Υπερτροφοδοτηση Ι - Τι είναι? Πως μοιάζει?

Τα βασικά:

Για να ανέβει η απόδοση ενός κινητήρα (όπως έγραψα και στο "Ιπποδύναμη ή Ροπή" θρεντ) πρέπει να ανέβει η ποσότητα αέρα και καύσιμου μέσα στους κυλίνδρους (υπάρχουν και άλλοι παράγοντες, όπως ανάφλεξη κτλ αλλά θα μείνουμε στα βασικά για τώρα).

Το δεύτερο είναι εύκολο...σχετικά. Το πρώτο είναι το πιο δύσκολο. Παραπάνω αέρας δηλαδή. Γιατί?

Ο λόγος είναι ότι η ατμοσφαιρική πίεση είναι "σχετικά" σταθερή. Σε υψόμετρο...μηδέν (θάλασσα) η ατμοσφαιρική πίεση είναι 14.7 λίμπρες ανά τετραγωνική ίντσα (psi). [Όσο πιο υψηλό το υψόμετρο, τόσο πιο χαμηλή η ατμοσφαιρική πίεση.] Άρα ότι τρικ και να κάνει ένας έξυπνος σχεδιαστής κινητήρων, όπως μεταβλητός χρονισμός κτλ, τα 14.7 psi είναι πάντα εκεί "σταθερά".

Γιατί η ατμοσφαιρική πίεση είναι σημαντική για το θέμα της απόδοσης ενός κινητήρα όμως?

Διότι, φυσικά, όσο πιο υψηλή η ατμοσφαιρική πίεση, τόσο πιο πολλά μόρια οξυγόνου μπαίνουν μέσα στον κύλινδρο. Και έτσι η απόδοση ανεβαίνει Διότι η έκρηξη είναι μεγαλύτερη και το πιστόνι "σπρώχνεται" προς τα κάτω με μεγαλύτερη δύναμη.

Και αυτός είναι ο κύριος λόγος Γιατί μεγαλύτεροι κινητήρες κάνουν μεγαλύτερη δύναμη. Τα κυβικά εκατοστά είναι ο όγκος των κυλίνδρων σε σύνολο. όσο πιο μεγάλος ο όγκος, τόσο πιο πολύ χώρο "έχουμε" να "γεμίσουμε" αυτούς με οξυγονο/αερα και καύσιμο και να κάνουμε από 1000 έως και 8000 εκρήξεις το λεπτό και να παράγουμε ωφέλιμη δύναμη. [Και στην Φόρμουλα 1 μέχρι και 20,000 εκρήξεις το λεπτό σήμερα!]

όμως. Άντε και κάποιοι έξυπνοι γραφιάδες, σε κάποια χώρα, κάτσουν και σκεφθούν ένα τρόπο φορολόγησης αυτοκίνητων βασισμένο σε αυτόν τον όγκο των κυλίνδρων και κάνουν αδύνατη την αγορά αυτοκινήτου με παραπάνω από 2000 κ.ε. όγκου. Τότε ποιος άλλος τρόπος υπάρχει για να κάνουμε αξιολογη/παραπανω δύναμη από τα ίδια αυτά...λίγα...κ.ε.?

Καλώς ήρθατε στον κόσμο της υπερτροφοδοτησης.

Η υπερτροφοδοτηση..."εξαπατά" τους νόμους της φύσης. Αυτό το 14.7 psi το κάνει 20 ή παραπάνω μέσα στην εισαγωγή. έτσι, παραπάνω Μοριά οξυγόνου μέσα στον κυλινδρο=παραπανω δύναμη. Πως όμως?

Με την βοήθεια ενός υπερτροφοδοτη και των ανάλογων αξεσουάρ του.

[Σε Αυτό το κείμενο, υπερτροφοδοτης=turbocharger]

Τι είναι το τουρμπο?

Καταρχήν να δούμε πως μοιάζει:



Μάλιστα.

Το τουρμπο είναι βασικά μια πομπα αέρα. Έχει δυο βασικά μέρη.

Το κρύο μέρος και το ζεστό μέρος. Ή τον κομπρεσορα (κρύο μέρος - μπλε χρώμα) και την τουρμπίνα (ζεστό μέρος - κόκκινο χρώμα).

Επίσης έχει 4..."τρύπες". Τις λέω έτσι Διότι στις 2 εισχωρείται αέρας, και στις άλλες 2 εξάγεται αέρας.

Ας δούμε την φωτογραφια.

Ας αρχισουμε από το μέρος που παίρνει ενεργεια το τουρμπο για να κινηθει. Αυτη είναι η ΤΟΥΡΜΠΙΝΑ. Αυτη με τα κοκκινα βελη. Την αποκαλεσα ζεστη μερια Διότι είναι "κολλημενη" στην εξαγωγη καυσαεριων του κινητήρα. Η κινητικη ενεργια αυτων, δινουν κινηση στην προπελλα της ΤΟΥΡΜΠΙΝΑΣ. έτσι, μπαίνουν τα καυσαερια (στο σχημα, Turbine Exhaust Gas Inlet) μέσα στην τουρμπίνα και αναγκαζουν την προπελα (Turbine Wheel) να γυρισει. Να παρει στροφες που λενε. icon_smile.gif

Ναι αλλα ποσες? Χεχε... Πολλες. icon_biggrin.gif

Μέσο όρο 160,000 στροφές το λεπτό!!!

WOW! Πες μου κατι που να γυριζει τόσο γρηγορα και να μην έχει προβλημα θερμοκρασιας. Ειδικα Μάλιστα οταν περνει "μπρος" από σουπερ καυτα καυσαερια (έχει ακουμπισει ποτε κανεις εξαγωγη ζεστου κινητήρα? Μην το προσπαθησεις εαν δεν θελεις να εχεις εγκαυματα 6ου βαθμου) icon_smile.gif

Πολλα τουρμπο πανε μεχρι και 220,000 σ.α.λ. Και είναι σε..."ρελαντι" στις 120,000 σ.α.λ. Αλλα για Αυτό θα αναφερθω αργοτερα.

Το τελευταιο σημειο είναι η εξαγωγη αυτων των καυσαεριων Διότι καπως πρεπει να "μεταφερθουν" στην εξατμιση. Αυτό φενεται καθαρα στο σχημα εκεί που λεει Turbine Exhaust Gas Outlet.

Καλυψαμε το μισο μέρος ενός τουρμπο. icon_wink.gif

Ας παμε στην αντιθετη μερια. Εκεινη με τα μπλε βελη.

Δεστε την προπελα εκεί πρωτα. Αυτη είναι η προπελλα του ΚΟΜΠΡΕΣΣΟΡΑ. Αλλα, όπως βλεπετε είναι "συνδεδεμενη" με την προπελλα της τουρμπινας μεσο ενός αξονα. Αρα, εαν γυριζει η μια προπελλα, γυριζει και η αλλη. Αχα!

Αφου λοιπον τα καυσαερια του κινητήρα δινουν κινηση στην προπελλα της τουρμπινας, Τότε η προπελλα του κομπρεσσορα αναγκαστικα γυρναει και αυτο με τους ιδιους εξωφρενικους ρυθμους. Αυτο τι αποτελεσμα εχει? Για να εξετασουμε τις 2 τρυπες στην μερια του κομπρεσσορα. Τι κάνουν?

Στο σχημα, η "τρυπα" που ονομαζεται Compressor Ambient Air Inlet, είναι συνδεδεμενη με τον "σωληνα" ο οποιος είναι συνδεδεμενος με το φιλτρο αερα. Αχα! icon_smile.gif

Αρα ερχεται καθαρος αερας μεσω εκεινης της τρυπας! Και? Που παει αυτός ο αερας?

Καταληγει στην 4η και τελευταια τρυπα, οπου στο σχημα ονομαζεται Compressor Air Discharge. από εκεί βγαινει ο καθαρος αυτός αερας, που ηρθε από την ατμοσφαιρα, μεσο του φιλτρου αερα και καποιων σωληνωσεων, μέσα από την τρυπα Compressor Ambient Air Inlet και...

...καταληγει τελικα στους κυλινδρους (μεσω της πολλαπλης εισαγωγης).

Ας το δούμε όλο αυτό σε ένα γενικό και απλό σχήμα:

 

Βλέπουμε το τουρμπο στο δεξιά και τον κινητήρα στα αριστερά. Ο ζεστός αέρας με κόκκινο και ο κρύος με μπλε. Ακολουθήστε τα βέλη για την πορεία του αέρα μέσα στο όλο σύστημα. Εκτός των σωληνώσεων, το μόνο άλλο αξεσουάρ είναι το ιντερκουλερ στο σχήμα. Για το οποίο θα μιλήσω αργότερα.