε σχήμα έχει την διαφορά του το χταπόδι είναι μεν ποιο όμορφο αλλά χρησιμοποιείτε για να βγάλει δύναμη ψηλά ενώ το η χυτή(απλή) από χαμηλά.

Σωληνώσεις
Ένα σύστημα τούρμπο χρειάζεται σωληνώσεις για να μεταφέρει τον συμπιεσμένο αέρα από την έξοδο της τουρμπίνας στην πολλαπλή εισαγωγής. Όσο πιο πολλές από αυτές είναι μεταλλικές τόσο το καλύτερο και οι ελαστικές σωληνώσεις να περιορίζονται στις άκρως απαραίτητες δηλαδή μόνο για σύνδεση των μεταλλικών σωληνώσεων μεταξύ τους επειδή κοστίζουν αρκετά και τις σκίζονται, φουσκώνουν και φεύγουν από τη θέση τους(ότι έπαθα και εγώ στον δρόμο…). Καλό είναι οι μεταλλικές σωληνώσεις να έχουν όσο το δυνατό λιγότερες κούρμπες και μήκος για να περιοριστεί το turbo lag και ο αέρας να αντιμετωπίζει λιγότερα εμπόδια προς την εισαγωγή.

Φίλτρο αέρα
Στα καινούργια αυτοκίνητα καλό είναι να κρατηθεί το εργοστασιακό διότι δεν είναι σχεδιασμένα να αντεπεξέρχονται στην αυξημένη ροή ατμοσφαιρικού αέρα που προκαλεί η τουρμπίνα(Airflow Meter) οπότε μια απλή αντικατάσταση με ένα πιο ελεύθερο φίλτρο είναι αρκετή.

Εξάτμιση
Η εξάτμιση τουλάχιστον θα τροποποιηθεί(κανονικά θέλει όλη άλλαγμα) για κατασκευαστεί το down pipe το οποίο συνδέει την έξοδο του τούρμπο με την υπόλοιπη εξάτμιση που υπάρχει ο εργοστασιακός καταλύτης. Το τούρμπο όμως για να δουλέψει σωστά θέλει ελεύθερη εξάτμιση με 2 ελεύθερα καζανάκια και έναν μεταλλικό καταλύτη. Μέχρι εδώ όλα καλά αλλά το θέμα είναι τι διάμετρο εξάτμισης θα βάλουμε. Σίγουρα ο μηχανικός και ο εξατμισάς θα ξέρουν σας βάζω και ένα πίνακα να σας φύγει η απορία.

Ισχύς (Ps) Διάμετρος (Mm)
Μέχρι 120 50-52
120-150 52-55
150-180 58-60
180-210 60-63
210-250 63-68
250-280 68-72
280+ 76+



Τροφοδοσία
Η σωστή τροφοδοσία είναι απαραίτητη για να μην σπάσει το μοτέρ. Υπάρχουν 2 τρόποι εμπλουτισμού του μίγματος.
Ο πρώτος είναι η αναχαρτογράφηση της εργοστασιακού εγκεφάλου και ενδεχομένως την αλλαγή του Map sensor για να μην κόβει τροφοδοσία κάθε φορά που η τουρμπίνα σηκώνει πίεση στην εισαγωγή. Στο πρώτο στάδιο δεν απαιτούνται ούτε μπεκ ούτε αντλία καυσίμου. Το πλεονέκτημα του αναπρογραματισμού είναι ότι μπορούμε να προσαρμόσουμε και την χαρτογράφηση ανάφλεξης(δηλαδή να μειώσουμε αβανς όταν έχουμε πίεση) για να μην χτυπάει πυράκια και φυσικά να κάνουμε πιο πλούσιο μίγμα.
Η δεύτερη λύση και πιο συνηθισμένη είναι και η πιο φθηνή είναι η τοποθέτηση ενός έξτρα μπεκ στον σωλήνα που συνδέει την τουρμπίνα με την πεταλούδα και τοποθετείτε με μια μούφα και οδηγείται με ένα έξτρα εγκεφαλάκι. Η σωστή απόσταση είναι 30-50 εκατοστά πριν την πεταλούδα και μετά την σκάστρα αν υπάρχει!