Co je turbo lag a proč k němu dochází

Článek o turbo lag – co to je, proč k němu dochází, vlastnosti tohoto jevu. Na konci článku – video o turbo jezerech.

Obsah článku:

„Turbo lag“ (neboli „turbo lag“) je krátkodobá porucha (zpoždění) při získání rychlosti a otáček turbomotoru po prudkém sešlápnutí „plynového“ (plynového) pedálu.

K tomuto jevu zpravidla dochází, když přeplňovaný motor pracuje při nízkých otáčkách (1 000 – 1 500 ot./min) a je spojen se setrvačností turbosoustrojí , když roztočení přední turbíny trvá nějakou dobu (2–3 s) oběžné kolo proudem výfukových plynů. Výsledkem je, že vůz nezrychluje plynule, ale „skokem“. turbolag je citelný jak na „naftě“, tak na benzínovém turbomotoru. Jednoduše řečeno, u „nafty“ je díky svému konstrukčnímu rysu turbolag silnější.

Podstata procesu

Co je turbo lag a proč k němu dochází

V turbíně turbomotoru jsou 2 oběžná kola – „hnací“ a „poháněná“, s tuhým připevněním ke společnému hřídeli a umístěná v samostatných uzavřených komorách.

Pro zvýšení otáček a rychlosti řidič sešlápne plynový pedál („plyn“), čímž zvýší průtok paliva do spalovacích komor válců, kde musí přicházející palivo úplně vyhořet a uvolnit výfukové plyny, které pak budou namířeno na hnací kolo a spolu s hřídelem jej začne otáčet.
Vzhledem k tomu, že obě oběžná kola (přední i hnaná) jsou pevně připojena k jednomu společnému hřídeli, hnané oběžné kolo také začne otáčet a pumpovat atmosférický vzduch do spalovacích komor válců. Oběžná kola turbíny jsou schopna otáčet se rychlostí přes 150 000 ot / min. A čím silnější bude tok výfukových plynů tlačit na hnací oběžné kolo, tím rychleji se bude hnané oběžné kolo otáčet a podle toho, čím silněji bude vzduch čerpán do spalovacích komor válců.

V rané fázi provozu ve výše popsaném technologickém procesu hrozilo nebezpečí takzvaného „rozběhu motoru“ , kdy začaly nekontrolovatelně růst otáčky motoru (bez ohledu na řidiče) as nimi (když rychlostní stupeň rychlost byla nekontrolovatelně zvyšována. Zdálo se, že se motor vymkl kontrole a „zařadil rychlost“, klouzal na místě, nekontrolovatelně zrychloval a z výfukového potrubí vyzařoval hustý černý nebo bílý kouř s jazyky plamene a hlasitým zvukem. Jak a jak špatně by to mohlo skončit, není těžké si představit …

K omezení počtu otáček turbíny a záchraně motoru před „rozběhem“ byl v konstrukci turbomotoru použit obtokový ventil k uvolnění části výfukových plynů (přesněji, uvolnit tlak). Tato metoda záchrany z „uprchlíka“ však přinesla nevýhodu – účinek zpoždění turbo.

„Začarovaný kruh“ (nebo jak a proč dochází k turbo zpoždění)

Co je turbo lag a proč k němu dochází

Pro zvýšení rychlosti pojezdu je nutné zvýšit otáčky motoru, pro které je nutné sešlápnout plynový pedál.

Jak již bylo zmíněno výše, při sešlápnutí plynového pedálu začne palivo proudit do válců motoru a čím silněji řidič tlačí na plyn, tím více paliva do válců vstupuje. Aby se však zvýšily otáčky a rychlost, musí být palivo ve válcích nejen větší, ale také musí zcela a rychle vyhořet. A pro spalování paliva je zapotřebí vzduch a čím více paliva se přivádí do válců, tím více vzduchu je potřeba k jeho spalování.

Jak již bylo uvedeno výše, druhé (poháněné) oběžné kolo je odpovědné za dodávání vzduchu do spalovacích komor válců a čím vyšší je jeho rychlost, tím více vzduchu může do válců pumpovat. Hnané oběžné kolo je však pevně spojeno na společném hřídeli s prvním oběžným kolem (předním), proto počet otáček poháněného oběžného kola závisí na počtu otáček předního oběžného kola. Čím více otáček má přední oběžné kolo, tím více otáček bude mít otrok.

Pro zvýšení rychlosti předního oběžného kola (které pak zvýší rychlost podřízeného) je nutné zvýšit průtok výfukových plynů. A tok výfukových plynů se může zvýšit pouze tehdy, pokud se zvýšené množství paliva ve válcích spaluje dobře a rychle.
Ale pro spalování většího množství paliva je zapotřebí zvýšené množství vzduchu, který je čerpán druhým (poháněným) oběžným kolem. A dokud se jeho rychlost nezvýší, palivová směs bude znovu obohacena nedostatkem vzduchu. V souladu s tím bude palivo hořet horší a pomalejší a tok odpadních plynů se také bude zvyšovat pomaleji.

Výsledkem je „začarovaný kruh“ , kdy po prudkém sešlápnutí plynového pedálu nemůže zvýšené množství paliva ve válci rychle vyhořet, dokud druhé (poháněné) oběžné kolo nedojde k dostatečnému množství vzduchu . A první (přední) oběžné kolo nemůže rychle roztočit druhé (poháněné) oběžné kolo kvůli stále slabému toku výfukového plynu (a část „rezervního“ tlaku plynu je z bezpečnostních důvodů a kvůli prevenci vypouštěna obtokovým ventilem. "utéct"). Ve výsledku máme následující:

  1. Nebude dostatek vzduchu pro spalování paliva, dokud nebude z toku výfukových plynů potřebný tlak, aby se hnací oběžné kolo samo roztočilo a mohlo roztočit podřízeného, ​​který vstřikuje vzduch. (Některé z „náhradních“ odpadních plynů, které mohou udržovat správnou rychlost hnacího kola, resetují obtokový ventil).
  2. A nebude existovat dostatečný tlak z proudu spalin výfukového plynu pro hnací kolo, dokud se rychle nespálí veškeré palivo a neuvolní se spaliny.
  3. A palivo nebude rychle hořet, dokud nebude dostatečné vstřikování vzduchu poháněným oběžným kolem, jehož rychlost závisí na předním.

    A tak dále, v kruhu …

Vytvoří se tak nadměrně obohacená palivová směs a dojde ke zpoždění, když se spalování nadměrně obohaceného paliva zpomalí. Což vede k efektu – „turbolag“ („turbo lag“).

Jakýkoli proces vyžaduje přísné dodržování sekvence technologického řetězce, což zabere čas (i když je krátký, 2–3 sekundy). Nejprve nemůžete rychle spálit požadované množství paliva ve válci a poté tam přidat vzduch, aby lépe hořelo!

Některé funkce procesu

Co je turbo lag a proč k němu dochází

Účinek zpoždění je charakteristický pro turbomotory, které využívají energii výfukových plynů. Existují však i jiné typy přeplňovaných motorů, které místo výfukových plynů používají k vytlačování vzduchu do válců mechanické nebo elektrické kompresory. U takových přeplňovaných motorů je efekt zpoždění přeplňování vzácný nebo vůbec chybí.

  1. Mechanický kompresor – oblíbený u amerických výrobců. U motorů s takovým kompresorem závisí síla vstřikování vzduchu do válců na rotaci klikového hřídele. Čím více se klikový hřídel otáčí, tím více vzduchu bude čerpáno mechanickým kompresorem.
  2. Elektrický kompresor je méně běžný a používá se v některých německých automobilech. Jak název napovídá, pracuje na elektřinu a je schopen dodávat vzduch při nízkých i vysokých otáčkách turbomotoru. Tím se zabrání efektu zpoždění při jakémkoli rozsahu otáček.

Je třeba také poznamenat, že turbo lag efekt nezůstal bez povšimnutí výrobci pracujícími s motory s plynovou turbínou. Proto dnes tento efekt nelze nalézt u všech turbomotorů, které využívají energii odpadního plynu.

Například pro eliminaci efektu turbo lag používá Volvo pneumatický válec . Při prudkém sešlápnutí plynového pedálu se válec otevře a posílá vzduch z válce k válcům po nejkratší dráze, aby se zabránilo nadměrnému obohacení paliva a vyloučilo se dočasné „zpoždění“ během jeho spalování.

Někteří výrobci řeší problém zpoždění turbodmychadla pomocí přídavné turbíny (častěji – mechanické, méně často – elektronické). Turbomotory s takovými turbínami se nazývají „TWIN TURBO“ (s dvojitým přeplňováním). U takových motorů se při nízkých otáčkách nejprve používá mechanická (nebo elektronická) verze turbíny, která vytváří tlak na sadu otáček a otáček od „volnoběhu“. A pak nastartuje konvenční turbína na výfukové plyny. Tento pracovní algoritmus umožňuje účinně zabránit tvorbě turbo zpoždění.

Další možností je instalace turbíny s upravenou geometrií trysek.

Turbolag lze eliminovat pomocí ladění čipů v turbomotoru, ve kterém se mění nastavení a prostřednictvím jeho řídicí jednotky se nastavují nové parametry řízení motoru (změna momentu vstřikování paliva, časování zapalování atd.). Lze „vyladit“ jakýkoli přeplňovaný motor, benzínový i naftový.
Exkluzivně v „turbodieselech“ je možné eliminovat turbolag při nízkých otáčkách motoru instalací speciálního zařízení „power box – Smart Diesel“ připojeného k palivovému senzoru. Toto zařízení přizpůsobí činnost turbomotoru podle příkazů přicházejících z řídicí jednotky.

Závěr

Takový jev, jako je turbo lag (turbolag), se nepovažuje za závažnou poruchu, kterou je třeba okamžitě a okamžitě odstranit. U mnoha řidičů se tento fenomén stal po dlouhou dobu běžným jevem a je považován za další řidičský prvek, který je třeba vzít v úvahu a na který si musíte zvyknout. Například jako vlastnost řízení automobilu s pohonem zadních kol a pohonem předních kol, když při skluzu pohonu zadních kol musíte uvolnit „plyn“, a když skluzy pohonu předních kol, na naopak musíte „stlačit plyn“.

Pokud se rozhodnete eliminovat efekt zpoždění turbíny, není vůbec nutné za tímto účelem okamžitě koupit novou turbínu. Chcete-li tento problém vyřešit, můžete kontaktovat speciální „tuningové studio“ (nebo autoservis), kterých je nyní mnoho. Zde odborníci snadno vyberou nejlepší volbu pro váš přeplňovaný motor, a to jak z hlediska technických parametrů, tak nákladů.

Video o zpoždění turba: