A Turbófeltöltő 11.

A turbófeltöltő 2003. október 17. ::: Nizm0

A turbófeltöltő bizonyára már nem ismeretlen fogalom sokatok számára, viszont többen tettétek már fel nekünk azt a kérdést, hogy miért jó a turbó, hogy működik egyáltalán, vagy hogy utólag felszerelhető-e egy szívómotorra. Ezeket, a kérdéseket próbáltam boncolgatni egy kicsit, kíváncsiságotokat kielégítendő. Először mindenképpen azt kell tisztázni, hogyan is működik a turbó, és miért jó ez nekünk egyáltalán. Ha egy motor teljesítményét növelni szeretnénk, úgy tudjuk a legkönnyebben elérni, hogy több üzemanyagot égetünk el a hengerekben. Ehhez viszont több levegőre is van szükség. Szívó motoroknál – mint ismeretes - a levegőt a dugattyúk szívják be a hengerekbe, teljesítménynövelés szempontjából pedig itt jönnek a feltöltők a képbe. Ezek segítségével többletlevegőt juttathatunk a motorba, így több üzemanyagot tudunk elégetni, amivel egy nagyobb hengerűrtartalmú motor teljesítményét tudjuk kipréselni egy kisebb blokkból. A feltöltőket alapvetően két csoportba oszthatjuk, a turbófeltöltők és mechanikus feltöltők csoportjára. A turbófeltöltő a motorból kiáramló kipufogógázok energiáját hasznosítja, azaz meghajt egy turbinakereket, ami együtt forog a vele közös tengelyre szerelt kompresszorkerékkel. Ez a kerék forgása által beszívja a friss levegőt, majd túlnyomással a hengerekbe juttatja azt. A turbina- és a kompresszorkerék egyegy csigaházban foglalnak helyet, ezek között található az úgynevezett középrész. Ez a turbó legkényesebb része, amelynek elkészítése, javítása nagyfokú precizitást igényel, hiszen ebben helyezkedik el a speciális, úszó csapágyazással ellátott közös tengely, ami eléri akár a percenkénti 100.000-200.000-es fordulatot is. Az úszó csapágyazás azt jelenti, hogy nemcsak a tengely forog a csapágyban, hanem a csapágy is forog a csapágyházban. Mindkettőt egy vékony olajfilm réteg veszi körül a minél könnyebb forgást elősegítendő. Egy turbós motor sokkal nagyobb odafigyelést igényel szívós társaikénál, gyakrabban kell benne olajat cserélni, komolyabb igénybevétel után pedig nem szabad azonnal leállítani: alapjáraton pár percig járatni kell a motort, hogy a szerkezet ezáltal visszahűljön. Erre azért van szükség, mert a hengerekből kiáramló nagyon magas hőmérsékletű kipufogógáztól a turbó is átizzik, főleg ha nagyon megzavarjuk a gépet. Egy-egy húzósabb menet után sötétben akár látni is lehet, ahogy vörösen izzik a két csigaház. A hűtésért az olaj és a hűtővíz felel, amely keringése megszűnik, ha leállítjuk a motort. Ekkor a tengelyen és a csapágyházban lévő olajfilm könnyen ráéghet a ház falára, ettől pedig a szerkezet élettartama is csökken. Ezt kivédendő lehet kapni olyan időzítőket, amelyek egy előre beprogramozott ideig járatják a motort, miután mi lezártuk és otthagytuk az autót. Fontos még a légszűrő gyakoribb cseréje is, hogy a turbó könnyebben szívhassa be a friss levegőt. A turbó szabályozásáról egy wastegate nevű szelep gondoskodik. Erre azért van szükség, mert a több levegővel elégetett több üzemanyag több kipufogógázt is eredményez, amitől ismét gyorsabban forog a turbinakerék még több levegőt juttatva a motorba, és így tovább. Ennek a láncreakció-szerű folyamatnak a kivédését szolgálja a wastegate szelep, amely egy előre beállított levegőnyomás elérésekor a kipufogógáz egy részét elirányítja a turbinakeréktől, így szabályozva a folyamatot. Aki vezetett már turbós autót az tudja, hogy mi is az a turbólyuk. Erről akkor beszélünk, amikor gázadás után a turbó még nem pörgött fel teljesen, és nem szállít elég levegőt a nagyobb teljesítményhez, így annak áldásos hatása nélküli gyorsulással kell beérjük. Persze miután felépült a töltőnyomás az autó hirtelen meglódul. Miért történik ez? Alacsony fordulaton a kipufogógáz nem áramlik elég gyorsan ahhoz, hogy a turbinát kellő sebességgel meghajtsa, ezért kis fordulaton erőtlenebb marad a motor. Ennek a jelenségnek a csökkentésére a gyártók egyre inkább próbálják a turbó tehetetlenségét minimalizálni, hogy az gyorsabban fel tudjon pörögni. Másik megoldás lehet két kisebb és gyorsabban felpörögni képes turbó alkalmazása, ezeket általában V motoroknál használják, itt egy hengersort egy turbó tölt. Egy ritkább megoldást vetettek be a japánok a Nissan Skyline-nál, itt két

turbó működik sorba kötve, a kisebb turbó adja a töltőnyomást alacsony fordulaton, miután pedig a nagyobb társa felpörgött, az szolgáltatja a csúcsnyomást.

A turbó hatásfoka jelentősen növelhető intercooler alkalmazásával. Ez a szerkezet a turbó által felmelegített levegőt hűti vissza, amely azáltal, hogy hidegebb, sűrűbb is lesz, így a benzin-levegő keverék kevésbé lesz hajlamos az öngyulladásra. Ezáltal növelhető lesz a turbónyomás a nagyobb teljesítmény érdekében. Az intercoolerről és tuning lehetőségeiről olvashattok rovatunk egy korábbi cikkében is. Másik hasznos kiegészítő lehet turbó mellé a Blow Off szelep. Ez azt a célt hivatott szolgálni, hogy amikor a vezető leveszi a lábát a gázról (pl. váltáskor) a hirtelen feltorlódó levegőt - ami nem tud hova menni és lefékezné a turbót - kiengedi a szabadba. Ez azért jó, mert így forgásban marad a turbó, és sokkal gyorsabban felépül a turbónyomás. Ezek után sokakban felmerülhet a gondolat, hogy akkor essünk neki és tegyünk turbót a kocsinkba, így jelentősen megnövelve annak teljesítményét. Csakhogy a dolog nem ennyire egyszerű. A turbó utólagos beépítése egy igen költséges mutatvány, és csak nagyon kevés cég csinál ehhez hasonló átalakításokat. Másrészt a szívómotor alkatrészei nem bírnák elviselni a jelentősen megnövekedett teljesítményt, a dugattyúkat és a hajtókarokat kapásból ki kellene cserélni, mert a turbós motorokban kovácsolt, vagy prés dugók vannak a nagyobb hőterhelés miatt. Gondoskodni kell a turbó kenéséről és hűtéséről is, valamint nem árt csökkenteni a sűrítési viszonyt az öngyulladás megelőzése végett. Mindezek mellett illendő a jóval több lóerőhöz igazítani a futóművet és a fékeket is, ha nem akarunk frissen felturbózott kocsinkkal rögtön az árokban kikötni. Amint látható, elég mélyen a pénztárcába kell nyúlnunk, ha mindezt véghez akarjuk vinni. Létezik olyan megoldás is, amikor egy elektromos turbót, kompresszort akasztanak a motorra. Itt egy elektromotor hajtja meg a kompresszorkereket, amelyet padlógázkor egy kapcsoló hoz működésbe és ezután tolja a plusz levegőt a motorba. De még ez az olcsóbb átalakítás is belekerül kb. fél milkóba, így ez sem igazán terjedt el. A turbó egy másik felhasználási lehetőségére világított rá a Saab a kisnyomású turbóval. Náluk nem a teljesítménynövelés, hanem egy jobban kezelhető, kisebb fogyasztású motor kifejlesztése volt a cél. Ennek teljesítménye nem érte el a hagyományos turbómotorét, viszont a kis turbónyomásnak köszönhetően szinte eltűnt a turbólyuk, és alacsony fordulatszámon nőtt a nyomaték, így a hosszabb váltóáttételekkel csökkent a fogyasztása a szívó változathoz képest. Végül ejtsünk pár szót a mechanikus feltöltőkről, amelyeket egyetlen lényeges dolog különböztet meg a turbóktól, mégpedig az, hogy nem kipufogógáz, hanem a főtengely hajtja meg őket. Előnyük abban mutatkozik meg, hogy a motor teljes fordulatszám-tartományában töltenek, hátrányuk viszont, hogy az elérhető maximális töltőnyomás kisebb. Előállítási költségük igen magas, így nem igazán terjedtek el, kevés autógyár él ezzel a lehetőséggel. A Mercedes használja őket előszeretettel, valamint a Volkswagen alkalmazta őket a Golfokban: ezek voltak az úgynevezett G-töltők. De ez már egy másik történet ;)