Vzhledem k tomu, že vládní legislativa a obavy o životní prostředí pohánějí odklon od velkoobjemových motorů s přirozeným nasáváním, které jsou žíznivé na palivo, směrem k menším úspornějším, výrobci automobilů stále častěji využívají turbodmychadla a kompresory, aby získali větší výkon s menším množstvím paliva.
Obě zařízení slouží jako „náhrada za výtlak“ tím, že pomáhají nacpat stejné množství vzduchu, jaké by větší motor přirozeně vdechl do menšího motoru, takže mohou vyvinout stejný výkon, když řidičova noha dopadne na podlahu.
Ukazuje se, že kyslík je mnohem těžší dostat do motoru než palivo. (Tomuto účelu slouží také systémy oxidu dusného na rychlém trhu s náhradními díly.) Podívejme se znovu na relativní přednosti přeplňování turbodmychadlem versus přeplňování.
Kompresor je poháněn od klikového hřídele motoru řemenem, hřídelí nebo řetězem, zatímco turbodmychadla získávají svůj výkon z turbíny, která sbírá energii z výfukových plynů motoru. Turbodmychadla. Jednoduše řečeno, turbo je vzduchové čerpadlo, které umožňuje napumpovat více vzduchu do motoru při vyšším tlaku.
„Superdmychadlo“ je obecný termín pro vzduchový kompresor používaný ke zvýšení tlaku nebo hustoty vzduchu vstupujícího do motoru, který poskytuje více kyslíku ke spalování paliva. Nejstarší kompresory byly všechny poháněny výkonem odebíraným z klikové hřídele, obvykle ozubeným kolem, řemenem nebo řetězem.
Turbodmychadlo je jednoduše kompresor, který je místo toho poháněn turbínou v proudu výfukových plynů. První z nich, datované do roku 1915, byly označovány jako turbodmychadla a byly používány u hvězdicových leteckých motorů ke zvýšení jejich výkonu v řidším vzduchu nacházejícím se ve vyšších nadmořských výškách. Toto jméno bylo nejprve zkráceno na turbodmychadlo a poté na turbo.
Každý může být použit ke zvýšení výkonu, spotřeby paliva nebo obojího a každý má své klady a zápory. Turbodmychadla využívají část „volné“ energie, která by se jinak zcela ztratila ve výfuku.
Pohon turbíny sice zvyšuje protitlak výfukových plynů, což do určité míry zatěžuje motor, ale čistá ztráta bývá menší ve srovnání s přímou mechanickou zátěží, kterou zahrnuje pohon kompresoru (největší dmychadla pohánějící dragster s nejvyšším palivem spotřebují 900 koňských sil klikového hřídele v motoru o celkovém výkonu 7 500 koňských sil).
Ale kompresory mohou poskytnout svůj výkon téměř okamžitě, zatímco turbodmychadla obvykle trpí určitým zpožděním odezvy, zatímco se zvyšuje tlak výfukových plynů potřebný k roztočení turbíny.
Je zřejmé, že dragster s nejvyšším palivem, který se snaží projet čtvrtletí za čtyři sekundy, nemá čas ztrácet čas čekáním na zvýšení tlaku výfukových plynů, takže všichni používají kompresory, zatímco vozidla, jejichž úkolem je zvýšit firemní průměrnou spotřebu paliva (CAFE) nemohou dovolit si plýtvat drahocennou koňskou silou na dmychadla, takže většinou používají turba.
Ale s nástupem mírné hybridizace a 48voltových elektrických systémů můžete očekávat větší využití kompresorů poháněných volně rekuperovanou elektřinou uloženou během zpomalování a brzdění.
Nový šestiválec M256 od Mercedes-Benz, který nyní přichází do vozidel jako CLS 450 a GLE 450, používá právě takový systém, stejně jako podobně velký a konfigurovaný špičkový motor v novém Land Roveru Defender.
Výše jsme poznamenali, že množství kyslíku, které může motor „dýchat“, je limitujícím faktorem toho, kolik energie může vyrobit, protože technologie vstřikování paliva je více než schopná dodat tolik paliva, kolik lze spálit při množství kyslíku v láhvi.
Motory s přirozeným nasáváním, které pracují na hladině moře, dodávají vzduch o tlaku 14,7 psi, takže pokud turbo nebo kompresor přidá k motoru 7 psi, pak samotné válce dostávají zhruba o 50 procent více vzduchu a teoreticky by měly být schopny produkovat asi o 50 procent více vzduchu. moc.
Obvykle to tak nefunguje. Stlačování nasávaného vzduchu dodává teplo, což spolu s přidaným tlakem zvyšuje pravděpodobnost předdetonace nebo „pingu“ poškozující motor, takže časování se často musí poněkud zpomalit.
To může omezit dobu, po kterou musí palivo úplně shořet, a tím narušit některé zisky energie. Většina moderních motorů s turbodmychadlem a/nebo kompresorem také obsahuje mezichladiče, které pomáhají odvádět část tepla přiváděného turbodmychadlem nebo kompresorem. Nakonec je typickým očekáváním, že přidáním 50 procent vzduchu navíc získáte o 30 až 40 procent více energie.
Když fungují, turbodmychadla a kompresory většinou pomáhají spálit více plynu, ale když jsou přišroubovány k motoru, který by jinak byl příliš malý na to, aby adekvátně vyhovoval potřebám vozidla z hlediska zrychlení nebo při tažení atd., pomáhají úspora plynu během jízdy s nízkým výkonem, která zahrnuje většinu naší jízdy.
Jedním ze způsobů, jak se to stane, je snížení čerpacích ztrát, ke kterým dochází, když motor s velkým objemem běží na pět procent plynu nebo méně, musí tvrdě pracovat, aby nasával vzduch kolem většinou uzavřeného plynu. Stejné množství výkonu může vyžadovat 20procentní otevření škrticí klapky u menšího motoru, což má za následek méně práce při čerpání.
To je důvod, proč mnoho novějších automobilů nevytváří dostatečný podtlak pro ovládání posilovačů brzd, dvířek se směsným vzduchem v klimatizačních systémech atd. a buď jsou vybaveny pomocnými vakuovými pumpami, nebo pro tyto položky používají elektrické ovládání.
Turbodmychadla mají tendenci překonávat kompresory poháněné klikou v kritickém testu spotřeby paliva FTP75, který určuje čísla mpg nálepek na oknech a hodnocení CAFE korporace, takže turbodmychadla se vyskytují u běžnějších vozidel od 1,0litrového turbodmychadla Ford EcoSport za 21 240 USD až po jakákoli ze čtyř nabízených přeplňovaných motorů v pickupu Ford F-150.
Mezitím, jak ukazuje tento seznam všech přeplňovaných vozidel dostupných v USA, kompresory jsou většinou montovány do vysoce výkonných vozidel. Všechna Volva vybavená 2,0litrovými přeplňovanými motory, jako jsou modely XC60 a XC90 T6 a T8, jsou samozřejmě vybavena turbodmychadlem i kompresorem.
Tato konstrukce těží ze silných stránek každého zrychlení kompresoru při nízkých otáčkách a dodává tlak, dokud se větší cívka turba nerozběhne, v tomto okamžiku je kompresor odpojen od klikového hřídele, aby nedocházelo ke ztrátě výkonu.
Twin-turbo jen znamená, že jsou tu dvě turbodmychadla. Ty mohou pracovat buď samostatně (jak je tomu často u motorů s konfigurací V, kde na každé straně motoru fungují samostatná turba), nebo v sérii.
Když se používají v sérii, jsou spárovány malé a velké turbo, v takovém případě se malé rychle natočí, aby se snížilo zpoždění turba, a když se průtok výfukových plynů zvýší, větší turbo začne dodávat podporu.
Všimněte si, že někteří označují první jako Biturbo (Mercedes odznaky mnoha svých vozů AMG Biturbos) a druhé jako twin-turbo, ale tento rozdíl neděláme. Přirozeně, quad-turbo znamená, že jsou čtyři, jako v Bugatti Chiron.
Jeho velký motor W-16 využívá dva páry sekvenčních turbodmychadel. Po celá léta většina přeplňovaných motorů ve tvaru V věšela turba z výfukového potrubí na vnější straně motoru, přičemž nasávaný vzduch vstupoval do údolí tvaru V.
V poslední době došlo k tlaku směrem k obrácení a přivádění nasávaného vzduchu do vnějších stran V s výfukovým potrubím a turbami umístěnými uvnitř V. To má tu výhodu, že se značně zmenšuje celková velikost motoru a při správném odvětrávání kapoty to může vést k nižším teplotám pod kapotou.
Každá z těchto technologií pro zvýšení výkonu má své výhody a nevýhody, ale nejviditelnějším rozdílem zpoza volantu je mírné zpoždění reakce na pravou nohu v autě s turbodmychadlem, zvláště když šlápnete hluboko na plyn.
Je to proto, že turbodmychadlo potřebuje chvíli, aby se „rozvinulo“, než dodá svůj příval dalšího výkonu, trvá sekundu, než se teplo a tlak výfukových plynů zvýší natolik, aby roztočilo turbo poté, co sešlápnete plynový pedál. Ze zřejmých důvodů se tomu říká „boost lag“ nebo „turbo lag“.
Naproti tomu kompresor nemá žádné zpoždění; protože jeho vzduchové čerpadlo je spojeno přímo s klikovým hřídelem motoru, vždy se točí a okamžitě reaguje. Zvýšení výkonu, které poskytuje, a tím i odezva motoru, kterou cítíte přes sedlo kalhot, se okamžitě zvyšuje přímo úměrně tomu, jak daleko sešlápnete plynový pedál.
Zatímco primární nevýhodou turba je prodleva při posilování, kompresorem je účinnost. Vzhledem k tomu, že kompresor využívá vlastní sílu motoru, aby se sám roztočil, spotřebovává ho stále více, jak otáčky motoru stoupají. Přeplňované motory bývají z tohoto důvodu méně úsporné. Pro rozvoj obrovského výkonu s okamžitou odezvou plynového pedálu však platí přeplňování.
Každý může být použit ke zvýšení výkonu, spotřeby paliva nebo obojího a každý má své klady a zápory. Ale kompresory mohou poskytnout svůj výkon téměř okamžitě, zatímco turbodmychadla obvykle trpí určitým zpožděním odezvy, zatímco se zvyšuje tlak výfukových plynů potřebný k roztočení turbíny.
Vyšší výkon:přidání kompresoru do jakéhokoli motoru je rychlým řešením zvýšení výkonu. Žádná prodleva:největší výhodou kompresoru oproti turbodmychadlu je to, že nemá žádné zpoždění. Dodávka výkonu je okamžitá, protože kompresor je poháněn klikovým hřídelem motoru.
Turbodmychadlo spolupracuje s výfukovým systémem a může vám potenciálně poskytnout zisk 70-150 koňských sil. Kompresor je připojen přímo k sání motoru a může poskytnout dalších 50–100 koní.
Pomocí vědy o mapách kompresoru a určité představě o velikosti a rozsahu otáček vašeho motoru můžete přidat prakticky jakékoli turbo do jakéhokoli motoru. Trik je v dostupnosti map a poměrů A/R skříně turbíny a velikosti turbínových kol.
No, větší výkon znamená větší výdej energie za sekundu. To znamená, že při používání musíte vynaložit více energie. Musíte tedy spálit více paliva. Teoreticky to znamená, že motor s turbodmychadlem není o nic úspornější než motor bez turbodmychadla.
Ano. Můžete použít obojí. Koncepce kompresorů a turbodmychadel se mírně liší.
Turbodmychadla Twin-Scroll nabízejí vyšší úroveň účinnosti proudění plynu, sníženou prodlevu turbodmychadla a umožňují vyladění motorů na o něco vyšší výkon než u varianty s jedním závitem. Dokonce i BMW inline-6s již nepotřebují pár turba, místo toho se spoléhají na jediný systém twin-scroll.
Zde jsou nejúčinnější způsoby, jak zvýšit výkon vašeho nákladního vozu.
A turbocharger relies on a vehicle’s exhaust to spool up a turbine to power a compressor. The compressor then pulls in and feeds more air to an engine. On the other hand, a supercharger depends on the engine to rotate. It can be gear-driven or belt-driven, but the engine powers the unit in the end.
Supercharging Pros:Produces significantly more horsepower than turbocharging. A quick solution to boosting power in larger displacement engines with more cylinders. No power lag as is seen with turbocharging; power delivery is instantaneous.
A turbo is more efficient than a supercharger since your engine does not need to work harder to power the turbo. Because a turbo is not connected directly to the engine, it can spin much faster than a supercharger.
A supercharger is an air compressor that increases the pressure of air supplied to an internal combustion engine. This aids in higher power output as the engine gets more oxygen in each of its intake cycles and helps it to burn more fuel.
If you don’t have a turbo, your engine will start and run without one, but make sure the oil line is not connected to the engine.
Unlike superchargers, many modern cars incorporate turbochargers as a standard part. Turbocharged vehicles are much more common in the United States, mainly due to the fact that they’re powered by exhaust gases that were not being used until now.
Surprisingly enough, peeking inside its engine bay won’t shed any light on the matter, and that’s because the Mustang has a Hellion sleeper twin-turbo system. Even so, you can get an entry-level twin-turbo setup for the same money as a supercharger, and the horsepower gain is going to be similar, if not superior.
This causes what is commonly referred to as turbo lag. Turbochargers are cheaper than superchargers, more efficient, and less impactful on your engine. One of their downfalls though is their lack of efficiency and power boost at low RPMs.
Turbos have amazing efficiency because it takes no horsepower to make power as a supercharger needs to use power to make power. Some key advantages turbochargers have over superchargers are better fuel economy and a longer lifespan. But where the turbo falls short is turbo lag.
The Dodge Hellcat has a supercharger, which is already crazy, but it also has a manual transmission. With those turbos and superchargers, it makes a ridiculous amount of horsepower, and that 800 hp figure is with the car on its lowest power level, just to run the car on regular pump gas.
The most obvious advantage of having a turbo engine is that it gives you more power output due to its intake of air, meaning that you’re going to have a much faster and more powerful ride. An engine fitted with a turbo is much smaller and lighter compared to an engine producing the same power without a turbocharger.
Supercharger produces significantly more horsepower than turbocharging. A quick solution to boosting power in larger displacement engines with more cylinders. No power lag as is seen with turbocharging; power delivery is instantaneous.
From an efficiency standpoint, the turbocharger has an advantage. It takes wasted exhaust and turns it into something useful. Meanwhile, a supercharger won’t do this and acts more like a naturally aspirated engine. However, with a turbocharger comes lag.
Unfortunately, consumers don’t know the full, long term effects turbochargers have on their engine. Superchargers are arguably more reliable than turbochargers. They’re easy to install and maintain.
