Ano ang isang turbocharger?

Pagdating sa pagsasama-sama ng pagganap sa pinababang pagkonsumo ng gasolina, ang mga inhinyero ay halos napipilitang mag-opt para sa isang turbo engine.

Sa labas ng manipis na hangin ng mundo ng supercar, kung saan iginigiit pa rin ng Lamborghini na ang mga natural na aspirated na makina ay nananatiling pinakamalinis at pinaka-Italyanong paraan upang makagawa ng lakas at ingay, ang mga araw ng mga hindi naka-turbo na sasakyan ay magtatapos na.

Ito ay imposible, halimbawa, upang makakuha ng isang natural na aspirated Volkswagen Golf. Pagkatapos ng Dieselgate, siyempre, malamang na hindi ito mahalaga, dahil wala nang gustong maglaro ng golf.

Gayunpaman, nananatili ang katotohanan na ang mga sasakyang pang-lungsod, mga kotse ng pamilya, mga engrandeng tourer at maging ang ilang mga supercar ay umaalis sa barko pabor sa isang hinaharap na scuba. Mula sa Ford Fiesta hanggang sa Ferrari 488, ang hinaharap ay nabibilang sa sapilitang induction, bahagyang dahil sa mga batas sa emissions, ngunit dahil din sa mabilis na pag-unlad ng teknolohiya.

Ito ay isang kaso ng maliit na engine fuel economy para sa maayos na pagmamaneho at malaking engine power kapag gusto mo ito.

Pagdating sa pagsasama-sama ng mas mataas na pagganap sa mas mababang pagkonsumo ng gasolina, ang mga inhinyero ay halos napipilitang magdisenyo ng kanilang pinakabagong mga makina na may teknolohiyang turbocharged.

Paano magagawa ng turbo ang higit pa sa mas kaunti?

Ang lahat ay bumaba sa kung paano gumagana ang mga makina, kaya pag-usapan natin ang pamamaraan. Para sa mga makina ng gasolina, ang 14.7:1 air-fuel ratio ay nagsisiguro ng kumpletong pagkasunog ng lahat ng bagay sa silindro. Ang anumang katas kaysa dito ay isang pag-aaksaya ng gasolina.

Sa isang natural na aspirated na makina, ang bahagyang vacuum na nilikha ng pababang piston ay kumukuha ng hangin papunta sa silindro, gamit ang negatibong presyon sa loob upang kumuha ng hangin sa pamamagitan ng mga intake valve. Ito ay isang madaling paraan upang gawin ang mga bagay, ngunit ito ay napakalimitado sa mga tuntunin ng suplay ng hangin, tulad ng isang taong may sleep apnea.

Sa turbocharged engine, muling isinulat ang rule book. Sa halip na umasa sa vacuum effect ng piston, ang isang turbocharged engine ay gumagamit ng air pump upang itulak ang hangin sa isang cylinder, tulad ng isang sleep apnea mask na nagtutulak ng hangin sa iyong ilong.

Bagama't ang mga turbocharger ay maaaring mag-compress ng hangin nang hanggang 5 bar (72.5 psi) na mas mataas sa karaniwang atmospheric pressure, sa mga sasakyan sa kalsada ay karaniwang tumatakbo ang mga ito sa mas nakakarelaks na presyon na 0.5 hanggang 1 bar (7 hanggang 14 psi) .

Ang praktikal na resulta ay na sa 1 bar ng boost pressure, ang makina ay tumatanggap ng dalawang beses na mas maraming hangin na parang natural na aspirated.

Nangangahulugan ito na ang engine control unit ay maaaring mag-iniksyon ng dalawang beses na mas maraming gasolina habang pinapanatili ang perpektong air-fuel ratio, na lumilikha ng mas malaking pagsabog.

Ngunit iyon ay kalahati lamang ng mga trick ng turbocharger. Paghambingin natin ang isang 4.0-litro na natural aspirated na makina at isang 2.0-litro na turbocharged na makina na may boost pressure na 1 bar, sa pag-aakalang magkapareho sila sa mga tuntunin ng teknolohiya.

Ang 4.0-litro na makina ay kumonsumo ng mas maraming gasolina kahit na sa idle at sa ilalim ng magaan na pagkarga ng makina, habang ang 2.0-litro na makina ay kumonsumo ng mas kaunti. Ang pagkakaiba ay na sa malawak na bukas na throttle, ang isang turbocharged na makina ay gagamit ng pinakamataas na dami ng hangin at gasolina na posible - dalawang beses kaysa sa isang natural na aspirated na makina ng parehong displacement, o eksaktong kapareho ng isang natural na aspirated na 4.0-litro.

Nangangahulugan ito na ang turbocharged na makina ay maaaring tumakbo kahit saan mula sa isang maliit na 2.0 litro hanggang sa isang malakas na apat na litro salamat sa sapilitang induction.

Kaya ito ay isang kaso ng maliit na engine fuel economy para sa banayad na pagmamaneho at malaking engine power kapag gusto mo ito.

Gaano katalino iyon?

Bilang angkop sa isang engineering silver bullet, ang turbocharger mismo ay mapanlikha. Kapag ang makina ay tumatakbo, ang mga gas na tambutso ay dumadaan sa turbine, na nagiging sanhi ng pag-ikot nito sa hindi kapani-paniwalang bilis - karaniwang nasa pagitan ng 75,000 at 150,000 beses bawat minuto.

Ang turbine ay naka-bolted sa air compressor, na nangangahulugan na ang mas mabilis na pag-ikot ng turbine, mas mabilis na umiikot ang compressor, sumisipsip ng sariwang hangin at pinipilit ito sa makina.

Gumagana ang turbo sa isang sliding scale, depende sa kung gaano mo kalakas ang pagpindot sa pedal ng gas. Sa idle, walang sapat na exhaust gas para makuha ang turbine sa anumang makabuluhang bilis, ngunit habang bumibilis ka, umiikot ang turbine at nagbibigay ng boost.

Kung itulak mo gamit ang iyong kanang paa, mas maraming mga gas na tambutso ang nalilikha, na pumipilit ng pinakamataas na dami ng sariwang hangin sa mga cylinder.

Kaya ano ang catch?

Mayroong, siyempre, ilang mga dahilan kung bakit hindi lahat tayo ay nagmamaneho ng mga turbocharged na kotse sa loob ng maraming taon, simula sa pagiging kumplikado.

Gaya ng maiisip mo, hindi madali ang pagbuo ng isang bagay na maaaring umiikot sa 150,000 RPM araw-araw sa loob ng maraming taon nang hindi sumasabog, at nangangailangan ito ng mga mamahaling piyesa.

Ang mga turbine ay nangangailangan din ng nakalaang supply ng langis at tubig, na naglalagay ng higit na diin sa mga sistema ng pagpapadulas at paglamig ng makina.

Habang umiinit ang hangin sa turbocharger, kinailangan ding mag-install ng mga tagagawa ng mga intercooler upang mapababa ang temperatura ng hangin na pumapasok sa silindro. Ang mainit na hangin ay hindi gaanong siksik kaysa sa malamig na hangin, na nagpapawalang-bisa sa mga benepisyo ng isang turbocharger at maaari ring magdulot ng pinsala at napaaga na pagsabog ng pinaghalong gasolina/hangin.

Ang pinaka-nakakahiya na pagkukulang ng turbocharging ay, siyempre, kilala bilang lag. Gaya ng nakasaad, kailangan mong bilisan at lumikha ng tambutso upang simulan ang turbo na makagawa ng makabuluhang boost pressure, na nangangahulugang ang mga maagang turbo na sasakyan ay parang naantala na switch - wala, wala, wala, LAHAT.

Pinaamo ng iba't ibang pagsulong sa teknolohiya ng turbo ang pinakamasama sa mabagal na paggalaw ng mga katangian ng maagang turbocharged na Saab at Porsches, kabilang ang mga adjustable vane sa turbine na gumagalaw batay sa presyur ng tambutso, at magaan, mababang friction na mga bahagi upang mabawasan ang inertia.

Ang pinakakapana-panabik na hakbang pasulong sa turbocharging ay makikita lamang - kahit sa ngayon - sa mga F1 racers, kung saan pinapanatili ng isang maliit na de-koryenteng motor ang turbo na umiikot, na binabawasan ang oras na kinakailangan upang paikutin ito.

Katulad nito, sa World Rally Championship, ang isang sistemang kilala bilang anti-lag ay nagtatapon ng air/fuel mixture nang direkta sa tambutso sa unahan ng turbocharger. Ang exhaust manifold heat ay nagiging sanhi ng pagsabog nito kahit na walang spark plug, na lumilikha ng mga gas na tambutso at pinananatiling kumukulo ang turbocharger.

Ngunit ano ang tungkol sa turbodiesel?

Pagdating sa turbocharging, ang mga diesel ay isang espesyal na lahi. Ito ay talagang isang hand in hand case, dahil kung walang sapilitang induction, ang mga makinang diesel ay hindi kailanman magiging kasingkaraniwan ng mga ito.

Ang mga natural na aspirated na diesel ay maaaring magbigay ng disenteng low-end na torque, ngunit doon nagtatapos ang kanilang mga talento. Gayunpaman, sa sapilitang induction, maaaring pakinabangan ng mga diesel ang kanilang torque at tamasahin ang parehong mga benepisyo tulad ng kanilang mga katapat sa gasolina.

Ang mga makinang diesel ay ginawa ng Tonka Tough upang mahawakan ang napakalaking load at temperatura na nakapaloob sa loob, ibig sabihin ay madali nilang mahawakan ang sobrang presyon ng turbo.

Ang lahat ng mga makinang diesel - naturally aspirated at supercharged - ay nagpapatakbo sa pamamagitan ng pagsunog ng gasolina sa labis na hangin sa isang tinatawag na lean combustion system.

Ang tanging oras na ang mga naturally aspirated na diesel engine ay lumalapit sa "ideal" na air/fuel mixture ay nasa full throttle kapag ang mga fuel injector ay bukas na bukas.

Dahil ang diesel fuel ay hindi gaanong pabagu-bago kaysa sa gasolina, kapag ito ay sinusunog nang walang labis na hangin, isang malaking halaga ng soot, na kilala rin bilang diesel particulates, ay nalilikha. Sa pamamagitan ng pagpuno sa silindro ng hangin, maiiwasan ng mga turbodiesel ang problemang ito.

Kaya, habang ang turbocharging ay isang kamangha-manghang pagpapabuti para sa mga makina ng gasolina, ang tunay na pitik nito ay nagliligtas sa makina ng diesel mula sa pagiging isang mausok na relic. Bagama't ang "Dieselgate" sa anumang kaso ay maaaring maging sanhi nito na mangyari.

Ano ang pakiramdam mo tungkol sa katotohanan na ang mga turbocharger ay nakakapasok sa halos lahat ng mga sasakyang may apat na gulong? Sabihin sa amin sa mga komento sa ibaba.