28.9.2010. Autor: Željko Marušić

Kako voziti turbo motor?

Sve više motora opremljeno je turbopunjačem. Za mnoge to je stvar pomodarstva, ali bez turbopunjača više i nema dizelaša na tržištu...

Sve više motora opremljeno je turbopunjačem. Za mnoge je to stvar pomodarstva, ali bez turbopunjača više i nema dizelaša na tržištu. Zbog toga se kaže - ‘ako dizel onda turbo, ako turbo, onda dizel’.Turbopunjač je sklop turbine i punjača (puhala ili kompresora), koji znatno povećava učinkovitost motora, poboljšava radnu karakteristiku i smanjuje potrošnju u usporedbi s jednako snažnim usisnim motorom. 

Kod klasičnih, usisnih motora tijekom prvog takta usisni plinovi ustrujavaju u cilindre kroz otvorene usisne ventile. Usisavanje se završava u donjoj mrtvoj točki (DMT). Tada se u cilindru postiže veći ili manji podtlak, ovisan o koncepciji, brzini vrtnje i opterećenju motora. Kod benzinskih motora s usisnom zaklopkom podtlak je veći nego kod dizelaša sa slobodnim usisom.

Motori s turbopunjačem više su toplinski i mehanički opterećeni od atmosferskih te ih nije preporučljivo dugotrajno voziti na visokim okretajima i naglo gasiti Podtlak se također povećava smanjenjem brzine vrtnje i opterećenja. Benzinski (otto) motor u praznom hodu postiže razmjerno velik podtlak, na čije se stvaranje troši energija te se smanjuje učinkovitost motora i povećava potrošnja goriva. 

Zbog toga su dizelaši ekonomičniji od benzinaca, znatno više kod malog opterećenja (u gradskoj vožnji), nego kod punog. Osnovna ideja turbo motora je da se tijekom prvog takta u cilindar nabiju plinovi pod tlakom. Motori s turbinskim prednabijanjem su učinkovitiji i razmjerno štedljiviji od jednako snažnih klasičnih (usisnih) motora, jer se energija utrošena na turbini djelomice kompenzira manjim gubitkom energije na usisu. Najveće se uštede postižu manjim gabaritima (motor je manji, lakši te stvara manje usisne gubitke) i manjim usisnim gubicima.

Od sredine 1990-ih dizelski se motori opremaju turbopunjačima promjenjive geometrije, oznake VNT (engl. Variable Nozzle Turbine) i VTG (njem. Variable Turbinengeometrie). Osnovna je ideja u mijenjanju smjera ulaznih plinova u rotor turbine, zakretanjem statorskih lopatica. Time se kompenzira promjena obodne brzine rotora i postiže najpovoljniji kut ustrujavanja ispušnih plinova u cijelom radnom području. Sprječava se i lokalno probijanja zvučnog zida na vrhu lopatica rotora, što izaziva nepravilna vrtloženja i zagušenja na ulazu u rotor.

Performanse se bitno poboljšavaju - elastičnost kod niskih i srednjih okretaja (uklanjanje turbo-rupe) te eksplozivnost kod visokih. Statorske lopatice turbine zakreću se polužnim mehanizmom, ovisno o porastu tlaka plinova na izlasku iz kompresora. U statoru se stvara venturijev efekt strujanja plinova te njihovo ubrzanje, uz povećanje učinkovitosti kompresora. 

Kod 1500/min klasični turbopunjač postiže punu učinkovitost u tri sekunde, a VNT dvostruko brže, uz pravilniji porast tlaka punjenja. Zakretanjem statorskih lopatica na turbinskoj strani osigurava se optimalan kut ustrujavanja ispušnih plinova kod svih brzina vrtnje motora te uklanja ‘turbo-rupa’

Ne gasite odmah nakon brze vožnje

Dok motor radi hladi se rashladnom tekućinom i motornim uljem, a kad se motor ugasi trenutno prestaje hlađenje, a u njemu zaostaje toplina izgaranja. Naglim gašenjem pri velikom opterećenju nastaje toplinski šok, čime su posebice ugroženi turbodizelaši. Zbog toga se nakon gašenja motora na kritičnim mjestima temperatura - povisuje! Turbopunjač se zagrijava do 900°C (uz ‘chip-tuning’ i 950°C). Ako se nakon velikog opterećenja turbodizelaš naglo zaustavi, temperatura ulja, ležajeva i osovine poraste i na preko 500°C. U takvim uvjetima motorno ulje izgori, a može doći i do deformacija osovina i ležajeva. Izgoreno motorno ulje može zatvoriti uljne kanale. Slično je kad čovjek trči po žeravi - problem bi nastao kad bi se zaustavio.

Oprez s hladnim motorom

U nadolazećim hladnijim danima trebat će paziti da se turbomotori ne forsiraju dok su hladni. Rad hladnog motora štetan je kod svih motora, a posebice s turbopunjačem. Naime, dodavanjem gasa brzina vrtnje rotora raste do 250.000/min, a uz nezagrijano ulje podmazivanje je loše, što može izazvati oštećenje. Kod hladnog motora su velike toplinske razlike na turbinskoj strani, koju pokreću vrući ispušni plinovi, i hladnoj kompresorskoj. Najveće su razlike kod naglog opterećenja hladnog motora, što može izazvati oštećenje rotora.

Vozite u srednjim okretajima

Suvremeni dizelaši s izravnim ubrizgavanjem common-rail ili pumpa-brizgaljka najveći okretni moment razvijaju pri samo 1500 do 2000/min te ih je najbolje voziti na tim ili nešto većim okretajima. Tada je i potrošnja goriva najmanja, a mehaničko i toplinsko opterećenje nisu visoki. Zbog velikog momenta, dizelske motore ne treba tjerati u previsoke turaže. Za temperamentnu vožnju dovoljno je šaltati na 3500/min, jer iznad tih okretaja ionako naglo pada moment, a iznad 4000/min i snaga.

 Isključivo sintetično motorno ulje

Mineralno i polusintetično motorno ulje može se koristiti u usisnom (atmosferskom) motoru, no bolje je sintetično. Kod turbo motora to je obveza, jer je sintetično motorno ulje znatno otpornije na visoke temperature, koje se javljaju u motoru, a posebice u turbopunjaču. Sintetično se ulje prepoznaje po donjoj razini viskoznosti 0W i 5W (10W ukazuje na polusintetično, a 15W na mineralno ulje). Među sintetičnim uljima najčešća je gradacija 5W 40, koja pruža najbolji kompromis dobrih svojstava i povoljne cijene.

VAŽNO

• nakon velikog opterećenja nemojte odmah ugasiti motor. Pustite ga da radi nekoliko minuta u leru

• izbjegavajte velika opterećenja, a prije dolaska na odredište, opterećenje postupno smanjujte

• turbomotore što više vozite u srednjem području okretaja

• koristite isključivo sintetično motorno ulje i mijenjajte ga redovito (s filtrom)

• redovito mijenjajte rashladnu tekućinu i kontrolirajte ispravnost rashladnog sustava

• oprez kod kupnje rabljenih turbodizelaša, pogotovo uvezenih iz Italije, jer često imaju dotrajale turbopunjače

DOBRO JE ZNATI…

Prvi serijski automobil s turbopuhalom bio je američki Chevrolet Corvair iz 1962. Na europskom tržištu prvi je bio BMW 2002 turbo iz 1973., kojemu je snaga sa 100, odnosno 130 KS (verzija ‘tii’) povećana na 170 KS. Dvije godine potom stiže Porsche 911 turbo s 301 KS. Prvi tržišni uspjeh postiže Saab 99 turbo iz 1977.





Mazda


Gulf

Tembo