Tuning, mint iparág – nyomás alatt: A turbónyomás és annak szabályzása

Frissítve:
2018-09-18, 21:58

Hogyan szabályozhat egy kis szerkezet egy akkora alkatrészt, mint a turbófeltöltő? A cikkből ez is kiderül, mint ahogyan a mechanikus feltöltők előnyei is!

Társszerző: Bolgár Krisztián

Az egyik legizgalmasabb témát vettem elő neked, hiszen kevesebb érdekesebb dolog van a tuning világában, mint maga a turbófeltöltő. Azonban a mostani cikk témája nem teljesen a feltöltők körül fog forogni, hanem azok elengedhetetlen alkatrésze körül, a bypass szelepek körül.

A turbó elve lesarkítva az, hogy légszűrő, szívósor komponenseken keresztül a turbófeltöltő kompresszor házába friss levegőt szív a kompresszorkerék, amit az akár 10000+ fordulatszámon forgó kompresszorkerék összesűrít, majd a nagynyomású töltőlevegőt a hengerfejbe juttatva megnöveli a kompressziót, azaz a dugattyúra ható nyomást.

Ez a megnövelt nyomás megnövelt fordulatszámot eredményez, ami teljesítménynövekedést von maga után. Mindeközben a kipufogógáz a feltöltő turbinaházában lévő turbinakereket hatja, ami pedig a kompresszorkerékkel van összeköttetésben.

Tehát egyszerű, mégis elképesztően hatékony rendszerről beszélhetek, ami már megannyi örömteli mosolyt okozott az autós társadalom számára. Ám van egy hátulütője is a dolognak, mégpedig ugyanaz, ami a boldogságfaktort okozza.

Nyomásszabályzás, a kezdetekkor

Az előbb említett negatívum, nem más, mint maga a turbónyomás. Egy ideális mérnöki világban, a dolog csak annyi, hogy kiválasztasz egy szép turbót, beépíted, megoldod a hűtést és már nyomhatod is a gázpedált. Ez viszont csak egy elképzelt síkon létező dolog, hiszen a terhelés növelésével (sebességnövelés) a turbó vezérlővezetékei folyamatosan növelik a turbófeltöltő fordulatszámát is (hiszen azt érzékeli, hogy gyorsabban akarsz menni).

Bypass szelep avagy belső wastegate egy feltöltőn

Egy belső wastegate – bypass szelep – egy Garrett turbófeltöltőre építve

Ez mindaddig működne, amíg vagy a turbód repül szét, vagy pedig a blokk, valamint a hengerfej tartalma repül a szelepfedélen keresztül a magasba, vagy esetleg köt ki az olajteknőben. Ez az a jelenség, amit már a kipufogógáz-feltöltős turbók megjelenésekor meg kellett oldani. Egyszóval a nyomás, ami a barátod, ugyanakkor az ellenséged is lehet, ha nincs megfelelően korlátozva.

A kezdeti nyomásszabályozásnál eléggé puritán módszereket alkalmaztak, mint például a turbószűkítő. A szűkítő lényege, hogy a kompresszor kerék elé, vagy mögé (tehát a szívó oldalra) helyeztek egy szívócsőnél szűkebb csövet, ami lényegében redukálta a belépő sűrített levegő mennyiségét, illetve ezzel nyomását. Az eredmény valóban kompenzált teljesítmény és nyomás lett, de a megnövelt hőmérséklet miatt hosszútávon beégtek a szelepek, tehát nem volt egy jó konstrukció.

A nyomást szabályzó bypass szelep, avagy a wastegate

A bypass szelep, idegen szóval élve a wastegate elvi működésében nem más, mint egy nyomásérzékelő, ami akkor nyit, ha egy bizonyos érték fölé lép a motor nyomása. A wastegate összességében a turbinaház (kipufogógáz) gyűjtőcsöve és áthidaló csöve közti rugós szelep, ami a két csövet köti össze, úgy, hogy az áthidaló vezeték a kipufogóhoz csatlakozik.

Fő szerkezeti eleme egy rugó, aminek a rugómerevsége határozza meg, hogy mikor nyit ki, és engedi át a gyűjtőcső levegőjét az áthidaló vezetéken keresztül a hangtompítókba, ezzel elkerülve a turbinakerék, ezáltal a turbófeltöltő további fordulatszám növekedését.

Az érzékelői a legtöbb esetben a fojtószelepnél (ha az lehetséges) helyezkednek el, ez az érzékelő vezérli a rugót. Ez a megoldás már nem csak felügyeli a turbónyomást, hanem precízen is szabályozza azt. Nem is csoda, hogy az első wastegatek a Forma-1-ben, illetve más technikai sportágakban jelentek meg először.

Külső HKS wastegate egy turbófeltöltőn

Külső HKS wastegate, az utólagos tuning leggyakoribb megoldása. Működésében nincs különbség a belsőhöz mérten

Persze van különbség wastegate és wastegate között is. Léteznek belső- és külső bypass szelepek, amik között valódi különbség igazából nincsen, a lényeg, hogy a gyárilag turbós autóknál a turbóba szerelik a szelepet (belső), az utólagos tuning világában, nagyobb teljesítmények eléréshez pedig a turbón kívülre helyezik el (külső).

A külső wastegatenek egyértelmű előnye, hogy szabadon variálható, tehát ha egy nagyobb feltöltőt szeretnél az autódhoz, akkor csupán egy nagyobb átmérőjű wastegate kell, ezzel megóvva a káros nyomástól turbódat és blokkodat.

Itt jegyezném meg, hogy sokan keverik a wastegate-et a lefújószeleppel, ismertebb nevén Blow Off Valve, BOV-val. A lefújó- vagy lefúvatószelep feladata, hogy amikor elengeded a gázpedált, akkor a feltöltőd ne töltse tovább a motort (ezzel gyorsítva azt), hanem a kompresszorház nyomó- és szívóvezetékét összekötő BOV-on keresztül engedje ki a nyomást, lényegében vissza a szívóvezetékbe, elkerülve a hengert.

Tial lefujószelep szerkezete

Egy Tial lefujószelep/lefuvatószelep szerkezete, ami gázelvételnél vezeti el a fölösleges nyomást

Az idealításhoz legközelebb álló feltöltők és turbók

Nem másról beszélek, mint a mechanikus feltöltőkről. A mechanikus feltöltők közé tartoznak a Roots-töltők, a lapátkerekes töltők valamint a G-töltők, avagy a csigaházas feltöltők. Ezek a rendszerek egy hajtóművön keresztül, közvetlenül a motor hajtásához csatlakoznak. Tehát nincs semmilyen csövezés, nyomásszabályzó, lefújószelep, hiszen te magad, pontosabban a motor közvetlenül szabályozza a feltöltő fordulatszámát.

Ennek óriási előnye, hogy egy sokkal egyszerűbb szerkezetről van szó, persze nincsen turbólyuk és a nyomatékleadás is állandó. Hátrány, hogy a motortól veszi el a teljesítményt, illetve a zajszennyezése is jóval nagyobb, mint a kipufogógáz-feltöltők esetében (már ha ezt lehet zajnak, mintsem zenének nevezni).

A mechanikus feltöltők éppen emiatt nem egy olcsó mulatság, és élettartamban sem a legjobbak, de cserébe maximális élvezetet nyújtanak, már 1100-as fordulatszámtól is.

Weland Roots töltő egy V8-as blokkon

Egy robosztus Roots töltő (mechanikus feltöltő), amin jól látszik, hogy közvetlen összeköttetésben van a motor főtengelyével (vezérműszíj által

Mindent összevetve a turbók fontos része mind az autóipar, mind a tuningipar számára, hiszen rengeteg előnyük mellett csupán egyetlen összesített hátrányuk van: mégpedig azok költségei. De nyilván áldozat nélkül nincs élvezet, vagy valami hasonló. Remélem, még sokáig lehet élvezni a turbófeltöltők nyújtotta őszinte élvezeteket, és te?

Forrás:

Kapcsolódó írások

1977 Austin Mini 600 lóerővel
2019. július 13.
Hát tényleg nem! A 600 lóerősre tuningolt Austin Mini egészen más élményt nyújt, mint az eredeti 34 lovas verzió.
2019. április 01.
Evolúciós lépcsőt ugrik a KPM és az NKH „szitokszó”
Hétvégi autós programajánló 09.16-17.
2017. szeptember 15.
Még tart a jó idő, ne maradjatok otthon hétvégén se, ha csodálatos autókat nézegethettek a ragyogó kora őszi napsütésben Budapesten és Hatvanban
Top 8 tuning felni, amik nélkül értelmetlen az élet
2018. január 22.
Egy autót nem öltöztet jobban semmi, mint azok kerekei. Az öltöztetés királyainak listája pedig igencsak hosszas, de leszűrtem nektek nyolc márkát, amik a legelismertebbek a piacon akár történelmükkel, akár innovációikkal.