Tavaly ilyenkor terjedelmes cikkel és énekszóval köszöntöttük a turbófeltöltőt 100. születésnapján , részletesen taglalva az elméletet, valamint a használat és a javítás kérdéskörét. Ezúttal a fejlesztőmérnök szemszögéből vizsgáljuk a témát, és mellékesen lerántjuk a leplet a chiptuningról és a spórolós autógyárakról is.
Először is el kell oszlatnunk egy téveszmét: hogy hány lóerős lesz a motor, minden ellenkező híresztelés dacára nem a mérnök mondja meg, hanem a marketinges. A mérnök aztán vért izzad, hogy a rendelkezésre álló hardverből valahogy kicsiholja a kívánt teljesítményt. Nem egy esetben fordult már elő, hogy a fékpadon régóta ketyegő, csaknem kész motor röviddel a szériagyártás előtt hirtelen azért lett 150-200 köbcentivel nagyobb, mert fülest kaptak a konkurencia készülődéséről és a hiányzó lóerőket sehogy máshogy nem sikerült összegereblyézni.
De mi korlátozza a teljesítményt egy turbófeltöltött motorban? A leadott teljesítmény a fordulatszám és a nyomaték szorzatával arányos. Előbbi közismert japán trükk (nagy teljesítmény extra magas fordulatszámon), és mechanikai korlátai vannak, utóbbi pedig döntően az elégetett üzemanyag mennyiségétől, az pedig a beszívott (sőt: benyomott) levegőétől függ. Nosza, még több turbónyomást neki!
A korszerű, elektronikusan szabályozott motoroknál ez nem nagy ügy: elég a megkerülőszelep (wastegate-szelep) helyzetét, vagy változtatható geometriájú turbó esetén a vezetőlapok állásszögét némi szoftvermódosítással megváltoztatni, és máris emelkedik a nyomás - egy darabig. A turbófeltöltőnek, mint minden forgó, mechanikus szerkezetnek van egy, a gyártó által megadott maximális fordulatszáma, ami percenként akár a 180-200.000-t is elérheti. (Gondoljunk bele: ez háromezer teljes fordulat egy másodperc alatt!) A megfelelően illesztett turbó a motor maximális teljesítményénél tehát a gyártó által megadott maximális fordulatszámon üzemel.
Abban a kivételes esetben, ha ennél lassabban pörögne, elég egy kisebb turbót használni. Ez nem feltétlenül olcsóbb, de a turbina- és a kompresszorkerék tehetetlensége miatt kis turbó=kis turbólyuk, nagy turbó=nagy turbólyuk. A gyakoribb eset azonban az, hogy a kívánt turbónyomás eléréséhez szükséges fordulatszám magasabb a megengedett maximálisnál, és ez esetben csak a nagyobb turbó beépítése segít - nem csak relatív, hanem abszolút értékben is megnövelve a turbólyukat. Így már el is jutottunk napjaink kis hengerűrtartalmú, bivalyerős, ám a stoptáblától kikanyarodva az első másodpercekben gyakran szívdobogást és gyöngyöző homlokot eredményező autóihoz.
A turbó kiválasztása a valóságban azért ennyire nem próba-szerencse kérdése. Nagyon komoly szoftverekkel szimulálják a teljes szívó- és kipufogórendszert, a turbót, és magát a motort is, és igen pontosan meghatározzák az egyes gázhőmérsékleteket, tömegáramokat és nyomásokat, valamint az elérhető teljesítményt és az ehhez szükséges turbó paramétereit. Ezt követően legyártatnak 3 darabot: egy pont olyat, egy alig nagyobbat, meg egy kicsit kisebbet, és a fékpadi kísérleteknél dől el, melyik lesz az igazi.
laposabb és magasabb nyomatékgörbével.
A maximális teljesítmény nem változik!
Annak, hogy még nagyobb turbókkal és még nagyobb turbólyukakkal kelljen együtt élnünk, a hengerben uralkodó maximális égési csúcsnyomás szab határt. Ez szintén a mechanikus elemek által szabott korlát (jelenleg 180 bar körül), és értéke az anyag- és a kenéstechnika fejlődésével csak kínkeservesen tornászható följebb. A magas turbónyomás márpedig az égési csúcsnyomást is növeli, a határérték túllépése pedig a hajtókar- és főtengelycsapágyak idő előtti tönkremenetelét okozza.
Ha mindez még nem lenne elég, a harmadik, teljesítményt korlátozó paraméter a hőmérséklet. Több elégetett üzemanyag ugyanis forróbb kipufogógázokat jelent, ám valahol 800 fok körül a dízeles, míg legföljebb 1000 foknál a benzines turbó is megadja magát. A hőmérséklet gázolajos motoroknál a befecskendezés időpontjának tologatásával és még nagyobb turbónyomással csökkenthető, de mindkét esetben nő az égési csúcsnyomás: a kígyó máris megharapta a saját farkát.
Benzineseknél az előgyújtás változtatása mellett azt is kihasználják, hogy adott légmennyiség mellett befecskendezett többlet üzemanyagnak oxigén hiányában esélye sincs elégni. Teljes gáznál tehát az elképesztő sok nafta egy részét eleve nem azért porlasztják el, hogy előre hajtsák a járgányt, hanem kizárólag hogy hűtsék a turbót az elpárolgó benzinnel. Nesze neked környezetvédelem, meg kis fogyasztás.
meggyőződni arról, hogy a változtatás valóban
vezetett-e teljesítménynövekedéshez
Mérnökünk tehát üldögél a százmilliókat érő fékpadnál, és miután tucatnyi lukat fúrt a hengerfejbe, hónapokat töltött a megfelelő turbó kiválasztásával, a fordulatszám, az égési csúcsnyomás és a kipufogógáz-hőmérséklet pontos beállításával, azon töpreng, vajh' hogyan ígérhetnek egyes chiptuningcégek bámulatos teljesítménynövekedést anélkül, hogy a kidekázott határértékeket megsértenék.
A válasz sejthetően: sehogy. Nagy valószínűséggel megsérülnek a határértékek, és pontos mérések híján mindenki csak reméli, hogy az alkatrészek kicsit többet is elbírnak annál, amennyit a gyártó szavatol, meg különben is: hátha az autós sem nyomja olyan sokáig tövig a gázt, hogy a turbó elolvadjon. Ha mégis, az ő baja.
kompresszorházba épített szenzorral mérik
Nos, ha eddig reménytelennek tűnt a helyzet, magashegyi környezetben nyugodtan nevezhetjük katasztrofálisnak. Egy 2000 méter magas hágón átkelve (amihez igazán nem kell olyan messze menni) a külső légnyomás kb 20%-kal csökken. Alacsonyabb környezeti nyomás mellett azonos turbónyomás felépítése több munkát, azaz magasabb fordulatszámot igényel. Ha tehát a Svájci Alpokban is csökönyösen ragaszkodunk a tengerszinten pontosan belőtt paraméterekhez, turbónyomáshoz és teljesítményhez, a feltöltő bizonyosan szétforogja magát.
Ezt megelőzendő minden elektronikus motorvezérlő rendszer számára fontos információ a külső légnyomás, amit egy, rendszerint a vezérlőegységbe integrált szenzor mér. A hegyek közé érve a vezérlőegység első dolga, hogy olyan mértékben csökketse a turbónyomást, (és ennek megfelelően a befecskendezett üzemanyag mennyiségét), amely mellett a turbó fordulatszáma még épp a határérték alatt marad. Mindezek ismeretében talán érthető, mivel szöszmötölnek hetekig-hónapokig a fejlesztők a svájci és a spanyol hegyek között, és két tanulságot biztosan levonhatunk:
1. A hegyekben autózva nem csak az emelkedők miatt tűnik úgy, hanem valóban és jelentős mértékben csökken a motorteljesítmény.
2. Ha tuningolt verdánkban jó esélyünk volt sík vidéken valamit tönkretenni, a hegyek között csapatva előbb-utóbb szinte biztos a géphalál.
Hasonló jelenség játszódik le a koszos, eltömődött vagy így-úgy gányolt "sport"-légszűrők esetében is. Az eltömődött szűrő a beszívott levegő számára megnövekedett ellenállást jelent. A szűrő utáni (kompresszor előtti) szívócsőszakaszban így csökken a nyomás, a fordulatszámnak tehát emelkednie kell. A különbség viszont, hogy szegény vezérlőegységnek fogalma sincs minderről, hisz' ő valahol a kesztyűtartóban mér, a turbó halála tehát csak idő kérdése.
Még mielőtt azonban magunkra haragítanánk a világ összes chiptunigműhelyét, vessünk egy pillantást a nyomatékgörbére, és az azonos gyártó azonos típusú, de nagyobb teljesítményű motorjaira. A turbómotorokra oly jellemző lapos, vízszintes nyomatéki karakterisztika ("amely már akármekkorától bármekkora fordulatszámig rendelkezésre áll") ugyanis teljes mértékben programozás kérdése: ott vágom el, ahol akarom.
Ha tetszik, a turbónyomás és a befecskendezett mennyiség határolásával alacsonyabbra és szélesebbre szabom a görbét, ha tetszik, magasabb nyomatékot engedek meg, valamelyest szűkebb fordulatszám-tartományban. Mivel ebben a tartományban a turbó fordulatszáma, a csúcsnyomás, és a gázhőmérséklet is rendszerint alacsonyabb a határértékeknél, itt többé-kevésbé büntetlenül tuningolhatunk. Tehát nyomatékot emelni bizonyos megkötésekkel valószínűleg lehet, teljesítményt aligha!
Illetve ez alól is létezik egy kivétel: ha történetesen olyan motorral állunk szemben, aminek létezik a piacon nagyobb teljesítményű változata is. Az autógyáraknak egyszerűen nem (vagy nem mindig) éri meg a kisebb teljesítményű változatokhoz külön alkatrészt tervezni, tesztelni, nyilvántartani, szállítani, szerelni. Sok esetben tehát az alacsonyabb teljesítményű és nyomatékú kistesó az utolsó csavarig megegyezik a nagyobb teljesítményű változattal, a különbség kizárólag a vezérlő szoftver által alacsonyabban határolt töltőnyomás és üzemanyagmennyiség.
Alapos körültekintésre azonban ilyenkor is szükség van. A legfontosabb kérdés, hogy valóban azonos-e a hardver, ami gyakori, de nem kizárólagos megoldás. Láttunk azonban már olyat is, hogy az azonos felépítésű motorok mellé az egyik autóba azért került csökkentett teljesítményű szoftver, mert a környező alkatrészek nem bírták a turbó hőterhelését, és valami megolvadt, sőt olyat is, hogy a másként kunkorodó leömlő a nagyobb hőingadozás hatására repedt el. És akkor a túlhajszolt váltókról még egy szót sem ejtettünk...
Mindent egybevetve ez, és csak ez az az eset, amikor nyugodtan, fenntartások nélkül ajánlhatjuk a teljesítmény tisztán elektronikus úton történő növelését.
Vagy tessék szépen beruházni dugattyúba, hajtókarba, csapágyba, hengerfejcsavarba, miegymásba.
És persze nagyobb turbóba.
![Der neue Mercedes-Benz C 400 4MATIC elektrisch. Energieverbrauch kombiniert: 18,6-14,2 kWh/100 km | CO₂-Emissionen kombiniert: 0 g/km | CO₂-Klasse: A [1] Exterieur: AMG Line; MANUFAKTUR opalithweiß metallic bright [1] Die Angaben sind vorläufig. Es liegen bislang weder bestätigte Werte von einer amtlich anerkannten Prüforganisation noch eine EG-Typgenehmigung noch eine Konformitätsbescheinigung mit amtlichen Werten vor. Abweichungen zwischen den Angaben und den amtlichen Werten sind möglich. //The all-new Mercedes-Benz C 400 4MATIC electric. Energy consumption combined: 18,6-14,2 kWh/100 km | CO₂ emissions combined: 0 g/km | CO₂ class: A [1] Exterior: AMG Line; MANUFAKTUR opalithe white bright [1] The information is provisional. Neither confirmed values from an officially recognised testing organisation nor an EC type approval nor a certificate of conformity with official values are available to date. Deviations between the data and the official values are possible.](/media/images/Original-50543-26c0043-001.format-jpeg.max-370x278.jpg)
