Turbó a turbóhoz

Turbó a turbóhoz

A folyamatosan csökkenő károsanyag-kibocsátási határértékek és az alternatív hajtásrendszerek növekvő versenye csúcsteljesítmény elérésére ösztönzi a belsőégésű motorok fejlesztőit. A turbófeltöltéssel egy bevált recept áll rendelkezésére, amellyel több lóerőt érhet el kevesebb üzemanyag-fogyasztás és szennyezőanyag-kibocsátás mellett a benzin- vagy dízelmotorokból. „Egy ilyen töltőrendszer kialakítása a célok ütközéséhez vezet a fejlesztés során” – magyarázza Walter Müllberger, aki testvérével, Manfreddel együtt vezeti a Turbo Twins céget Bécs-Simmeringben, amely 1993 óta az összes turbófeltöltő kereskedelmére és javítására szakosodott. „A névleges teljesítményponthoz viszonylag nagy kipufogógáz-turbófeltöltőre van szükség” – mondja Müllberg. A nagyon magas töltőnyomás iránti vágy azonban alacsony motorfordulatszámon is azt jelenti, hogy a turbinát és a kompresszort jelentősen kisebbre kell állítani. „Ideális esetben a kettő kombinációjára lenne szükség” – magyarázza a turbószakértő.

"A kétfokozatú szabályozott töltés lehetővé teszi a turbina és a kompresszor oldali folyamatos beállítását a motor működési követelményeihez."WALTER MÜLLBERGER, TURBO IKREK

AZ IDEÁLIS TURBÓ TERVEZÉS

Ennek a célkonfliktusnak a megoldására a BorgWarner Turbo Systems kifejlesztette az „R2S” kétfokozatú szabályozott turbófeltöltőt. Ez egyesíti mindkét említett követelményt, és így megfelel a turbófeltöltő ideális felépítésének. A rendszer biztosítja a turbina és a kompresszor oldalának fokozatmentes beállítását minden motor működési pontjához. Következtetés: Ezzel az újonnan kifejlesztett töltési eljárással a belsőégésű motorok új generációi fejleszthetők ki, amelyek teljesítik a legszigorúbb teljesítmény-leadási, fogyasztási és környezeti kompatibilitási követelményeket. A technológia részletesen: A kétfokozatú szabályozott töltő R2S két különböző méretű turbófeltöltő soros csatlakoztatása, úgynevezett bypass vezérléssel. A hengerekből érkező kipufogógáz tömegáram először a kipufogógáz-gyűjtő csőbe áramlik. Innen lehetőség van a kipufogógáz teljes tömegáramának kiterjesztésére a nagynyomású turbinán (HP) keresztül, vagy egy részleges tömegáram átirányítására a bypass vezetéken keresztül az alacsony nyomású turbinára (LP). A teljes kipufogógáz-tömegáramot ezután ismét felhasználja az alsó kisnyomású turbina (LP). A teljes frisslevegő tömegáramot először az alacsony nyomású fokozat elősűríti. A további tömörítés és közhűtés ezután a nagynyomású szakaszban történik. Az elősűrítésnek köszönhetően a viszonylag kicsi HP kompresszor magasabb nyomásszinten dolgozik, így képes elérni a szükséges légtömegáramot.

KOMPAKT TÖLTŐRENDSZER

Menet közben alacsony motorfordulatszámon, azaz kis kipufogógáz tömegáramoknál a bypass teljesen zárva marad, és a teljes kipufogógáz tömegáram kitágul a HP turbinán keresztül. Ez nagyon gyors és magas töltőnyomás-felhalmozódást eredményez. A motor fordulatszámának növekedésével az expanziós munka folyamatosan az LP turbinára tolódik át, a bypass keresztmetszet ennek megfelelő növelésével. „A kétfokozatú szabályozott töltés lehetővé teszi a turbina és a kompresszor oldalának folyamatos beállítását a motor működési követelményeihez” – magyarázza Walter Müllberger. A rendszert pneumatikus aktuátorok vezérlik, amelyek a bypass csappantyúkra hatnak, például amelyek a csappantyús turbófeltöltők nagyüzemi gyártásánál használatosak. A bevált alkatrészek használatának köszönhetően a kompakt töltőrendszer megfelel a legmagasabb követelményeknek a nyomaték, a reakció, a kipufogógáz viselkedés és a teljesítmény tekintetében. Az új Borg-Warner R2S töltőrendszer személygépkocsikba és haszongépjárművekbe is beépíthető. A nagyobb lökettérfogatú járművekben a vákuumvezérlő doboz helyett elektromos vezérlőegységet használnak a kipufogógáz-megkerülés szabályozására.