Sähköturbo: Onko se turboahdin vai ahdin?
Jos selaat Internetiä, saatat törmätä erilaisiin sähköturboihin liittyviin keskusteluihin. Siksi päätimme tarkastella tätä aihetta ja selittää, mitä varten sähköinen turbo on.
Mutta ensinnäkin meidän on vastattava yhteen peruskysymykseen. Onko se turboahdin vai ahdin?
Sisältö
Turboahdin vai ahdin?
Tähän kysymykseen on vain yksi yksinkertainen vastaus. Sähköturbo toimii sähköllä. Ottaen kuitenkin huomioon peruseron turboahtimen ja ahtimen välillä, ymmärrämme nopeasti, että se ei voi olla turboahdin tai ahdin.
Turboahdin: Mitkä ovat sen edut, ja mikä on turbon viive?
Tärkein ero turboahtimen ja ahtimen välillä on se, että ahdinta käytetään mekaanisesti kampiakseliin kiinnitetyn hihnan kautta. Sitä vastoin turboahdin toimii moottorin pakokaasuilla.
Tietyn moottorin ahtimen erilaiset edut tai haitat riippuvat ahtimen ja turboahtimen käytöstä.
Turboahdin:
Turboahdin lisää painetta imusarjassa käyttämällä pakokaasuja, jotka pyörittävät sen turbiinia. Pakokaasujen avulla pyöritettävä turbiini on yhdistetty imuputkessa olevaan turbiiniin varmistaen sen käytön.
Turboahtimen turbiinin pyörimisen ansiosta ilma pakotetaan sylintereihin, mikä varmistaa suuremman tehon moottorille. Tehon kasvu johtuu siitä, että moottori saa paljon enemmän happimolekyylejä samasta ilmatilavuudesta, koska ilma on paineistettu.
Turboahtimen tyypit: Turbo, Twin turbo, Twin-scroll, tunnetko ne kaikki?
Koska pakokaasut ajavat turboa, on selvää, että turbon vaikutus ei tapahdu heti, vaan vasta tietyn kierrosluvun ylityksen jälkeen, kun paine pakoputkessa kasvaa sen verran, että turbiini pyörii. Siksi turboahtimen vaikutus on havaittavissa vasta noin 2000 rpm ylityksen jälkeen turboahtimen koosta ja tyypistä riippuen.
Suuret turbot ovat vähemmän tehokkaita matalilla kierroksilla, mikä johtaa alhaisempaan imusarjan paineeseen. Sitä vastoin pienemmät turboahtimet pyörivät nopeammin pienemmällä kierrosluvulla, mutta eivät pysty tuottamaan tarpeeksi paineilmaa korkeammilla kierrosluvuilla.
Turboahdin on siten rajoitettu tietyllä moottorin kierroslukualueella sen koosta ja tyypistä riippuen.
Ahdin:
Ahtimella on sama tehtävä kuin turboahtimella, mutta toisin kuin se, sitä ei ohjata pakokaasuilla, vaan mekaanisesti kampiakseliin kytketyllä hihnalla. Turboahtimeen verrattuna ahtimella on yksi suuri etu: se ei kärsi turboviiveestä ja reagoi kaasupolkimen painallukseen välittömästi.
Turbon viive: mikä se on ja miten sitä vähennetään?
Koska ahdin käyttää ajoonsa moottorin energiaa, se ottaa jonkin verran energiaa moottorista. Lopulta se kuitenkin antaa enemmän voimaa vastineeksi. Toinen ahtimen haittapuoli on sen alhaisempi adiabaattinen tehokkuus kuin turboahtimella.
Adiabaattinen hyötysuhde on ahtimen kyky puristaa ilmaa lisäämättä ilmaan ylimääräistä lämpöä. Mitä alhaisempi ilman lämpötila, sitä tiheämpi ilma on ja sisältää enemmän happimolekyylejä. Joten ahtimet lisäävät enemmän lämpöä ilmaan kuin turboahtimet, mikä tekee niistä vähemmän tehokkaita.
Sähköinen turbo:
Sähköturbo on oma lukunsa. Se on turbiini, jota pyöritetään sähköllä. Sähköturbo ei tarvitse ajoonsa pakokaasujen energiaa, koska se käyttää sähkömoottoria ja erikoisakkua ajossaan.
Tämän ansiosta sähköturbolla on useita etuja. Todennäköisesti suurin on turboviiveen täydellinen eliminoituminen ja välitön paineen nousu imusarjassa kaasupolkimen painamisen jälkeen ja näin ollen välitön tehon alkaminen. Tämä mahdollistaa paremman moottorin vasteen sekä pienemmän polttoaineenkulutuksen ja päästöt.
Moottorin teho ja vääntömomentti: Kumpi näistä parametreista on tärkeämpi?
Sähköturbo voi säätää turbiininsa nopeutta muuttamalla sähkömoottorin nopeutta. Tämä turbotyyppi ei tarvitse lisälaitteita, kuten puhallusventtiiliä, hukkaventtiiliä tai säädettäviä siipiä turbon viiveen säätämiseen.
Puhallusventtiili: Mikä on tämän laitteen tarkoitus?
Sähköturbon potkuri voi pyöriä lähes välittömästi noin 100 000 rpm. Kun moottori on joutokäynnillä, turbiini pyörii jatkuvasti noin 8000 rpm:n nopeudella.
Sähköturboa ei kuitenkaan käytetä itsenäisesti moottorin ahtamiseen. Suurilla moottorinopeuksilla erikoisakun energia ei riittäisi pyörittämään turbiinia riittävällä nopeudella.
Käytettäessä vahvempaa akkua tai suurempaa määrää tällaisia akkuja sähköturbon hinta koko sähköverkkoa muutettuna ylittäisi muun auton hinnan.
Siksi sähköinen turboahdin toimii vain alhaisilla ja keskinopeuksilla, ja suurilla nopeuksilla se sammuu ja jättää ahtotoiminnon perinteiselle turboahtimelle.
Vaatimukset sähköturbolle auton sähköverkossa ovat suhteellisen korkeat ja muodostavat vakavan ongelman. Jotta sähköturbo olisi riittävän tehokas, autonvalmistajien olisi nostettava auton jännite 48 volttiin.
Tämä kuitenkin liittyisi auton kaikkien mahdollisten osien muuntamiseen akusta vaihtovirtageneraattorin kautta koko ajoneuvon sähköverkkoon, mikä johtaisi lisätuotantokustannuksiin, joita autoyritykset kuitenkin pyrkivät pienentämään.
Edut:
- Turboviiveen puuttuminen kokonaan
- Ei tarvitse lisälaitteita täyttöpaineen säätämiseen
- Ei ole alttiina suurelle lämpökuormitukselle
Haitat:
- Korkea hinta
- Luotettavuuskysymys
- Vaatii erityisen akun, joka antaa virtaa tälle turbolle
- Auton monimutkainen sähköverkko