turbo

Turbóra fel! Felturbózva!

2014.09.26.

Ma hétköznapi motortechnikai megoldás. Mi is a lényeg? Ha a motor hengerterében több a levegő, akkor több az oxigén is, mely a befecskendezett többlet tüzelőanyag elégetéséhez szükséges. Adott hengertérben a többlet tüzelőanyag elégetés nagyobb gáznyomást hoz létre, ezzel nagyobb lesz a hengermunka, így nő a motor forgatónyomatéka és természetesen a teljesítménye. Ha már kis fordulatszámon sikerül sok levegőt bejuttatni, a „korai” nyomatékkal jól „ugró” autót kapunk (az Otto-motor pörgetés nélkül dízelesen nyomatékos lesz).

A „turbós” motor annyira általános, hogy nyugodtan mondhatjuk, a szívómotorok korszakának vége. Mint minden sarkos állítás, ez sem állja meg a helyét maradéktalanul, de a motorok nagy többségénél így van.

Minden haszongépjármű dízelmotor turbófeltöltött és lámpással kell keresni azt a személygépkocsi dízelt, amelyik szívó. A VW-nél még látunk SDI jelzésű autót, ez „Suction Diesel Injection" vagy „Suction Diesel Direct Injection", a németre fordítva Saugdiesel Direkt Einspritzung.

Az Otto-motorok (benzinmotorok) is hamarosan - szinte mind - turbós lesz. Ezt kiköveteli a fogyasztáscsökkentés, melynek törvényi hajtóereje a CO2 kötelező csökkentése. A méretcsökkentés vagy downsizing (ha autótechnikáról van szó, akkor már a „csapból” is ez folyik…) a lökettérfogat és vele együtt a hengerszám csökkentését jelenti. Négy henger helyett 3, vagy elég a 2 henger is, hatosok négyhengerűek lesznek. Az összlökettérfogat 900 cm3-től 1500-ig terjed. Ekkora lökettérfogatból természetes szívással, vagy egy kis szívócsőhangolás rásegítéssel, nem hozható ki a szükséges forgatónyomaték és teljesítmény. A motor pedig üveghangig nem pörgethető.

Marad a feltöltés, még pedig nagyon. A feltöltés lehet turbótöltés, lehet mechanikus feltöltés (EATON, G-töltő), vagy villamos hajtású töltő (pl CPT COBRA) és mindezek kombinációja.

Villnymotor hajtású töltő - CPT COBRA (COntrolled Boosting Rapid responseApplications)

A beszállítóknak ma nagy üzlet a feltöltő és közbenső hűtő – intercooler – gyártás. E műfajban új cégek is belefognak, mint például a Bosch-Mahle vagy a Continental. A Continental éppen a napokban jelentette be, hogy erőteljesen növeli a csehországi Trutnovban. Itt készül a Ford Ecoboost 1 literes motorjának töltője.

A turbótöltő önmagában szinte alkalmatlan, hogy a motor széles fordulatszám tartományában mindig a szükséges levegőmennyiséget szállítsa. Ezért a szállítást, a töltőnyomást, a turbótöltőbe való beavatkozással, szabályozni kell. Vagy eleresztjük a töltő mellett a kipufofógázt, ha nem kell, hogy még jobban pörgesse, ez a megkerülő-szelepes megoldás (by-pass, waste gate), vagy a gázt úgy irányítjuk a turbinalapátra hogy azt úgy „támadja”, hogy gyorsabban vagy kevésbé gyorsan forgassa. Ez a konstrukció a vezetőlapát állítás, a szakma geometriás töltőnek nevezi, az angol pedig VTG-nek (Variable Turbine Geometry) vagy VNT-nek (Variable Nozzle Turbocharger) nevezi. Az állítható vezetőlapát egységet „VNT cartridge”-nek nevezik angolul.

Működését az alábbi két filmen követhetjük nyomon.

https://www.youtube.com/watch?v=kENxjxhoP24

https://www.youtube.com/watch?v=Ppif4qC560U

A VTG (VNT) agyon pontos szabályozhatóságot ad, de a kipufogógázban lévő korom lerakodása mozgását megakadályozhatja, a lapátsor beáll.

Ma azt tapasztaljuk, hogy számos gyártó visszatér a „waste-gate” megoldáshoz azzal, hogy az új megkerülő szelep nem kétállású, tehát nem csak a zárva és teljesen nyitva helyzetet tudja elfoglalni, hanem szabályozott mértékben nyitható.

A töltő méretcsökkentése, a szállított levegő mennyiségének növelése és a töltőnyomás felépülés gyorsasága miatt egy eddig szinte – legalábbis járműmotoroknál – soha nem látott megoldás is született. A kompresszorlapát kettős, egymásnak háttal fordított két járókerék szállítja a levegőt. Egy térbe, a csigaházba nyom, de – természetesen két levegőbelépése van. A töltőt a Honeywell konstruálta és a DualBoost nevet adta kapta.

A DualBoost működését filmeken is megnézhetjük.

https://www.youtube.com/watch?v=ocgeqsgCuQw

https://www.youtube.com/watch?v=Gz0qZpxXnLg

További régi-új megoldás a turbótengely golyóscsapágyazása. Szintén a Honeywell Garrett mutatta be ennek „remake”-jét. A kép a csapágy patronokat (cartridge) mutatja. A Honeywell szerint egy ilyen csapágyazású töltővel egy európai 3,0 literes dízel (márkát nem árult el, de kitalálható…) fogyasztásjavulása 2%. Ezért már megérte!

A benzines turbók hőterhelése nagyobb, mint a dízeleké, mert az Otto-motor kipufogógáza teljes motorterhelésnél, nagy fordulaton elérheti, sőt, kevéssel meghaladja az 1000 °C értéket.

Ezért is célszerű a kipufogógázt a turbó előtt hűteni. A hengerfejbe öntött kipufogógáz gyűjtőcsövet a motor hűtőfolyadéka körbejárja, ezzel hűti. Az alábbi grafika egy négyhengerű motornál mutatja a kialakítást, de ilyen például a Ford EcoBoost 3 hengerű motorjának a hengerfeje is.

Az egészen új hűtési megoldással rukkolt elő a Continental: a turbinaház kettősfalú, hűtőköpenyes. Ezzel egyszerre több kedvező hatást is elért:

- hűti a kipufogógázt és ezzel védi a turbinalapátokat,

- a motor hidegindítása után az innen nyert hővel gyorsabb lesz a motor felmelegítése,

- a drága acélöntvény turbinaház alumíniumból készülhet,

- tömegcsökkenést eredményez az alumínium használata (a benne lévő hűtővíz tömegével együtt is kisebb tömegű, mint a hagyományos)

- nem kell a turbó középrészt hűteni.

A BMW benzines 3 hengerű motoroknál alkalmazott vízhűtésű turbinaházú töltőről készült Continental film a fejlesztéstől is beszámol:

https://www.youtube.com/watch?v=ckrHmjZtGG0

Az autósnak arról, hogy autója turbótöltött, tanácsos tudnia! Ha turbós autóval hosszan, nagy terheléssel halad, majd megáll – például „szaggat” az autópályán és tankolni megáll – NE ÁLLÍTSA LE azonnal a motort. A turbónak vissza kell hűlnie. Ez az idő alapjáraton – biztos, ami biztos – legalább 5 perc. A motorkonstruktőr próbálja óvni a töltőt a motorleállítás utáni fázisban villamos vízszivattyúval keringetett hűtővízzel, de az igazi védelem mégis az Ön figyelmességén múlik. És még valami: a turbótöltő védelme érdekében is gondosan ügyeljen az olajcserére, az olaj előírt minőségére. Figyelje rendszeresen az olajszintet, ha az „hízik”, akkor is cserélni kell az olajat!

Zárszóként az autószerelők számára egy fontos emlékeztető.

Egyes motorgyártók a turbótöltőbe menő kenőolaj csövébe (3) előszűrőt (2) helyeznek. Ez részben eltömődhet, így csökken a töltőbe jutó olaj. A töltő tönkremegy. Ha az új töltő felszerelésekor ezt a szűrőt nem tisztítják meg, illetve cserélik, az új töltő is rövid időn belül besülhet. Képünk az Opel 1,6 CDTI Szentgotthárdon gyártott motorja turbótöltőjének kenőolaj nyomóvezetékébe épített szűrőt mutatja.

DE figyeljenek egyes Peugeot motoroknál is az előszűrőre, sok bosszúságot és nagy pénzkidobást okozott már, hogy ezt a szűrőt nem cserélték (mert nem tudtak róla).

Dr. Nagyszokolyai Iván

az Autótechnika főszerkesztője

(Az Autótechnika folyóiratban a témához kapcsolódó számtalan szakmai cikk jelent meg, ezek a lap előfizetőinek visszamenőleg is olvashatóak a http://autotechnika.hu oldalon. További információt is itt találhatnak.)

 

Az oldal fő támogatója

 

2020.08.08
A "fotelszakértés" nem működik! ..
2020.08.08
Kevin Magnussen sokakhoz hasonlóan óriási tehetségként érkezett a Forma 1 mezőnyébe, de a....
2020.08.08
Júliusban már a járványvédelmi korlátozások ellenére is több autót adott el világszerte az Audi,....
2020.08.08
Georgij Majorenkó Ukrajnából küldte rajzát az Autós Nagykoalíció és az autoszektor.hu karikatúra....
2020.08.08
Meglepetésre Valtteri Bottasé lett a pole pozíció, a beugró Hülkenberg pedig a harmadik helyet....
2020.08.08
Az extra nevű különkiadásban három esetet nézhetünk meg a rendőrök szemszögéből. ..
2020.08.08
A legnagyobb megtiszteltetés, ha egy autóról becenevén emlékezik meg az utókor – függetlenül attól....
2020.08.08
A Mercedes brit pilótája volt a leggyorsabb a Forma-1-es 70. évforduló Nagydíja harmadik....
2020.08.08
Az Audi Hungaria erdő- és fatelepítéssel tesz a zöldebb környezetért: a gyárterületen már több....
2020.08.08
2020-ban az Audi Q5 modell kínálatában mutatkozik be a világítástechnológia következő generációja,....