A tuning ésszerű határai
Chiptuning? Spórolós autógyárak? Kis költséggel jelentős teljesítménynövekedés? Ne hagyja magát elhülyíteni, és olvasson egy kicsit, mielőtt tönkretenné az autóját.
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.
