Apa itu pengecas turbo?
Apabila ia datang untuk menggabungkan prestasi dengan penggunaan bahan api yang dikurangkan, jurutera hampir terpaksa memilih enjin turbo.
Di luar suasana dunia supercar yang tipis, di mana Lamborghini masih menegaskan bahawa enjin yang disedut secara semula jadi kekal sebagai cara paling bersih dan paling Itali untuk menghasilkan kuasa dan bunyi bising, zaman kereta tanpa pengecas turbo akan berakhir.
Adalah mustahil, sebagai contoh, untuk mendapatkan Volkswagen Golf yang disedut secara semula jadi. Selepas Dieselgate, sudah tentu, ini tidak mungkin penting, kerana tiada siapa yang mahu bermain golf lagi.
Walau bagaimanapun, hakikatnya kekal bahawa kereta bandar, kereta keluarga, pengembara besar dan juga beberapa kereta super meninggalkan kapal demi masa depan skuba. Daripada Ford Fiesta hingga Ferrari 488, masa depan adalah milik induksi paksa, sebahagiannya disebabkan oleh undang-undang pelepasan, tetapi juga kerana teknologi telah berkembang pesat.
Ini adalah kes penjimatan bahan api enjin yang kecil untuk pemanduan yang lancar dan kuasa enjin yang besar apabila anda mahukannya.
Apabila ia datang untuk menggabungkan prestasi lebih tinggi dengan penggunaan bahan api yang lebih rendah, jurutera hampir terpaksa mereka bentuk enjin terbaharu mereka dengan teknologi pengecas turbo.
Bagaimanakah turbo boleh melakukan lebih banyak dengan lebih sedikit?
Semuanya bergantung kepada cara enjin berfungsi, jadi mari kita bercakap sedikit tentang tekniknya. Untuk enjin petrol, nisbah udara-bahan api 14.7:1 memastikan pembakaran lengkap semua dalam silinder. Lebih banyak jus daripada ini adalah pembaziran bahan api.
Dalam enjin yang disedut secara semula jadi, vakum separa yang dicipta oleh omboh menurun menarik udara ke dalam silinder, menggunakan tekanan negatif di dalam untuk menarik udara masuk melalui injap masuk. Ia adalah cara yang mudah untuk melakukan sesuatu, tetapi ia sangat terhad dari segi bekalan udara, seperti orang yang mengalami apnea tidur.
Dalam enjin pengecas turbo, buku peraturan telah ditulis semula. Daripada bergantung pada kesan vakum omboh, enjin pengecas turbo menggunakan pam udara untuk menolak udara ke dalam silinder, sama seperti topeng apnea tidur menolak udara ke hidung anda.
Walaupun pengecas turbo boleh memampatkan udara sehingga 5 bar (72.5 psi) di atas tekanan atmosfera standard, dalam kereta jalan ia biasanya beroperasi pada tekanan yang lebih santai 0.5 hingga 1 bar (7 hingga 14 psi) .
Hasil praktikalnya ialah pada 1 bar tekanan rangsangan, enjin menerima dua kali lebih banyak udara seolah-olah ia disedut secara semula jadi.
Ini bermakna unit kawalan enjin boleh menyuntik bahan api dua kali lebih banyak sambil mengekalkan nisbah bahan api udara yang ideal, menghasilkan letupan yang lebih besar.
Tetapi itu hanya separuh daripada muslihat pengecas turbo. Mari kita bandingkan enjin 4.0 liter naturally aspirated dan 2.0 liter turbocharged enjin dengan tekanan boost 1 bar, dengan mengandaikan bahawa ia adalah sama dari segi teknologi.
Enjin 4.0 liter menggunakan lebih banyak bahan api walaupun semasa melahu dan di bawah beban enjin yang ringan, manakala enjin 2.0 liter menggunakan lebih sedikit. Perbezaannya ialah pada pendikit terbuka lebar, enjin pengecas turbo akan menggunakan jumlah maksimum udara dan bahan api yang mungkin - dua kali lebih banyak daripada enjin aspirasi semula jadi dengan anjakan yang sama, atau sama persis dengan 4.0 liter aspirasi semula jadi.
Ini bermakna enjin pengecas turbo boleh berjalan di mana-mana sahaja daripada 2.0 liter yang sedikit kepada empat liter berkuasa berkat aruhan paksa.
Jadi ini adalah kes penjimatan bahan api enjin yang kecil untuk pemanduan yang lembut dan kuasa enjin yang besar apabila anda mahukannya.
Seberapa bijak itu?
Sesuai dengan peluru perak kejuruteraan, pengecas turbo itu sendiri adalah bijak. Apabila enjin dihidupkan, gas ekzos melalui turbin, menyebabkan ia berputar pada kelajuan yang luar biasa - biasanya antara 75,000 dan 150,000 kali seminit.
Turbin disambungkan ke pemampat udara, yang bermaksud bahawa lebih cepat turbin berputar, lebih cepat pemampat berputar, menyedut udara segar dan memaksanya masuk ke dalam enjin.
Turbo berfungsi pada skala gelongsor, bergantung pada seberapa kuat anda menekan pedal gas. Semasa melahu, tidak ada gas ekzos yang mencukupi untuk menaikkan turbin ke mana-mana kelajuan yang bermakna, tetapi apabila anda memecut, turbin berputar ke atas dan memberikan rangsangan.
Jika anda menolak dengan kaki kanan anda, lebih banyak gas ekzos dihasilkan, yang memampatkan jumlah maksimum udara segar ke dalam silinder.
Jadi apa tangkapannya?
Sudah tentu, terdapat beberapa sebab mengapa kita semua tidak memandu kereta pengecas turbo selama bertahun-tahun, bermula dengan kerumitan.
Seperti yang anda boleh bayangkan, membina sesuatu yang boleh berputar pada 150,000 RPM hari demi hari selama bertahun-tahun tanpa meletup bukanlah mudah, dan ia memerlukan alat ganti yang mahal.
Turbin juga memerlukan bekalan minyak dan air khusus, yang memberi lebih tekanan pada sistem pelinciran dan penyejukan enjin.
Apabila udara dalam pengecas turbo semakin panas, pengeluar juga terpaksa memasang intercooler untuk menurunkan suhu udara yang memasuki silinder. Udara panas kurang tumpat berbanding udara sejuk, menafikan faedah pengecas turbo dan juga boleh menyebabkan kerosakan dan letupan pramatang campuran bahan api/udara.
Kelemahan pengecas turbo yang paling terkenal ialah, sudah tentu, dikenali sebagai ketinggalan. Seperti yang dinyatakan, anda perlu memecut dan mencipta ekzos untuk membolehkan turbo mula menghasilkan tekanan rangsangan yang bermakna, yang bermaksud bahawa kereta turbo awal adalah seperti suis tertunda - tiada, tiada, tiada, SEMUANYA.
Pelbagai kemajuan dalam teknologi turbo telah menjinakkan ciri-ciri paling teruk pergerakan perlahan Saab dan Porsches pengecas turbo awal, termasuk ram boleh laras dalam turbin yang bergerak berdasarkan tekanan ekzos, dan komponen ringan, geseran rendah untuk mengurangkan inersia.
Langkah ke hadapan yang paling menarik dalam pengecasan turbo hanya boleh didapati - sekurang-kurangnya buat masa ini - dalam pelumba F1, di mana motor elektrik kecil memastikan turbo berputar, mengurangkan masa yang diperlukan untuk memutarkannya.
Begitu juga, dalam Kejohanan Rali Dunia, sistem yang dikenali sebagai anti-lag membuang campuran udara/bahan api terus ke dalam ekzos di hadapan pengecas turbo. Haba manifold ekzos menyebabkan ia meletup walaupun tanpa palam pencucuh, menghasilkan gas ekzos dan mengekalkan pengecas turbo mendidih.
Tetapi bagaimana dengan turbodiesel?
Apabila bercakap mengenai pengecasan turbo, diesel adalah baka istimewa. Ini benar-benar sarung tangan, kerana tanpa aruhan paksa, enjin diesel tidak akan menjadi biasa seperti biasa.
Disel yang disedut semula jadi boleh memberikan tork rendah yang baik, tetapi di situlah bakat mereka berakhir. Walau bagaimanapun, dengan aruhan paksa, diesel boleh memanfaatkan tork mereka dan menikmati faedah yang sama seperti rakan petrol mereka.
Enjin diesel dibina oleh Tonka Tough untuk mengendalikan beban besar dan suhu yang terkandung di dalamnya, bermakna ia boleh mengendalikan tekanan tambahan turbo dengan mudah.
Semua enjin diesel - disedut semula jadi dan supercharged - beroperasi dengan membakar bahan api dalam udara berlebihan dalam apa yang dipanggil sistem pembakaran tanpa lemak.
Satu-satunya masa enjin diesel yang disedut secara semula jadi mendekati campuran udara/bahan api "ideal" adalah pada pendikit penuh apabila penyuntik bahan api terbuka luas.
Oleh kerana bahan api diesel kurang meruap daripada petrol, apabila ia dibakar tanpa banyak udara, sejumlah besar jelaga, juga dikenali sebagai zarah diesel, dihasilkan. Dengan mengisi silinder dengan udara, turbodiesel boleh mengelakkan masalah ini.
Jadi walaupun pengecasan turbo merupakan peningkatan yang menakjubkan untuk enjin petrol, flip sebenarnya menyelamatkan enjin diesel daripada menjadi peninggalan berasap. Walaupun "Dieselgate" dalam apa jua keadaan boleh menyebabkan perkara ini berlaku.
Apakah perasaan anda tentang fakta bahawa pengecas turbo memasuki hampir semua kenderaan beroda empat? Beritahu kami dalam ulasan di bawah.
