25.2.2017. Autor: Matko Jović

Električni kompresor u Audiju SQ7 pokazao se najboljim rješenjem za ubrzanje odziva na gas

Tvrtka iz Ingolstadta lani je predstavila prvi serijski auto koji uz turbokompresor ima i električni kompresor, koji osigurava trenutni odziv na gas. Iskustva su izvrsna...

Razvojem motora s unutarnjim izgaranjem povećavala se i specifična snage motora, odnosno snage po jedinici radnog volumena. Postoji nekoliko načina povećanja snage, ali se u osnovi svi svode na isti problem: potrebno je povećati količinu izgorenog goriva u radnom ciklusu. Povećanje količine goriva koja se dobavlja u cilindre vrlo je jednostavno realizirati, ali količina goriva koja može u potpunosti izgorjeti ovisna je o količini raspoloživog zraka, nužnog za izgaranje.

Kod benzinskih motora potrebna je 15 puta veća masa zraka da bi gorivo u potpunosti izgorjelo, dok je kod dizelaša potreba za zrakom još i veća jer rade s većim pretičkom zraka. To znači da s povećanjem količine goriva potrebe za zrakom rastu još puno brže. Dovođenje veće količine zraka moguće je povećanjem broja usisnih ventila što se danas redovito i radi, smanjenjem otpora strujanja u usisnim vodovima... No najveće mogućnosti nudi prednabijanje, odnosno upuhivanje zraka pod tlakom u cilindre.

Do 1980-ih godina prošlog stoljeća u motorima s unutarnjim izgaranjem gotovo isključivo su se koristili mehanički kompresori. Tad je na scenu stupio turbopunjač, odnosno kombinacija plinske turbine i kompresora na istom vratilu. Prednost je vrlo očita, dok mehanički kompresor troši snagu motora za svoj rad (nerijetko i više od 50 KS), turbokompresor iskorištava ispušne plinove visoke energetske vrijednosti.

No, postoji i nedostatak: vrijeme reakcije je dosta veliko. Da bi se na pritisak papučice gasa povećala snaga, turbokompresor bi trebao gotovo trenutno povećati brzinu vrtnje odnosno količinu zraka kojeg upuhuje u cilindre. No za to treba neko vrijeme jer se najprije mora stvoriti višak plinova koji će brze zavrtjeti turbinu (koja ima i određenu inerciju) što onda dovodi i do veće količine zraka na strani kompresora. To vrijeme reakcije popularno se naziva i "turbo rupa"

Turbo rupa je većim dijelom eliminirana upotrebom različitih rješenja, od smanjivanja veličine turbine, varijabilnom geometrijom lopatice ili parcijalnim privodom plinova. No iako je problem većim dijelom riješen, za njegovo potpuno uklanjanje pobrinuo se Audi uvođenjem dodatnog električnog kompresora.

Radi se o jednostavnom, ali vrlo efikasnom konceptu koji koristi mali električni kompresor koji ima, gotovo, trenutan odziv. U samo 250 milisekundi elektromotor bi trebao zavrtjeti lopatice kompresora do 70.000 o/min odnosno do punog kapaciteta. Električni kompresor većinu vremena ne radi i zrak koji ulazi u motor ga obilazi. No kad potreba za snagom naglo poraste (odnosno kad vozač pritisne papučicu gasa) turbokompresor(i) ne mogu trenutno osigurati dovoljnu količinu zraka uskače električni kompresor koji puni cilindre dok turbokompresor ne postigne potrebnu brzinu vrtnje nakon čega se ponovno isključuje.

Audi je ovo rješenje primijenio kod 3.0 TDI V6 motora koji je ugrađen u konceptni Audi RS 5 TDI, a na salonu u Ženevi je i prvi serijski model s ovim rješenjem. Audi SQ7 ima 4.0 V8 TDI motor s dva turbokompresora i jednim električnim kompresorom koji razvija snage od 435 KS i okretni moment od čak 900 Nm i osigurava iznimne performanse.

Premda električni kompresor ne povećava maksimalnu snagu, odnosno moment motora, poboljšava performanse jer motor ima brži odziv na gas. Ovo rješenje također ne utječe ni na potrošnju jer je električni kompresor u pogonu relativno malo vremena. Genijalna rješenja su uvijek jednostavna.

Upotreba električnog kompresora ne bi bila moguća bez posebne električne mreže koja radi na naponu od 48 volti. Budući da elektromotor koji pogoni kompresor ima snagu od 7 kW to ne bi bilo moguće u mreži napona od 12 V. Kako bi se osiguralo nesmetano napajanje motora u svim uvjetima, sustav ima i litij-ionsku bateriju kapaciteta 470 Wh koja radi pod naponom od 48 V može izdržati vršno opterećenje od 13 kW. Struju za cijelo vozilo osigurava 3 kW generator, a izmjenična 48 V i 12 V istosmjerna mreža su povezane preko ispravljača.

Audi SQ7

Dimenzije: 5069 x 1968 x 1741 mm

Međuosni razmak: 2996 mm

Masa vozila: 2270 kg

Obujam: 3956 ccm

Snaga: 320 kW (435 KS) pri 3750-5000/min

Okretni moment: 900 Nm pri 1000-3250/min

Ubrzanje (0 - 100): 4,8 s

Najviša brzina: 250 km/h

Potrošnja: 7,2 l/100 km

Emisija CO2: 189 g/km







Mazda


Gulf

Tembo