5 Minutės
Turbovariklis (dažnai trumpinamas „turbo“) yra vidaus degimo variklis su turbokompresoriumi, kuris suspaudžia į cylindrą patenkantį orą ir leidžia varikliui pagaminti daugiau galios nei ekvivalentinis natūraliai aspiruotas agregatas. Kitaip tariant, turbo įleidžia į variklį daugiau oro, todėl į degimo kamerą patenka daugiau kuro ir gaunama didesnė galia. Šis sprendimas leidžia „downsizing“ — mažinti variklio tūrį be ryškaus galios praradimo, o tuo pačiu gerinti kuro sąnaudas ir mažinti emisijas.
Kaip veikia turbokompresorius?
Paprastai variklis elgiasi kaip siurblys: oras ir kuras suspaudžiami cilindre, uždegami uždegimo žvake ir išsiskiria energija. Turbokompresorius turi dvi turbinas: išmetimo dujomis suktą turbinos pusę ir įsiurbimo kompresoriaus pusę. Išmetimo dujos suka turbinos veleną, kuris perduoda sukimosi judesį kompresoriui — jis įsiurbia ir suspaudžia aplinkos orą. Dėl to į variklį patenka net du kartus daugiau oro, nei jis „įkvėptų“ natūraliai aspiruotas variklis.
Daugelis modernių turbokompresorių gali suktis iki 150 000 aps./min. arba daugiau. Dėl greito sukimosi suspaustas oras yra tankesnis, todėl su tuo pačiu kuro kiekiu pasiekiama didesnė galia ir sukimo momentas. Turbinos konstrukcija gali būti įvairi: vienos turbinos (single turbo), dvigubos (twin-turbo), arba su kintama geometrija (VGT/variable geometry) — kiekvienas sprendimas turi savų privalumų priklausomai nuo automobilio paskirties.
Techninė įranga ir specifikacijos
Turbovariklio specifikacijos dažnai apima: turbinos dydį (lag charakteristika), boost slėgį (barais arba psi), variklio tūrio atitikmenį, maksimalią galią (AG arba kW) ir pikininį sukimo momentą (Nm). Gamintojai taip pat nurodo rekomenduojamas tepalo rūšis, aušinimo reikalavimus ir serviso intervalus, kurie yra svarbūs ilgaamžiškumui. Pavyzdžiui, V6 ar V8 dizainai dažnai turi po turbokompresorių kiekvienai cilindrų bankai, o eilės (inline) varikliai gali turėti vieną arba kelis turbokus.
Turbovariklių privalumai kasdienėje eksploatacijoje
- Efektyvumas: turbo varikliai naudoja išmetimo dujas, todėl mažina energijos švaistymą ir dažnai pasiekia tokį pat arba didesnį galios lygį kaip didesnis natūraliai aspiruotas variklis. Dėl to mažesnis variklio tūris gali užtikrinti geresnį degalų suvartojimą ir mažesnes CO2 emisijas.
- Didesnis sukimo momentas žemuose sūkiuose: daugelis modernių turbinų yra sukonfigūruotos taip, kad suteiktų didžiausią momentą jau prie mažų aps./min., kas pagerina prasiveržimą iš vietos bei kasdienį vairavimą.
- Dydis ir svoris: mažesnis variklio tūris reiškia mažesnę masę ir sutaupytą vietą variklio skyriuje — tai suteikia gamintojams daugiau laisvės dizainui ir svorio paskirstymui.
- Dinaminė eiga: turbo suteikia greitesnį pagreitį ir didesnę galimą maksimalinę galią, kai to reikia, kas yra svarbu tiek kasdienėje dinamikoje, tiek sportiniam vairavimui.
- Garso charakteris: turbo varikliai dažnai skamba tvarkingiau, nes turbina slopina tam tikrus išmetimo impulsus; aukštos klasės turbinose girdimas ir boost „švilpimas“ arba air whine, kai įjungiamas slėgis.
.avif)
Dizainas ir rinkos pozicionavimas
Turbovarikliai plačiai paplitę tiek ekonominiuose miesto automobiliuose, tiek aukštos klasės hečbekaose, krosoveriuose ir vilkikų varikliuose. Automobilių gamintojai naudoja turbo technologiją, kad pasiūlytų įvairias versijas: nuo ekonomiškų 3 cilindrų turbo benzininių variklių iki galingų twin-turbo V6/V8 dyzelinių ar benzininių jėgainių. Rinkos tendencija rodo spartų turbo paplitimą: pavyzdžiui, JAV duomenimis 2019 m. apie 34% lengvųjų automobilių turėjo turbovariklius, kai 2009 m. jų buvo mažiau nei 5%.
Variklio specifikacijos ir dizaino pasirinkimai
Kuriant automobilį gamintojas apibrėžia: variklio tūrį (l), šalto užvedimo valdymą, turbinos parametrus, aušinimo sistemą, ECU žemėlapius ir transmisijos suderinimą. Pavyzdžiui, mažas 1.5–2.0 l turbo benzininis variklis gali pakeisti senesnį 2.5–3.5 l atmosferinį variklį, išlaikant panašią galią, bet gerinant kuro ekonomiškumą.
Turbovariklis vs. superkroviklis (supercharger)
Pagrindinis skirtumas – jėgos šaltinis. Turbo naudoja išmetimo dujas, todėl yra efektyvesnis dėl „nemokamos“ energijos panaudojimo, tačiau gali kilti turbo užlaikymas (turbo lag) — delsimas tarp degimo impulso ir turbinos reakcijos. Superkroviklis sukiamas diržu tiesiogiai nuo variklio, todėl suteikia momentinę trauką be užlaikymo, bet tai kainuoja variklio jėgą ir mažina efektyvumą. Todėl supercharger dažniau pasirenkamas aukštosios galios ir sportiniams sprendimams, o turbo — universalesnis pasirinkimas kuro ekonomijai ir emisijų mažinimui.
Palyginimai ir eksploatacija
Renkantis tarp turbo ir natūraliai aspiruoto arba supercharged variklio, verta įvertinti: kokią dalį laiko automobilis bus vežamas sunkiu krūviu (pvz., traukti priekabą), ar prioritetas yra kuro ekonomija, ar momentinė galia. Jei automobilis intensyviai naudojamas vilkimui, turbo variklis elgsis kaip didesnis agregatas ir suvartos daugiau degalų. Taip pat svarbu serviso priežiūra: turbina priklauso nuo geros tepimo ir aušinimo sistemos būklės, todėl rekomenduojami griežti tepalo ir filtrų keitimo intervalai.
Išvados
Turbovarikliai — tai moderni technologija, leidžianti gauti didesnę galią iš mažesnio variklio tūrio, sumažinti emisijas ir pagerinti kuro sąnaudas. Jie suteikia lankstumo gamintojams ir vairuotojams: nuo kasdienių, taupių kompaktiškų automobilių iki aukštos klasės sportinių modelių su didele galia. Renkantis automobilį, verta įvertinti ne tik deklaruotą galią, bet ir variklio charakteristiką, sukimo momento pasiskirstymą, transmisijos tipą bei numatomas eksploatavimo sąlygas.
Palikite komentarą