Verím, že väcšina citatelov je s úcelom preplnovania oboznámená, preto len v skratke: slúži k zvýšeniu objemového výkonu, tzn. jednotky výkonu (kW, prípadne kone - Hp) lomeno jednotkou objemu (cm3/l, jeden liter = 1 dm3). Pokial má teda litrový motor výkon 50 kW, je pomer výkonu a objemu objem 50 kW/l.
Zaujímavejší je spôsob, akým toho dosiahneme. Základnou úlohou turba je dostat do priestoru valce maximum zmesi benzínu so vzduchom. Pomer zložiek tejto zmesi je viac-menej nemenný ako pre preplnované, tak pre atmosférické motory. Pomer benzínu a vzduchu udáva koeficient lambda, ktorý je rovný hodnote 14,7, pre diesely o nieco málo menej. V takto vzniknutej zmesi je teda na každý gram benzínu 14,7 gramov vzduchu. Toto je ustálený pomer ingrediencií, ktorý najcastejšie papká Váš spalovací milácik, viac-menej v reáli sa používajú i chudobnejšie zmesi vo chvíli, kedy nie je potreba výkonu, treba pri zastavení, a potom sa pomer mení.
Bohatšia zmes sa naopak využije pri chladení komponentov, pretože všetko palivo sa nespáli a nespálená cast sa iba zmení na plyn. Znacenie sa potom odvodzuje od aktuálneho pomeru vzduchu ku palivu, pokial je vzduchu 1,1 x viacej, než u ideálnej zmesi, zapíše sa ako lambda + 0,1, prípadne lambda 1,1. Pokial je naopak zmes bohatšia, hodnoty sú nižšie než lambda.
Pokial teda chceme dostat do spalovacieho priestoru viacej paliva, potrebujeme i viacej vzduchu, co sa rieši práve dúchadlom. Preplnovanie sa v zásade delí na pät skupín – kompresory s mechanickým pohonom, turbodúchadlá, kombinované zariadenia, inercné zariadenie (využívajú dynamické javy v saní a výfuku) a náporové, kedy sa motor plní sám v závislosti na rýchlosti. Nás budú zaujímat prvé dve skupiny, ktoré sa používajú v bežných autách.
Kompresory s mechanickým pohonom
Ako už sám názov našepkáva, kompresory s mechanickým pohonom sú motorom pohánané priamo. Deje sa tak za pomoci v podstate lubovolného prepojenia výstupu z motora a kompresoru, v reáli toto pripojenie väcšinou obstaráva súkolie vedúce od klukovej hriadele (poväcšine remen). Práve tento clánok zo sebou nesie úskalie, kvôli nemu je mechanický pohon kompresoru odsúvaný do pozadia na úkor turba. Asi najväcším problémom mechanického pohonu je to, že pri rovnakých podmienkach nedodá na kolesá rovnaký výkon, ako turbo. Turbo totiž využíva nevyužitej energie (o tom dalej), zatial kompresor je pohánaný priamo motorom a teda mu uberá na výkone. Naštastie kompresor viacej výkonu pridá, než uberie.
Pokial teda chceme dosiahnut rovnakého výkonu ako u turbomotora, bude to na úkor spotreby paliva, ktorá bude u motora s kompresorom vyššia. Zaujímavým riešením je odpojovanie kompresora pri nízkom zatažení jednoduchým rozpojením pohonu kompresora a opätovným spojením v prípade potreby, viac-menej podla mna je to ale iba dalšia slepá ulicka. Inou nevýhodou je hluk, ktorý je logickým dopadom pohybu a trením dalších mechanických castí. Na druhej miske je ale i velká výhoda – okamžitá reakcia na zvýšenie otácok nepozná tzv. turboefekt (opät si vysvetlíme dalej). Motor s kompresorom sa skrátka chová ako silnejší atmosferický motor a je teda pre vodicov ako celok lepšie než turbo. Od kompresoru sa však pomaly, ale isto upúšta v súcasnej dobe drží kompresory vo väcších sériách už snád iba Jaguar a Mercedes-Benz.
Turbodúchadlá
Jediným zásadným principiálnym rozdielom turbodúchadiel a mechanického preplnovania je systém pohonu kompresora. Ako sme si už povedali , hlavný rozdiel je v energii, ktorú ten systém využíva. Zatial co v kompresoroch ide o energiu, ktorá vychádza z motora klukovou hriadelov, turbo roztáca inak nevyužitá energia, ktorá prúdi výfukom. Celé to spocíva na princípe nepodobnému tomu, co nám generuje prúd do našich zásuviek, na princípe turbíny. Turbína kompresora je pripojená k výfukovému potrubiu a mení nevyužité percentá energie uvolnené spálením pohonnej hmoty na svoje vlastné roztocenie, cím pohána kompresor, ktorý stlacuje vzduch do motora.
Znie to jednoducho, ale stále je to fyzika a vo fyzike sa vždy vyskytujú problémy. S zvyšujúcimi sa otáckami pribúda vo výfuku splodín a z tohto dôvodu by mali takto jednoducho konštruované turbomotory najvyššiu kompresiu (tj. najväcší prísun vzduchu) pri najvyšších otáckach, kde by bolo položené aj maximum výkonu. To by malo pre mechanické súciastky motora priamo katastrofálne následky. Výkon je na viac kvôli úspornosti potrebu mat v nízkych otáckach, preto sa používa niekolko „fíglov“, jak prinútit turbo pracovat s nižšími tlakmi efektívnejšie.
Prvým je škrtiaca klapka. Škrtiaca klapka, ako už sám názov napovedá, obmedzuje množstvo vzduchu, ktoré prúdi do motora a tým pádom znižuje tlak pri vysokých otáckach. Toto riešenie nie je to pravé orechové, pretože je velmi nehospodárne, obmedzuje totiž prístup vzduchu, ktorý sme už predtým stlacili, takže cast energie príde nazmar. Na druhú stranu dobre eliminuje turboefekt, pretože turbína je roztocená stále. Dalším spôsobom je obtokový kanál, ktorý sa s narastajúcimi otáckami otvára, a cast prúdu exhalácií tecie ním. Tak docielime toho, že maximálnych otácok môže turbo dosiahnut už pri nízkych otáckach motora. Tretie riešenie je najzaujímavejšie, vraví sa mu premenná geometria lopatiek. Rovnaké objemy plynov prúdia potrubím s rôznym priemerom pod rôznym tlakom. Obecne platí, že cím užšie potrubie, tím vyšší tlak. Práve toho využíva systém VGT, teda premenná geometria lopatiek. Vdaka tomu, že zúži priestor výfuku, splodiny tu prúdia pod vyšším tlakom a môžu tak roztácat turbo pri nižších otáckach. Problémom väcšieho vyžitia systému VGT je maximálna teplota prechádzajúcich plynov, ktoré sú schopné splnit len vznetové motory.
zaujímavý článok:::
Aký je rozdiel medi turbom a kompresorom
Viacej vzduchu, viacej výkonu
Verím, že väcšina citatelov je s úcelom preplnovania oboznámená, preto len v skratke: slúži k zvýšeniu objemového výkonu, tzn. jednotky výkonu (kW, prípadne kone - Hp) lomeno jednotkou objemu (cm3/l, jeden liter = 1 dm3). Pokial má teda litrový motor výkon 50 kW, je pomer výkonu a objemu objem 50 kW/l.
Zaujímavejší je spôsob, akým toho dosiahneme. Základnou úlohou turba je dostat do priestoru valce maximum zmesi benzínu so vzduchom. Pomer zložiek tejto zmesi je viac-menej nemenný ako pre preplnované, tak pre atmosférické motory. Pomer benzínu a vzduchu udáva koeficient lambda, ktorý je rovný hodnote 14,7, pre diesely o nieco málo menej. V takto vzniknutej zmesi je teda na každý gram benzínu 14,7 gramov vzduchu. Toto je ustálený pomer ingrediencií, ktorý najcastejšie papká Váš spalovací milácik, viac-menej v reáli sa používajú i chudobnejšie zmesi vo chvíli, kedy nie je potreba výkonu, treba pri zastavení, a potom sa pomer mení.
Bohatšia zmes sa naopak využije pri chladení komponentov, pretože všetko palivo sa nespáli a nespálená cast sa iba zmení na plyn. Znacenie sa potom odvodzuje od aktuálneho pomeru vzduchu ku palivu, pokial je vzduchu 1,1 x viacej, než u ideálnej zmesi, zapíše sa ako lambda + 0,1, prípadne lambda 1,1. Pokial je naopak zmes bohatšia, hodnoty sú nižšie než lambda.
Pokial teda chceme dostat do spalovacieho priestoru viacej paliva, potrebujeme i viacej vzduchu, co sa rieši práve dúchadlom. Preplnovanie sa v zásade delí na pät skupín – kompresory s mechanickým pohonom, turbodúchadlá, kombinované zariadenia, inercné zariadenie (využívajú dynamické javy v saní a výfuku) a náporové, kedy sa motor plní sám v závislosti na rýchlosti. Nás budú zaujímat prvé dve skupiny, ktoré sa používajú v bežných autách.
Kompresory s mechanickým pohonom
Ako už sám názov našepkáva, kompresory s mechanickým pohonom sú motorom pohánané priamo. Deje sa tak za pomoci v podstate lubovolného prepojenia výstupu z motora a kompresoru, v reáli toto pripojenie väcšinou obstaráva súkolie vedúce od klukovej hriadele (poväcšine remen). Práve tento clánok zo sebou nesie úskalie, kvôli nemu je mechanický pohon kompresoru odsúvaný do pozadia na úkor turba. Asi najväcším problémom mechanického pohonu je to, že pri rovnakých podmienkach nedodá na kolesá rovnaký výkon, ako turbo. Turbo totiž využíva nevyužitej energie (o tom dalej), zatial kompresor je pohánaný priamo motorom a teda mu uberá na výkone. Naštastie kompresor viacej výkonu pridá, než uberie.
Pokial teda chceme dosiahnut rovnakého výkonu ako u turbomotora, bude to na úkor spotreby paliva, ktorá bude u motora s kompresorom vyššia. Zaujímavým riešením je odpojovanie kompresora pri nízkom zatažení jednoduchým rozpojením pohonu kompresora a opätovným spojením v prípade potreby, viac-menej podla mna je to ale iba dalšia slepá ulicka. Inou nevýhodou je hluk, ktorý je logickým dopadom pohybu a trením dalších mechanických castí. Na druhej miske je ale i velká výhoda – okamžitá reakcia na zvýšenie otácok nepozná tzv. turboefekt (opät si vysvetlíme dalej). Motor s kompresorom sa skrátka chová ako silnejší atmosferický motor a je teda pre vodicov ako celok lepšie než turbo. Od kompresoru sa však pomaly, ale isto upúšta v súcasnej dobe drží kompresory vo väcších sériách už snád iba Jaguar a Mercedes-Benz.
Turbodúchadlá
Jediným zásadným principiálnym rozdielom turbodúchadiel a mechanického preplnovania je systém pohonu kompresora. Ako sme si už povedali , hlavný rozdiel je v energii, ktorú ten systém využíva. Zatial co v kompresoroch ide o energiu, ktorá vychádza z motora klukovou hriadelov, turbo roztáca inak nevyužitá energia, ktorá prúdi výfukom. Celé to spocíva na princípe nepodobnému tomu, co nám generuje prúd do našich zásuviek, na princípe turbíny. Turbína kompresora je pripojená k výfukovému potrubiu a mení nevyužité percentá energie uvolnené spálením pohonnej hmoty na svoje vlastné roztocenie, cím pohána kompresor, ktorý stlacuje vzduch do motora.
Znie to jednoducho, ale stále je to fyzika a vo fyzike sa vždy vyskytujú problémy. S zvyšujúcimi sa otáckami pribúda vo výfuku splodín a z tohto dôvodu by mali takto jednoducho konštruované turbomotory najvyššiu kompresiu (tj. najväcší prísun vzduchu) pri najvyšších otáckach, kde by bolo položené aj maximum výkonu. To by malo pre mechanické súciastky motora priamo katastrofálne následky. Výkon je na viac kvôli úspornosti potrebu mat v nízkych otáckach, preto sa používa niekolko „fíglov“, jak prinútit turbo pracovat s nižšími tlakmi efektívnejšie.
Prvým je škrtiaca klapka. Škrtiaca klapka, ako už sám názov napovedá, obmedzuje množstvo vzduchu, ktoré prúdi do motora a tým pádom znižuje tlak pri vysokých otáckach. Toto riešenie nie je to pravé orechové, pretože je velmi nehospodárne, obmedzuje totiž prístup vzduchu, ktorý sme už predtým stlacili, takže cast energie príde nazmar. Na druhú stranu dobre eliminuje turboefekt, pretože turbína je roztocená stále. Dalším spôsobom je obtokový kanál, ktorý sa s narastajúcimi otáckami otvára, a cast prúdu exhalácií tecie ním. Tak docielime toho, že maximálnych otácok môže turbo dosiahnut už pri nízkych otáckach motora. Tretie riešenie je najzaujímavejšie, vraví sa mu premenná geometria lopatiek. Rovnaké objemy plynov prúdia potrubím s rôznym priemerom pod rôznym tlakom. Obecne platí, že cím užšie potrubie, tím vyšší tlak. Práve toho využíva systém VGT, teda premenná geometria lopatiek. Vdaka tomu, že zúži priestor výfuku, splodiny tu prúdia pod vyšším tlakom a môžu tak roztácat turbo pri nižších otáckach. Problémom väcšieho vyžitia systému VGT je maximálna teplota prechádzajúcich plynov, ktoré sú schopné splnit len vznetové motory.
Nastavení
