Turbopunjač je mala turbina koja se nalazi između motora i ispuha. Priključen je na ispuh iz motora i na usis zraka u motor
Kada gledamo u prošlost postoje različite ‘ere’ po pitanju
motora koji su se ugrađivali u automobile. Na primjer jedno
od tih vremena je i vrijeme u kojem je ‘kraljevao’ V8 motor.
Pod krilaticom ‘There’s no replacement for
displacement!’ što u slobodnom prijevodu znači da ne
možeš nadoknaditi obujam motora kada tražiš performanse. Ta
krilatica bila je postavljena na svaki američki automobil s V8
motorom. Svemu dođe kraj pa je tako i završilo vrijeme u kojem je
veći motor znači i nužno bolje peformanse, pa je tako došlo
vrijeme turbopunjača, piše portal jutarnji.hr/autoklub.
Turbopunjač je sustav (dio) koji pomaže motoru da priozvede više
snage i momente kroz prisilnu indukciju. U osnovi, turbo usisava
zrak, hladi ga, a zatim prisilno napaja motor s više zraka nego
što bi ga motor dobio standardnim usisom. Ipak, turbopounjači
mogu biti tajanstveni i njihova unutarnja ‘arhitektura’ može
biti ne razumljiva. To tako ne mora biti pa ćemo vas provesti
kroz terminologiju koja se veže za turbopunjače.
Što je turbopunjač?
Turbopunjač je mala turbina koja se nalazi između motora i
ispuha. Priključen je na ispuh iz motora i na usis zraka u motor.
To omogućava turbopunjaču da, koristeći ispušne plinove iz ispuha
motora, se zavrti i time prisili više zraka u motor na usisu.
Kada bi jednostavno postavili ostatak procesa on bi išao
ovako: više zraka više kisika, više kisika bolja gorivost,
bolja gorivost više snage.
Postoje četiri dijela koja omogućavaju rad turbopunjača a to
su turbopunjač, intercooler, izlazni ventil (wastegate) i
ECU. Sam turbopunjač podsjeća na puža i sadrži dva usisa zraka.
Kako smo već gore naveli jedan usis se odnosi na čisti zrak, a
drugi na usis ispušnih plinova iz motora. Osim toga turbopunjač
ima i dva različita impelera (stražnju turbinu i kompresor na
prednjoj strani) te ispuh komprimiranog zraka koji ide do
hladnjaka. Intercooler služi kao sekundarni hladnjak kako bi
smanjio temperaturu komprimiranog zraka koji izađe iz
turbopunjača prije nego što dođe do motora. Koristi rashladnu
tekućinu kao rashladno sredstvo.
Izlazni ventil nalazi kontrolira i upravlja tlakom prednabijanja
u turbopunjaču tako što dozira količinu ispušnih plinova koji
ulaze u turbopunjač, a ukoliko ima viška ispušnih plinova on se
zatvara i ostatak ispušnih plinova prolazi kroz zaobilaznu cijev
i ostatak ispušnog sustava van iz automobila. ECU je elektronička
jedinica unutar motora koja je zadužena za dinamičko podešavanje
parametara u motoru kako bi osigurala optimalne performanse. To
je moguće očitavanjem i dinamičkim uspoređivanjem vrijednosti
dobivenih s raznih senzora postavljenih u motoru. Automobili s
turbopunjačem imaju drugačiju smjesu goriva i zraka,
kao i drugačije vrijeme paljenja (unutar cilindra) od automobila
s atmosferskim motorima. Pa zato ako netko doda turbopunjač u
automobil s atmosferskim motorom mora i reprogramirati njegov ECU
kako bi mogao ispravno raditi.
Vrste turbopunjača
Jednostruki turbopunjač
Jednostruki turbopunjač najčešći je tip turbopunjača. Sadrži
jednu turbinu, a na tržištu se koristi u velikom broju
automobila. Isto tako na aftermarketu predstavlja jednu od
najpopularnijih nadogradnji svakog automobilističkog entuzijasta
koji želi preraditi svoj automobil. Najpopularniji primjer su
stare Honde Civic u koje su se mahom ugrađivali aftermarket
turbopunjači.
Dvostruki turbopunjač
Dodavanjem drugog turbopunjača povećava se količina komprimiranog
zraka u motoru, a samim time i povećava se snaga i moment motora.
Nema većih promjena kod postavljanja dvostrukog turbopunjača osim
ako se ne radi o takozvanom stepenastom dvostrukom turbopunjaču
koji uparuje manji turbopunjač s većim turbopunjačem kako bi se
eliminirala turbo rupa. Primjer za dvostruki turbopunjač bio bi
McLaren 570S.
Četverostruki turbopunjač
Bugatti Chiron jedini je serijski automobil koji koristi
četverostruki turbopunjač. Bugatti spaja dva velika i dva mala
turbopunjača na 8-litreni W16 motor, dajući ukupno 1500 konjskih
snaga.
Twincharger
Twincharger se odnosi na složeni sustav prisilne indukcije koji
se koristi na nekim motorima s unutrašnjim izgaranjem. To je
kombinacija turbopunjača i superpunjača. Turbopunjač je pokretan
ispušnim plinovima dok je superpunjač pokretan mehanički i svaki
ustvari pokušava anulirati nedostatke drugoga. Mehanički pogonjen
punjač nudi izuzetan odziv i performanse pri niskom broju
okretaja jer se ne oslanja na stvaranje tlaka u ispušnom
kolektoru (pod pretpostavkom da se radi o kompresoru s pozitivnim
pomakom, a ne o contrifugalnom koji ne pruža značajno pojačanje u
nižem opsegu okretaja). Stoga ova kombinacija superpunjača, koji
daje značajno pojačanje snage pri nižim okretajima, ali se onda
pri višim okretajima gubi njegova snaga, i turbopunjača, koji pri
nižim okretajima daje izuzetno malo ili nikakvo pojačanje dok pri
visokim okretajim daje veliko pojačanje, je odlična kako bi se
eliminirali nedostaci jedne i druge tehnologije. Ova
tehnologija koristi se u VW-ovom 1.4 TSI motoru.
E-turbopunjač
Koncept e-turbopunjača je nastao u Formuli 1 gdje su za
istraživanje i razvoj ovog sustava potrošene milijarde. U suštini
ovaj koncept u sustav ubacuje i električnu energiju. Mali
električni motor postavljen je između kućišta turbine i
kompresora. Elektromotor zavrti kompresor prije nego što ispušni
plinovi ga mogu zavrtjeti i tako eliminira vrijeme u kojem
nastaje turbo rupa. Prema Audiju dodataka elektromotora na
njegovu jedinicu smanjuje vrijeme odziva turbopunjača na manje od
250 milisekundi, što je brže od prosječne reakcije čovjeka.
Hot-V-turbopunjač
Hot-V odnosi se na mjesto postavljanja turbopunjača, gdje se on u
slučaju V motora postavlja unutar ‘V’. Ovo ne samo da smanjuje
prostor potreban za motor i turbopunjač nego smanjuje i
udaljenost koju ispušni plinovi moraju prevaliti od motora do
turbopunjača, a samim time i udaljenost koju onda komprimirani
zrak mora prevaliti od turbopunjača nazad do motora. Ovakvo
postavljanje turbopunjača smanjuje turbo rupu. Osim toga u
ovakvom rasporedu razdvajaju se turbina i kompresor kako bi se
spriječilo nakupanjenje topline u turbopunjaču što bi onda
nepotrebno opteretilo intercooler. Turbina i kompresor se
postavljaju na suprotne strane motora. Mercedes je prvi
proizvođač koji je izašao s ovakvim rasporedom turbopunjača u
motoru.