Melyik a legjobb turbó?

A turbófeltöltők szent grálja

2022.09.09. 06:05

Az új autók között egyre több az elektromos hajtású, a maradék belső égésű motorosok viszont szinte kizárólag turbófeltöltésűek. Hiába jár le elméletileg lassan az utóbbiak ideje, mégis folyamatosan tökéletesítik őket. Mivel a dízelek a személyautókban lassan eltűnnek a süllyesztőben, ezért a benzinmotorra való turbófeltöltők közül a keressük a legjobb megoldást, mégpedig lehetőleg úgy, hogy egy darab tegyen eleget minden igénynek. Hiszen az a szerkezet a legtutibb, ami egyedül tud mindent.

A turbófeltöltők alapproblémájával, azt hiszem, mára mindenki tisztában van, aki egy kicsit is érdeklődik az autótechnika iránt. Itt, a Totalcaron is többször kifejtettük, például ebben a cikkünkben is. Ezért most röviden csak ismétlésként hoznék fel annyit, hogy az alapprobléma a nagy teljesítmény és a kis fordulaton is nagy nyomaték és gyors gázreakció között feszül. Általában azok a turbófeltöltésű benzinmotorok, amelyek szépen húznak és lelkesen pörögnek fel kis fordulatról is, csúcsteljesítményben elmaradnak azoktól a társaiktól, amelyek alul ugyan nem olyan combosak, felül, egy bizonyos ponton azonban akkorát szakítanak, hogy az autó utasaiban meghűl a vér. Utóbbi viselkedés főként a korai sportautókra volt jellemző, ahol elsősorban teljesítményfokozóként vetették be a turbót, és nem is törődtek vele, hogy történik-e bármi 3000 vagy 4000/perces fordulat alatt.

Az idők azonban változnak, ma már a sportos, vagy akár a kimondottan sportautóktól is elvárás az egyenletesebben, nyaktörő rángatásoktól mentesen növekvő teljesítményleadás. Természetesen úgy, hogy ez nem mehet a csúcsteljesítmény rovására. A megoldást a turbók szabályozása vagy megtöbbszörözése jelenti, mert a tapasztalatok szerint egy darab és csak minimális szabályozású (megkerülő szelepes, vagyis a töltőnyomás és a teljesítmény elszaladását a kipufogógázt a turbinakerék megkerülésével egyenesen a kipufogóba vezető szelep kinyitásával megakadályozó) turbófeltöltő erre csak korlátozottan képes.

Sokan ennek az okát is ismerik. A nagy teljesítményhez sok levegőt szállítani tudó, nagy méretű turbófeltöltő kell, a kis fordulati nagy nyomatékhoz és jó felpörgési hajlamhoz pedig kis méretű, hiszen a kicsi átmérőjű, könnyű és így kis tehetetlenségű forgórészt a kevesebb kipufogógáz is képes forgásban tartani, sőt, akár nagyobb fordulatszámra pörgetni is. Dízelmotoroknál ezért terjedt el a kétturbós, lépcsős feltöltés, amelynél kis fordulaton és terhelésnél egy kis turbó tölt, ami nagy fordulaton és terhelésnél egy nagynak adja át a helyét. (Vagyis alapvetően váltják egymást, nem együtt működnek, mint a szekvenciális dupla turbónál. Annál két egyforma méretű turbót találunk összeépítve, és amikor nagyobb fordulaton megnő a levegőigény, akkor a másik is bekapcsolódik a munkába, utána vállt vállnak vetve, közösen töltik a motort. Autóban ez ritka megoldás, a Peugeot élt vele.)

Benzinmotoroknál körülbelül kétliteres lökettérfogatig bevált az egyszerű, megkerülő szelepes turbó (ma szinte csak a prémiumgyártók kínálnak Európában ennél nagyobb benzinmotort), három liternél azonban már felléphet a klasszikus probléma, vagyis, hogy a kicsi a gázreakciónak, a nagy meg a nagy teljesítménynek használ inkább. A BMW az N54B30-as motorjánál ezt a turbók megduplázásával oldotta meg. De nem úgy, mint a dízeleknél, hanem két egyforma, kicsi és egyenként csak három hengert töltő turbóval. Vagyis feltöltés szempontjából kettévágta a motort, ami nagyon gyakori megoldás a szintén nagyobb lökettérfogatú, két külön hengersoros, V-elrendezésű és bokszermotoroknál. A megoldás észszerű, hiszen a másfél-másfél literes lökettérfogatot a kis turbók úgy tudják akár nagy fordulaton is kiszolgálni, hogy közben a kis fordulati gázreakciót és gyorsulóképességet sem éri csorba.

Az N54-es motor akkor szenzációszámba ment, én is megsüvegeltem, hiszen 306 lóerős alapváltozata már 1300/perces fordulattól szállította 400 Nm-es csúcsnyomatékát, miközben a legnagyobb teljesítmény 5800/perces fordulatnál jelentkezett, de a motort akár 7000-ig el lehetett pörgetni. Vagyis viselkedésében nagyon hasonlított egy becsületes szívómotorra – ami a BMW-nek szándéka is volt, azzal a különbséggel, hogy kis fordulatról sokkal jobban megindult mint egy valódi szívómotor. A TwinPower Turbo elnevezésű háromliteres sorhatos is igazolta azonban a kis és nagy fordulati viselkedés ellentmondását. Emelt teljesítményű változatainál ugyanis nemcsak a nyomaték emelkedett, hanem az ahhoz tartozó fordulatszám is. A legerősebb, 400 lóerős kivitel például 4500/percnél adta le 540 Nm-es csúcsnyomatékát. Az a kivitel, amely még képes volt összeegyeztetni a kecske-káposzta problémakört, a 340 lóerős kivitel, amelynek 450 Nm-es legnagyobb nyomatéka már 1500/percnél jelentkezett. Érdekes talán a fajlagos teljesítményeket összenézni. A legjobb kis fordulati képességek a 100 lóerős literteljesítményhez, a – nevezzük így – leggyengébb 133 LE/literhez, az arany középút pedig 113 LE/literhez tartozott.

Jó, jó, vetheti közbe bárki, de mindez két turbóval, miközben a bevezetőben az egy darab, nagy betűvel írt mindent tudó turbót tűztük ki megtalálni. Mintha Münchenben is így gondolkodtak volna, mert az N54-es utóda, a szintén háromliteres sorhatos, sőt ugyanolyan furat-löketű (84 x 89,6 mm) N55-ös már csak egy turbót kapott. Ugyanakkor az elnevezésen nem változtattak, ezt is TwinPower Turbónak nevezték. Hogy mi volt benne a twin? A turbófeltöltő maga, ugyanis a turbinakerék kettős (twin) megfújást kapott. Kicsit megtévesztő a változatlanul hagyott név, de a lényegen nem változtat, az újabb megoldással egy turbóval is sikerült elérni a hajdani szöges ellentét összebékítését.

Hogyan is lehetne máshogy értékelni azt, hogy a BMW M2-be beépített 370 lóerős csúcsteljesítményű (123 LE/liter) kivitelnél is sikerült a 465 Nm-es legnagyobb nyomatékot már 1400/perces fordulatnál kicsavarni a motorból, ami szép eredmény így együtt? Csakhogy a BMW a nagyobb méretű kettős megfújású (twin scroll) turbó mellett bevetett még egy trükköt. Míg az N54-esnél a vezérműtengelyek csak elfordulni tudtak a főtengelyhez képest (Vanos), így a szelepek a különböző bejövő adatok alapján csak vagy korábban, vagy később nyíltak, addig az N55-ös teljesen változó (vagyis a szelepkiemelés nagyságát is változtatni képes) Valvetronic vezérlést kapott.

A békítési feladatot a két rendszer együttműködése oldja meg a nagy méretűnek számító motornál, de a kettős megfújású turbó más, kisebb motorokon, akár önmagában is bizonyítja jó tulajdonságait. Ez abban áll, hogy a kipufogógázokat megosztva vezetik a turbinakerékre (négyhengeres motornál például nem az összes henger, hanem csak az 1-es és a 4-es, valamint a 2-es és a 3-as henger kipufogó leömlőcsöveit egyesítik, majd azokat külön-külön vezetik el egészen a turbinakerékig). A megoldás előnye, hogy így a kipufogógázokban több lendület marad (az egyesített leömlőcsőben a mozgási energia elörvénylik és nyomássá változik), ami kis fordulaton fedezi a felpörgetéshez szükséges energiaigényt – akkor is, ha valamivel nagyobb és tehetetlenebb a forgórész. Vagyis a twin scroll turbó elvi felépítéséből következően automatikusan javítja a kis fordulati tulajdonságokat. Ami érdekes a lüktetőnek is nevezett feltöltési eljárásnál, hogy ez volt az régi, eredeti ötlet, csak – vélhetően költségokokból – korábban nem aknázták ki.

A kettős megfújású turbófeltöltő egészen jó szerkezet, de ha a teljesítmény növelése a cél, találni alkalmasabbat nála. Ez pedig a változó geometriájú turbó, amely a dízeleknél már évek óta bizonyít, de a Porschét elnézve benzinmotoroknál is megérheti az alkalmazása. Holott nagyon drága szerkezetről van szó, a dízeleknél legalább 200 Celsius fokkal melegebb, az ezer fokot meghaladó hőmérsékletű kipufogógázok különleges, nagymértékben ötvözött acélok alkalmazását követelik meg, és a kidolgozásra is nagyon kell figyelni, hogy például az egyes alkatrészek szinkronban táguljanak, nehogy megszorulás legyen a vége.

Márpedig a változó geometriás turbónak épp az a lényege, hogy a turbinaházba, a turbinakerék köré telepített vezetőlapok a megszabott határokon belül teljesen szabadon mozoghassanak. Kis fordulaton, kis terhelésnél összezáródnak, a kipufogógáznak szűk átömlési keresztmetszetet állítanak be, ami javítja a gázreakciót, nagy fordulatnál és terhelésnél viszont kinyílnak, hadd ömöljön akadálytalanul a kipufogógáz a turbinakerék lapátjaira. A két végállás között természetesen fokozatmentesen többféle beállítás lehet, mindig olyan, amit a motor terhelése és fordulatszáma megkíván. A változó geometriás szabályozás ráadásul olyan sokoldalú, hogy a végső leszabályozáshoz megkerülőszelepre sincs szükség, egyszerűen úgy állítják be a lapátozást.

A 992-es kódú Porsche 911-es motorja jó részben kivételes turbója miatt a világ egyik legjobbja. A háromliteres alapmotor legnagyobb teljesítménye 385 LE 6500/perces fordulaton (128 LE/liter) a 450 Nm-es legnagyobb nyomatékhoz mégsem tartozik magasabb fordulatszám 1950/percnél. A csúcskiviteleknél persze feljebb kúszik a fordulatszám, a háromliteres motor 480 lóerős (160 LE/liter) változatának 470 Nm-es legnagyobb nyomatéka 2300/percnél, a 3,7 literes motor 650 lóerős (174 LE/liter) kivitelének 800 Nm-es csúcsnyomatéka 2500/percnél jelentkezik. Minkét fordulatszámérték így is jóval alacsonyabb, mint szívómotoroknál szokásos.

A 911-esnél azonban van egy kis csalás, ugyanis nem egyedül a turbó felel a remek eredményekért. A Porsche motorja is változó szelepvezérléssel (VarioCam Plus) dicsekedhet, igaz, nem teljesen, hanem két fokozatban változtatható szelepkiemeléssel. Ez talán a kisebb csalás, a másik az, hogy a hathengeres bokszermotort nem összesen, hanem hengersoronként tölti egy turbó, vagyis kettő van rajta. Így élhettek az egy nagy helyett két kicsi lehetőségével, mint annak idején a BMW az N54-es motorjánál. Annyi mentség szól a zuffenhauseniek mellett, hogy bokszer farmotornál nagyon nehéz lenne észszerűen beépíteni az egy darab turbót, és különben is: a műszaki megoldás így is az ínyenceknek valók közé tartozik.

A változó geometriájúnál csak egy turbó műszaki megoldása izgalmasabb, azé, amelyik képes önálló életre kelni, és amikor úgy hozza a szükség, akár kevés kipufogógáz mellett is értékelhető nyomást és légszállítást produkálni. Ez az elektromos turbó, amit elméleti alapon már bemutattunk, azonban most már megvásárolható. Maga a megoldás szokás szerint pofonegyszerű, a valóságba átültetni azonban legalább egy évtizedig tartott. A lényege annyi, hogy a feltöltő - egyik végén a kompresszorkereket, a másik végén a turbinakereket viselő - forgórészére a kettő között ráültetünk egy elektromos motort. Ha ez áramot kap, akkor is forgathatja a forgórészt, ha kipufogógáz akár a környéken nincs.

Ennek persze nem sok értelme lenne (régen, amikor esetenként a kézi szívatóval túlszívattuk benzinnel a motort, azért az átszellőztetéshez jól jött volna – de hát régen volt, igaz sem volt), annak ellenben annál inkább, hogy amikor csak gyéren érkezik a kipufogógáz, és hirtelen kellene nagyobb nyomaték és teljesítmény, akkor az elektromotor a szokásos turbókésedelemnél jóval gyorsabban felpörgeti forgórészt, és ezzel javítja a töltést. (A probléma lényege ugye az, hogy amíg nincs kipufogógáz, addig mi hajtaná a turbót, más részről viszont honnan lenne sok kipufogógáz, ha a szívóoldalon nem táplálunk több levegőt a hengerekbe.)

Mivel a villanymotor léte a forgórész felpörgetésével csökkenti a kipufogógázok jelentőségét, bátran lehet kicsit nagyobb a turbó. A Mercedes C 43 AMG M139-es jelű, négyhengeres, kétliteres motorja például az elektromos turbóval 408 lóerőt (204 LE/liter) ad le 6750/perces fordulatnál. Esetében azonban az 500 Nm-es nyomatékcsúcs (ami több annál, amit a Porsche 911 háromliteres bokszerének csúcsváltozata produkál) sem épp alapjárat közelében, hanem 5000/percnél jelentkezik. Akad azonban egy szelídebb kivitel az elektromos turbós M139-ből, amit az új SL 43-as orrába szerelnek. Az ő kétliterese csak 381 lóerős (190 LE/liter), és a nyomatéka is csupán 480 Nm, csakhogy az már 3250/perces fordulatnál rendelkezésre áll.

A Mercedesnek is találhatunk azonban mentséget a nyomatékhoz tartozó magasabb fordulatszámokra. A stuttgartiak ugyanis semmilyen trükköt nem vetettek be a motoron belül. A figyelemre méltó csúcsteljesítmény ellenére sincs dupla turbó, és teljesen változó szelepvezérlés sem. A teljesítmény leszabályozását egyszerű megkerülőszelep végzi. Ennek ellenére a Garrett gyártmányú elektromos turbó nem olcsó, és nem is olyan egyszerű beépíteni. Nem egyedül a kicsi, de erős elektromotor a drága benne, hanem a vezérlő elektronika, és az, hogy a gyors közbeavatkozás érdekében 48 V feszültségű elektromos háttérrendszerre van szükség a működéséhez.

A 48 voltos rendszerek pedig hol máshol terjedtek el, mint a benzin-elektromos hibridekben? Ezeknél a turbó kis fordulati tulajdonságai kevésbé nyomnak a latban, mert a hibrid rendszerbe épített elektromotor a másodperc törtrésze alatt megérkező nyomatékával elfedheti a belső égésű motor pillanatnyi gyengélkedését. És, ha jó a rendszer, akkor mire az elektromotor kifut a szuszból (azaz leszívja az akkumulátorát), a belső égésű motor már belelendül a munkába.

A pillanatnyilag a technika csúcsát képviselő elektromos turbóval megspékelve pedig valami elképesztő eredmények születhetnek. Erre példa lehet a Mercedes nemrég bemutatott AMG One hipersporkocsija. Ennek V6-os, 1,6 literes benzinmotorja egyetlen elektromos turbóval megküldve 574 lóerőt ad le (359 LE/liter), igaz, percenkénti kilencezres fordulaton. A töltőnyomás kis híján háromszorosa az átlagosnak, 3,5 bar. Ám az elektromos turbó tengelyére telepített elektromotor sem piskóta, a teljesítménye 90 kW, azaz 122 LE – ennyivel nemhogy egy kisebb, de akár egy alsó középkategóriás autó (Golf, Focus, Astra osztály) is egészen jól elboldogul. (A technika a Forma-1 MGU-H rendszerének utcai változata.) A nyomatékot a komplikált hajtásláncra hivatkozva nem adták meg, de igazából talán nem is annyira fontos, mert ha gyorsítani kell, akkor egyszerre akár több elektromotor száll be a bizniszbe, amikkel 1063 lóerőre dagad az összteljesítmény. Hát igen, ez már más kategória.

Információk a következő Totalcar Parkoló Parádéról!

 A következő, 38. Parkoló Parádé 2022. október  16.-án, vasárnap lesz a Hungexpo területén. Részletek hamarosan!

Tervezett programok (folyamatosan frissül):

  •  Élő Tulaj a Pályán verseny! Információ hamarosan!
  • Autódoki live - ingyenes élő diagnosztika és tanácsadás Autódoktorunktól, kollektív pingvinezés nyitott géptetők mellett. Hozott krehácsra ingyenes ráolvasás, szakértő hümmögés évtizedes rutinnal!
  • Parádés bazár, hogy ne menj haza üres kézzel!
  • Ökumenikus érdekesautó-nézegetés, és barátkozás parkolószerte.

Gyerekeknek:

  • A nagy népszerűségnek örvendő ingyenes gokartozás a Kalandozóparktól a 3-as fogadó előtti díszkövön.
  • Kilátogat a Szomjoltóság csapata egy csodaszép oldtimer Mercedes 710 tűzoltóautóval és rengeteg programmal, ráadás hűsítéssel, ha túl meleged lenne!
    10050003

Fontos infók

A rendezvényen előre (az alábbi gombra kattintva) vagy a helyszínen megváltott belépővel lehet részt venni. A jegy elővételben 2022.10.16. 11:30-ig 1200 Ft/fő (szépkártyával is lehet fizetni), a helyszínen váltva 1750 Ft/fő. A rendezvényre 14 éven aluli gyermekek nagykorú kísérővel, 18 év alattiak kísérő nélkül is ingyenesen léphetnek be.

A jegy egyszeri belépésre illetve behajtásra jogosít a Totalcar Parkoló Parádéra és annak minden kiegészítő programjára a Hungexpón (Bp. 1101, Albertirsai u. 10.).

Látogatói kapunyitás 12 órakor.
Belépés: autóval az 5-ös, gyalogosan a 3-as kapun.

A rendezvényre bármilyen gépjárművel ingyen be lehet hajtani, amennyiben az abban tartózkodó személyek érvényes jeggyel rendelkeznek.

Amennyiben gyalog jönnél, a MÁV járatai a Keleti pályaudvarból 5 perc alatt Kőbánya felsőn vannak, ami majdnem pont a 3-as, gyalogos bejáratnál van. A vonatot Budapest bérlettel vagy 250 forintnyi jeggyel veheted igénybe. A konkrét menetrendet ide kattintva találod.

A motorosoknak külön parkolót jelöltünk ki, amit táblával is jelzünk. Kérjük, lehetőleg oda parkoljatok.

A PP-re kutyák és egyéb háziállatok ingyenesen hozhatók, a látogató gazda felelősségére.

Aki drónfelvételeket kíván készíteni a területen, a jelenleg érvényes jogszabályok értelmében előzetes engedély birtokában teheti ezt. A helyszínre vonatkozó engedélyt a rendezveny@mail.totalcar.hu címen kérhetitek.

A rendezvény szervezői fenntartják a jogot a belépők és behajtók számának korlátozására, tekintettel a helyszínek befogadási képességére és az aktuális szabályozásra.

Az eseményen bármilyen marketing tevékenység, árusítás csak a rendezőség engedélyével történhet!

A rendezvény sajátosságaiból adódóan külön felhívjuk a látogatók a figyelmét a kulturált autó- és egyéb járműhasználatra!

unnamed

Az autós rendezvény veszélyes üzem. A szervezők törekednek a biztonságos keretek biztosítására és betartatására, de ennek ellenére történhetnek balesetek. A jegy megvásárlásával ezt tudomásul veszi, és lemond minden kártérítési jogáról a szervezőkkel szemben.

Amennyiben ezt nem képesek betartani, a rendezvény szervezői fenntartják a jogot, hogy a további rendezvényekről kitiltsák a szabályok megszegőit!

Előjelentkezés árusnak (élelmiszert és italt árusítók sajnos nem tudnak jelentkezni!), szponzornak, stb.: rendezveny@mail.totalcar.hu

A rendezvényre a Totalcar Általános Szerződési Feltételei érvényesek.

A Totalcar adatkezelési tájékoztatója itt olvasható.

Parkoló Parádé a Totalcaron

Lóerők, buli és sárguló falevelek- így láttuk mi a 37. Parkoló Parádét
A Parkoló Parádé még mindig tudja azt, egy ilyen vasárnapot nem cserélnénk el semmi másra.
Ötmilláért lennél James Dean?
A belépő-Porschénak nem jár alanyi jogon a nagyok dicsősége. Ezért a mondatért már megölhetett volna, de akkor nem lenne kivel játszania.