10.1.2011. Autor: (zl)

TURBOPUNJAČI

Turbo punjači su jedan od nekolicine sistema za dodatno unošenje zraka u motor tj. oni smanjuju obujam zraka koji ulazi u motor.

Turbo punjači su jedan od nekolicine sistema za dodatno unošenje zraka u motor tj. oni smanjuju obujam zraka koji ulazi u motor. Prednost smanjivanja obujma zraka koji ulazi u motor kroz usisnu granu je da dozvoljava motoru da ima više zraka u cilindru, a samim tim više goriva treba da bi se napravila odgovarajuća smjesa. Upravo zbog toga dobiva se više snage iz svake eksplozije unutar svakog cilindra motora. Motor sa turbo punjačem po definiciji proizvodi više snage od motora koji nema turbo punjač, a to značajno poboljšava odnos snaga / mase motora.

Da bi turbo punjači postigli odgovarajuću kompresiju, turbo punjač koristi ispušne plinove motora da bi zavrtio svoju turbinu koja opet ubrzava unos zraka. Turbina turbo punjača se obično vrti od 100 do 150 000 okretaja u minuti, a kako je direktno povezana na ispušnu granu motora temperature na kojima turbina radi su veoma visoke.

Osnove:
Najlakši način da dobijete više snage iz motora je da povećate količinu zraka i goriva koje može u motoru izgorijeti. Jedan od načina je da se poveća obujam bilo povećanjem obujma cilindara ili dodavanjem cilindara. Ako taj način nije moguć ili isplativ, turbo punjač je jednostavnije i kompaktnije rešenje.

Turbo punjači omogućavaju motoru da sagori više goriva i zraka tako što u postojeći obujam motora tlačenjem ubacuje više goriva i zraka. Mjera za tlačenost je u barima (metrički sistem) ili psi (kolonijalni sistem - funte po kvadratnom inču).
1bar = 14,503 psi tj. 1psi = 0.068947 bar.

Tipičan pritisak turbina je obično oko 6-8 psi tj. oko 0,5 bar što znači da se u motor ubacuje 50% više zraka (1 bar je normalan pritisak, a kada dodate 0,5 bar pritiska pomoću turba dobijate 1,5 bar tj. 50% povećanja pritiska). Za očekivati je da će i snaga skočiti za 50%, međutim sistem nije 100% efikasan tako da su povećanja snage u okviru 30 – 40% u zavisnosti od konstrukcije. Dio neefikasnosti potiče od toga što zrak koji pokreće turbinu nije „besplatan“, tj. zrak koji turbina posuđuje iz ispušne grane motora ima svoju cijenu. Cijena je da motor mora uložiti više energije kako bi izbacio zrak s obzirom da na izlazu postoji otpor okretanja turbine koji taj ispušni plin mora savladati.

Turbine na visini

Turbo punjači pomažu na velikim visinama gdje je zrak dodatno razrijeđen. Normalni motori će na takvom razrijeđenom zraku imati manje snage na raspolaganju zato što će manje zraka biti u cilindru, dok se kod motora sa turbo punjačem ta razlika daleko smanjuje (i dalje postoji pad snage, samo je manji) zato što će turbina iako je zrak rijeđi ugurati daleko više tog rijeđeg zraka zato što je on lakši pa će time malo nadoknaditi gubitak gustoće zraka.

Stariji automobili sa karburatorom automatski povećavaju dotok goriva da bi parirali većem dotoku zraka u motor, dok moderni automobili sa elektronskim ubrizgavanjem goriva takođe to rade, ali će to povećanje dotoka goriva biti razmjerno podatku koji šalje mjerač protoka zraka koji mjeri kao što mu i ime kaže koliko je zraka ušlo u motor pa će odnos zraka i goriva kod takvih motora biti uvijek veoma blizu idealnom. Ukoliko turbina radi na visokom pritisku i elektronsko ubrizgavanje nema dovoljno jaku pumpu koja može dovesti potrebnu količinu goriva u cilindre ili softver koji upravlja ubrizgavanjem goriva neće dozvoliti toliku količinu goriva ili brizgaljke za unos goriva u cilindar nemaju dovoljno veliku protočnu moć motor neće moći maksimalno iskoristiti turbo punjač pa će se ostali dijelovi sistema za ubrizgavanje goriva morati dodatno modificirati da iskoriste puni potencijal turbo punjača.

Način funkcioniranja turbo punjača:
Turbo punjač je pričvršćen na ispušnu granu motora, a ti ispušni plinovi okreću turbinu. Turbina je osovinom povezana sa kompresorom koji se nalazi između filtera za zrak i usisne grane motora i taj kompresor tlači zrak koji se ubacuje u cilindre. Zrak iz cilindara prolazi preko lopatica turbine koje okreću samu turbinu i što više zraka prolazi kroz lopatice, to se turbina brže okreće. Sa druge strane osovine na koju je prikačena turbina nalazi se kompresor koji pumpa zrak u cilindre. Kompresor je tzv. Centrifugalna pumpa – uvlači zrak u centru svojih lopatica i gura ga dalje kako se okreće. Da bi izdržala 150 000 rotacija u minuti osovina turbine mora biti pričvršćena veoma pažljivo. Većina ležaja bi pri ovoj brzini okretanja vjerojatno eksplodirala pa tako turbo punjači koriste fluid (ulje) koje je u veoma tankom sloju između lagera i osovine i pomoću koga se kugla lagerima po kojima se osovina kreće samim tim smanjuje trenje, a istovremeno hladi osovinu i druge dijelove turbo punjača

(zl)





Mazda


Gulf

Tembo