Električni turbopolnilnik: Je to turbopolnilnik ali kompresor?
V zadnjem času se je v različnih razpravah pojavilo veliko vprašanj o tem, kaj pravzaprav je električni turbo. Zato smo se odločili, da pripravimo članek, v katerem bomo napisali nekaj o tem, kako deluje in čemu služi električni turbo.
A najprej si moramo odgovoriti na eno temeljno vprašanje. Je to turbopolnilnik ali kompresor?
Vsebina
Turbopolnilnik ali kompresor?
Na to vprašanje obstaja samo en preprost odgovor. Električni turbo poganja elektrika. Ko pa malo pomislimo na osnovno razliko med turbopolnilnik in kompresor takoj ugotovimo, da to ne more biti turbopolnilnik, ampak tudi ne kompresor.
Turbopolnilnik: čemu služi, kakšne so njegove prednosti in kaj je turbolag?
Ključna razlika med turbopolnilnikom in kompresorjem je, da se kompresor poganja mehansko prek jermena, pritrjenega na ročično gred, medtem ko turbopolnilnik poganjajo izpušni plini iz motorja.
Od pogona kompresorja in turbopolnilnika so odvisne tudi različne prednosti ali slabosti posameznega polnjenja motorja.
Turbopolnilnik:
Turbopolnilnik poveča tlak v sesalnem razdelilniku s pomočjo izpušnih plinov, ki vrtijo njegovo turbino. Turbina, ki se vrti s pomočjo izpušnih plinov, je povezana s turbino, ki se nahaja v sesalni cevi, ki zagotavlja njen pogon.
Zahvaljujoč vrtenju turbine turbopolnilnika se v valje potiska zrak, kar zagotavlja večjo moč motor. Povečanje moči je v tem, da motor prejme veliko več molekul kisika iz iste prostornine zraka, ker je zrak pod pritiskom.
Vrste turbopolnilnikov: Turbo, Twin turbo, Twin-scroll, poznate vse?
Ker pa turbo poganjajo izpušni plini, je jasno, da učinek turba ne nastopi takoj, ampak šele po prekoračitvi določenega števila vrtljajev, ko se tlak v izpušni cevi toliko poveča, da zavrti turbino. Prav zaradi tega je učinek turbopolnilnika opazen šele po preseganju približno 2000 vrt/min, odvisno od velikosti in tipa turbopolnilnika.
Veliki turbo motorji niso tako učinkoviti pri nizkih vrtljajih, kar ima za posledico nižji tlak v sesalnem kolektorju. Nasprotno pa se manjši turbopolnilniki vrtijo hitreje pri nižjih vrtljajih, vendar ne morejo zagotoviti dovolj stisnjenega zraka pri višjih vrtljajih.
Turbopuhalo je tako omejeno z določenim razponom vrtljajev motorja glede na njegovo velikost in tip.
Kompresor:
Kompresor ima enako funkcijo kot turbopolnilnik, le da ga za razliko od njega ne poganjajo izpušni plini, temveč mehansko s pomočjo jermena, ki je povezan z ročično gredjo. Kompresor ima v primerjavi s turbinskim polnilnikom eno veliko prednost in sicer, da ne pozna turbolag in takoj odreagira na pritisk stopalke za plin takoj.
Turbolag: kaj je to in kako ga odpraviti?
Ker pa kompresor za pogon uporablja energijo iz motorja, pomeni, da nekaj energije vzame motorju. A na koncu ji bo dal več. Druga pomanjkljivost kompresorja je njegova nižja adiabatna učinkovitost v primerjavi s turbopolnilnikom.
Adiabatna učinkovitost je sposobnost kompresorja, da stisne zrak brez dodajanja odvečne toplote zraku. Nižja kot je temperatura zraka, gostejši je zrak in vsebuje več molekul kisika. Torej kompresorji dodajo zraku več toplote kot turbopolnilniki, kar pomeni, da niso tako učinkoviti.
Električni turbo:
Električni turbo je poglavje zase. V bistvu gre za turbino, ki se vrti z električno energijo. Električni turbo za pogon ne potrebuje energije iz izpušnih plinov, saj za pogon uporablja elektromotor in posebno baterijo.
Zaradi tega ima električni turbo več prednosti. Verjetno največji je popoln odprava turbo lag in takojšen dvig tlaka v sesalnem kolektorju po pohodu na stopalko za plin in s tem tudi takojšnji nastop moči. To omogoča boljšo odzivnost motorja, nižje porabe goriva, a tudi emisije.
Moč in navor motorja: kateri od teh parametrov je pomembnejši?
Električni turbo lahko regulira hitrost svoje turbine s spreminjanjem hitrosti elektromotorja. Ta tip turbopolnilnika torej ne potrebuje nobenih dodatnih naprav, kot so odpihovalni ventil, odpadni ventil ali variabilne lopatice za uravnavanje turbolaga.
Odpihovalni ventil: Ali veste, čemu je ta naprava namenjena?
Električni turbo propeler se lahko skoraj v trenutku zavrti do približno 100.000 vrt./min. V prostem teku motorja se turbina stalno vrti s približno 8.000 vrt/min.
Vendar se električni turbo ne uporablja ločeno za kompresorsko polnjenje motorja. Pri visokih vrtljajih motorja energija iz posebnega akumulatorja ne bi zadoščala za zadostno vrtenje turbine.
Ob uporabi močnejšega akumulatorja ali večjega števila takšnih akumulatorjev bi cena električnega turba s predelavo celotnega električnega omrežja avtomobila presegla ceno ostalega avtomobila. Zato električni turbopolnilnik deluje le pri nizkih in srednjih vrtljajih motorja, pri visokih pa se izklopi in prepusti funkcijo polnilnika klasičnemu turbopolnilniku.
Zahteve električnega turbina na električno omrežje avtomobila so razmeroma visoke in predstavljajo resen problem. Da bi bil električni turbo dovolj učinkovit, bi morali proizvajalci avtomobilov povečati napetost v avtomobilu na 48 voltov.
Vendar bi bilo to povezano s predelavo vseh možnih komponent avtomobila, od akumulator, preko alternator do celotnega električnega omrežja vozila, kar bi povzročilo dodatne proizvodne stroške, ki pa , poskušajo avtomobilska podjetja zmanjšati.
Prednosti:
- Popolna odsotnost turbolaga
- Ne potrebuje dodatne opreme za regulacijo polnilnega tlaka
- Ni podvržen visokim toplotnim obremenitvam
Slabosti:
- Visoka cena
- Vprašanje zanesljivosti
- Zahteva poseben akumulator, ki napaja ta "turbo"
- Zapleteno električno omrežje avtomobila