Články


Preplnovane zazehove motory

2007-03-03 Přečteno: 9 390x

Vysvetleni pojmu Turbokompresor, Waste Gate, Blow Off Valve, Pop Off, Intercooler, Solenoid, MAF sensor, Turbo-Lag, Stochiometricky pomer, Downpipe, primy a neprimy vstrik paliva, Knock sensor, Lambda rizeni, Close loop, Open loop apod.



Abych mohl vysvetlit jednotlive, slozite anglicky znejici terminy, je treba nejdrive pochopit, jak funguje moderni preplnovany motor s emisemi na urovni Euro3 a Euro4.

Vyfukova cast motoru:


Turbodmychadlo, je zarizeni, ktere ma na jedne spolecne hridelce (na kazdem jejim konci) jine zarizeni; Na jedne strane je turbina, kterou proudi jiz nepotrebne vyfukove plyny opoustejici motor a tim ji roztaceji a jeste vyuziji jinak vyfukem "vyfouknutou" energii, na druhe strane je spiralovy kompresor, ktery stlacuje nasavany vzduch a vytlacuje jej do saciho potrubi motoru. Vetsinou ma turbo spolecne tlakove mazani s motorem. Konicke trubce tesne pred nasavaci casti kompresoru se take rika Restriktor, u rallyovych vozu FIA predepisuje 32mm svetlost, coz urcuje vysledny vykon vozu WRC okolo 300k.

Benzinovy turbomotor ma na bloku z jedne strany prisroubovane vyfukove svody, (na druhe saci potrubi), ty usti primo do turbinove casti turbokompresoru, pak v nem tlakem nepotrebnych vyfukovych plynu roztaceji turbinu a pokud tlak jeste nedosahl maximalniho, 100% jich projde turbinou, odevzda kinetickou energii (bohuzel i tepelnou – proto se turbo musi chladit olejem, vodou, vzduchem – dle znacky), otacky turbinky jsou obrovske, I treba kolem 200.000ot/min, plyny ji opousteji do trubky zvane downpipe (dolni trubka pod turbem), pak jdou do pres prvni lambda sondu (to je cidlo, napichnute ve vyfuku, ktere na zaklade zbytkoveho mnozstvi kysliku ktery prevadi na elektricky signal a vysila do ECU ridi bohatost smesi) do prvniho katalyzatoru, pak do druheho pred kterym je druha lambda sonda (ta jen kontroluje funkcnost a pritomnost katalyzatoru) , pak do rezonatoru a do koncoveho tlumice vyfuku.
Pokud jiz ale turbo dosahlo max.tlaku urceneho vyrobcem (nebo tunerem), otevre zvlastni membranovy ventil zvany Waste Gate (prvni foto) (rizeny bud mechanicky (pod)tlakovou hadickou od sani, nebo elektronicky ECU pres akcni clen tkzv. solenoidni - krokovy presne davkujici pulsni ventil) bypass (obtok) turbinove casti turbokompresoru, Waste Gate tedy jakoby otevre vratka (jako u pece - poseldni foto) a vyfukove plyny turbo "obejdou" zkratkou aniz by dale roztacely turbinku a tlak tedy klesne, nebo se udrzi (ale hlavne se nezvysi) a za vratky se zase vrati do spolecne down pipe trubky, ktera je v tom miste rozsirena, aby pohltila hlavni proud pres turbo a jeste jeho obtok.
Rizeni je velmi rychle, v realnem case, radove desetiny sekund.


Saci cast motoru:

Vzduch je nasavan pres filtr vzduchu (ruzne konstrukce, originalni vlozky, nebo kit primeho sani s treba konickym sportovnim filtrem, (ktery rychle odrovna svymi kapickami oleje MAF senzor, ale to patri do jine diskuze) do trubky za filtr, na ktere je umistena vaha vzduchu (MAF - Mass Air Flow senzor) a nekdy sprazena s tlakomerem a vlhkomerem (EVO) jako doplnkove informace pro ECU a sofistikovanejsi rizeni smesi pak projde do kompresorove casti turba, vzduch je stlacen (a tim bohuzel i zahrat), proto se vede znovu ochladit do tkzv. Intercooleru (naporovy vymenik vzduch/vzduch) pred autem, existuje treba celni - EVO, lezaty – Impreza – proto ma na predni kapote nasavac vzduchu), pak se vede do saciho kolektoru, kde je vstup ovladan skrtici klapkou od plynoveho pedalu (na te je cidlo polohy plynu a krokovy bypass motorek pro rizeni volnobehu a sytice). Nez dojde do skrtici klapky, je na potrubi namontovan Blow Off Valve (obtokovy ventil), ktery pri prerazeni udrzuje stale stejne otacky turba (neslouzi tedy k roztaceni, ale udrzeni otacek).
Naskytne se otazka, proc se musi otacky udrzet? Pokud se prerazuji rychlosti, neni treba vysoky tlak turba a motor jej proste « nespolkne ». Tlak tedy zustane v sacim potrubi a ihned « zabrzdi » lopatky kompresorove casti turbodmychadla, nebot skrtici klapka je zavrena a vzduch nema kam jit. (Z fyziky vsichni vedi, ze vzduch (tlak) se rozpina vsemi smery…takze se vrati a « zadusi » turbo) Jakmile ridic « doradi » a chce zrychlovat, najednou nema vykon a ceka kolem 1s na znovuroztoceni turbiny a na pouzitelny tlak. Tomuto jevu se rika Turbo-Lag, neboli turbodira. BOV ji tedy castecne resi rychlym odpustenim do atmosfery (atmosfericky BOV za rallyoveho Psiiiiiiit), nebo do saciho potrubi pred turbo a za MAF (protoze tento vzduch uz byl zapocten a ECU o nem vi). Nekdy, ale dost malo, je na vytlacnem potrubi od Intercooleru k sacimu kolektoru jeste tkz. Pop Off ventil. Jedna se o klasicky pruzinovy presne kalibrovany ventil, ktery odpousti prebytecny tlak (neca jako v hrnic papinaku), slouzi jako ochrana, aby nedoslo pri nejake zavade (treba pridrena Waste Gate) k "preturbovani" okruhu. Pri urcitem, predem definovanem tlaku se proste otvira. Tyto ventily se prevazne pouzivaji v zavodnich vozech, na "civilnim" aute jsem jej jeste nevidel, coz vsak samozrejme neznamena, ze jej nektery vyrobce nepouziva.

V sacim kolektoru je vzduch rozdelen do vsech valcu a v « privadecich vzduchu » k valcum jsou namontovany vstrikovace paliva (bud primo u saciho ventilu = primy vstrik GDI, FSI atd. nebo dale tak kolem 8 cm pred sacim ventilem = neprimy vstrik) , tim dojde ke smiseni se vzduchem a pri otevreni saciho ventilu motor nasaje smes, dale to uz znate (sani, stlaceni, jiskra-vybuch, vyfuk...

U preplnovanych motoru plati, ze nejlepsi sani = zadne sani a nejlepsi vyfuk = zadny vyfuk, samozrejme tato « filosofie » je nepouzitelna v praktickem provozu (zvukove normy, Policie, STK, unavne dlouhe jizdy apod...)

Dalsi problem u preplnovanych motoru je rizeni smesi paliva. Kdo o motorech neco vi, zna pojmy jako chuda smes, bohata smes, stochiometricky pomer.

Jaka je smes meri lambda sonda na zaklade zbytkoveho kysliku ve vyfukovem potrubi tesne za motorem. Zbytkovy kyslik, “rika” lambda sonde, jak kvalitne byla smes spalena, ta jej prevadi na elektricky signal a ten predava do ECU motoru, kterazto bud obohacuje, nebo ochuzuje smes, tak aby v realnem case co mozna trvale zustala na optimalnim tkzv. stochiometrickem pomeru 14.7 (pomer jednotek vzduchu na jednotku paliva). U turbomotoru je toto obtizny ukol, nebot turbo tlaci velmi rychle a nepravidelne vysoke mnozstvi intercoolerem ochlazeneho husteho vzduchu a pokud ECU nebo vstrikovace nestihaji, tak motor bezi v chudem rezimu, teplota ve spalovaci komore prudce stoupa a hrozi podpaleni vyfukovych ventilu, nebo propaleni dna pistu, ktery je vetsinou hlinikovy = proto se pouzivaji u turbomotoru kovane pisty a proto nelze na obycejny motor namontovat turbo a myslet si, ze najezdi pul milionu kilometru jako v taxisluzbe. Vyfukove ventily u preplnovanych motoru jsou dale pro jejich vnitrni chlazeni plnene sodikem. U divokych tuneru je vetsinou toto lambda rizeni taky se tomuto rezimu rika “close loop” vypnuto a maji naprogramovany sve vlastni vstrikovaci mapy – “open loop” rezim, kde k urcitym otackam motoru, urcitemu tlaku turbodmychadla je napevno prirazena hodnota vstriku (vetsinou jeji delka v ms – protoze vstrikovac ma svuj vnitrni objem). Pokud to prezenou a neberou v potaz kvalitu benzinu (klepani – Knock sensor) a spaluji chudou smes (a maji vysoke tlaky turba), toto vede tedy k uplne destrukci motoru.

Dalsi problem je kompresni pomer, (urcuje miru stlaceni ve spalovaci komore), ktery je vzhledem k vysokemu tlaku vzduchu (radove 1 bar) snizen na hodnoty kolem 8. Normalni moderni atmosfericky benzinovy motor ma dneska bezne nad 10, vysokootackove Hondy i vice.

Turbodmychadla zvysuji ucinnost motoru, nebot vyuzivaji jinak ztracenou kinetickou energii vyfukovych plynu. Navic dovedou proklate zvysit vykon motoru, vzdyt nekteri opravdovi upravci (kteri se nemuseji drzet nejakych zavaznych technickych predpisu) dosahuji z dvoulitroveho motoru i na 1000 koni a vice!

Zaver:

Zamerne jsemse vyhnul slozitemu odbornemu popisu, chtel jsem, aby clanku porozumelo co nejvile lidi a vse si muzeme nasledne podrobneji vysvetlit v diskuzi.
Clanek jsem napsal takrikajic “zpatra” v casove tisni, muzou v nem byt chyby a nepresnosti, uvitam jejich odstraneni.

Pripojuji par fotek, abyste si mohli predstavit, jak vyse uvedene soucastky vypadaji.




Turbodmychadlo TD05 v Mitsubishi Lancer Evolution V/// vcetne originalni Waste Gate
Schema systemu Twin Scroll u turbodmychadla TD05
Vyfukove svody 4G63T
Atmosfericky univerzalni Blow Off Valve firmy HKS
Downpipe pro 4G63T od HKS
Waste Gate od HKS
Bypass turbiny

Diskuze o článku Nové téma


Foto galerie


Články