Υπερτροφοδοτηση II - Οι δυναμικες και νομοι της.

ΟΚ μετα το τοσο "πετυχημενο"πρωτο θρεντ για την υπερτροφοδοτηση  περναω στο δευτερο και ισως οχι τελευταιο θρεντ, για αυτο το ενδιαφερον (τουλαχιστον σε μενα) θεμα. Το θεμα το επελεξα βαση της ενδιαφερουσας εξελιξης τελευταια με ολο και πιο πολλα υποτροφοδοτουμενα αυτοκινητα διαθεσιμα στην Ελλαδα, κατι που βοηθαει απο πλευρας τιμης, λογο της φορολογιας.

ΟΚ, στο προηγουμενο μυνημα εξηγησα τον "εξοπλισμο" που καθιστουν την υπερτροφοδοτηση και το πως δουλευει ενας υπερτροφοδοτης. Τωρα θα μιλησω για το πως "συμπεριφερεται" αυτος ο εξοπλισμος και ποια τα αποτελεσματα.

Turbo Lag

Η γνωστη στα Ελληνικα, "υστερηση". Σε μια ατμοσφαιρικη εφαρμογη πατας το γκαζι και η δυναμη ειναι "κατω απο τα ποδια σου". Σε τουρμπο αυτοκινητα, γιατι οι ιδιοκτητες παραπονιουνται για υστερηση?

"Παταω το γκαζι και η δυναμη ερχεται μετα απο 1-2 δευτερολεπτα." Ή, "κατω απο τις 2700 σ.α.λ δεν τραβαει καθολου, οταν χτυπησει 3000 σ.α.λ. με πεταει στο καθισμα".

Η απαντηση με μια λεξη ειναι..."αδρανεια". Απλα οπως εγραψα και στο "Ιπποδυναμη ή Ροπη" θρεντ, "τα σωματα εχουν την ταση να διατηρουν την κινητικη τους κατασταση". Και οταν κατι προσπαθει να την αλλαξει αυτη την κατασταση, "διαμαρτυρονται" με το να "σμπρωχνουν" προς την αντιθετη κατευθηνση.

Και τι σχεση εχει αυτο με το τουρμπο μου?...ρωτατε.

Θυμαστε τις 2 προπελλες μεσα στο στον υπερτροφοδοτη? Συνηθως κατω απο καποιες προκαθορισμενες στροφες του κινητηρα, οι προπελλες ειναι σε ρελαντι. Με αλλα λογια, γυριζουν με πολυ λιγοτερες στροφες απο οτι θα γυρισουν οταν φτασουμε σε εκεινο το προκαθορισμενο σημειο στροφων του κινητηρα.

Αρα, ειμαστε στις 1700 στροφες του κινητηρα. Παταμε το γκαζι βαθια. Εκει που οι προπελες γυριζουν με 80,000 σ.α.λ (στις 1700 σ.α.λ του κινητηρα) στις 3000 σ.α.λ του κινητηρα, γυριζουν με 160,000 σ.α.λ. Αυτη η αλλαγη απο 80 σε 160 χιλιαδες στροφες παιρνει καποιο χρονο για να επιτευχθει λογο αδρανειας (εκτος απο αδρανεια υπαρχουν αλλοι δευτερευοντες λογοι οπως τριβη, κτλ αλλα θα μεινω στα πρωτευοντα/βασικα σε αυτα τα θρεντ).

Ο αλλος λογος που κατι τετοιο ειναι ενοχλητικο στον οδηγο ειναι επειδή γινεται στις χαμηλομεσαιες στροφες, εκει δηλαδη που ο οδηγος βρισκεται τις περισσοτερες φορες. Τα πιο πολλα τουρμπο ειναι σε φουλ boost (υπερπληρωση) μεταξυ 2500 και 3000 σ.α.λ. Ας πουμε 3 χιλιαδες στροφες. Εαν το αυτοκινητο κανει ας πουμε 30 αλογα στις 2500 σ.α.λ, στις 3Κ, οταν το τουμπο ειναι στο βελτιστο σημειο του απο πλευρας αποδοσης, ο κινητηρας κανει τωρα 85 αλογα (τα νουμερα ειναι τυχαια, μεν χαρακτηρηστικα). Για αυτο το λογο εκτος της υστερησης ο οδηγος αισθανεται το γκαζι ως "ON/OFF SWITCH" που λεμε εδω. Είτε χελωνα, είτε βολιδα. Μεσαια κατασταση δεν ειναι δυνατη. Για αγωνες κατι τετοιο ειναι εντελως αρνητικο διοτι ο οδηγος θελει να εχει οσο γινετε καλυτερο ελενχο του πενταλ του γκαζιου. Ειδικα κατα την διαρκεια μιας στροφης.

Οι λυσεις για βελτιωση αυτου του φαινομένου?

1. Μειωση μαζας υλικων!

Ενας αλλος νομος της φυσικης λεει οτι "ο βαθμος της καθυστερησης, της αλλαγης της κινητικης καταστασης των προπελών (σε αυτην την περιπτωση), λογο της αδρανειας, βασιζετε στην ολικη μαζα των προπελών αυτων."

Δηλαδη : Οσο πιο μικρη η προπέλα, τοσο πιο γρηγορα θα αλλαξει ταχυτητα (σ.α.λ) αυτη η προπέλα.

Αρα αυτο που κανουν οι μηχανικοι ειναι να χρισημοποιουν ελαφρυτερα υλικα για να φτιαξουν τις προπέλες, τα ρουλεμάν και τον αξονα που ενωνει τις 2 προπέλες για να "σπουλαρουν" πιο γρηγορα.

2. Biturbo! Quadturbo!

Οι μηχανικοι πολλες φορες καταφευγουν στην λυση διπλου υπερτροφοδοτη. Το πλεονεκτημα ειναι οτι 2 μικροτερα τουρμπο σπουλαρουν πιο γρηγορα απο ενα μεγαλο και ετσι η υστερηση ειναι μικροτερη (π.χ. S4, Supra, RX7, VR4 και αλλα).

Γιατι 2 μικρα τουρμπο και οχι ενα μεγαλο? Τα μικροτερα τουρμπο αποδιδουν καλυτερα σε χαμηλοτερες στροφες απο οτι τα μεγαλυτερα τουρμπο.

Η διαταξη των 2 τουρμπο μαλιστα διαφερει. Αλλοι τους βαζουν το ενα μετα το αλλο, (sequential turbochargin), αλλοι "σε σειρα" (serial turbocharging), ετσι ωστε το πρωτο (πολλες φορες πιο μικρο απο το δευτερο), ερχεται πρωτο σε λειτουργια και στις υψηλες στροφες μπαινει το δευτερο (μεγαλυτερο καποιες φορες).

Το μεγαλυτερο μειονέκτημα σε εφαρμογες διπλου ή τετραπλου (βελεπε Μπουγκατι) τουρμπο ειναι φυσικα η τιμη αυτων.

Βαθμος Υπερπληρωσης και ο ορισμος της.

Η υπερπληρωση ειναι η ολικη πιεση στην εισαγωγη μείον της ατμοσφαιρικης πιεσης (1 μπαρ ή 14.7 psi). Δηλαδη οταν λεμε οτι το τουρμπο του ΤΤ κανει 11.6 psi υπερπληρωση, εννοουμε την ολικη αυξηση της πιεσης αυτης, μετα την ατμοσφαιρικη που ετσι κι αλλιως ειναι σταθερη εαν εξαιρέσουμε υψομετρο και θερμοκρασια.

Οσο πιο μεγαλη η τιμη της υπερπληρωσης, τοσο πιο πολυ ιπποδυναμη ειναι δυνατη απο τον κινητηρα. Τοτε γιατι δεν κανουμε 200 psi υπερπληρωσης ρωταει καποιος? Η απαντηση ειναι το γνωστο φαινόμενο της προαναφλεξης/πιρακια. Με απλα λογια προαναφλεξη συμβαινει οταν το μιγμα εκρυγνεται μερικως μακρια απο το μπουζι (πολλες φορες μεσα στην εισαγωγη), κατα την φαση της συμπιεσης, λογο υψηλης θερμοκρασιας στην "περιοχη". Με ακομη πιο απλα λογια, ειναι κατι κακο, το οποιο μπορει να φερει καταστροφικες συνεπειες στον κινητηρα.

Οι λυσεις:

1. Μειωση της συμπιεσης
2. Χρησιμοποίηση βενζινης με περισσοτερα οκτανια
3. Μειωση της υπερπληρωσης

Και ποια απο αυτα θα χρησιμοποιηθούν και κατα ποσο ειναι αυτο που κανει ενα σχεδιαστη κινητρων καλυτερο απο εναν αλλο σχεδιαστη κινητρων.