Πώς δουλεύει το τούρμπο στο αυτοκίνητο;

Η λέξη «τούρμπο» έχει γίνει αρκετά γνωστή στην αυτοκινητοβιομηχανία του σήμερα και ενώ όλοι αντιλαμβάνονται ότι αποτελεί ένα θετικό χαρακτηριστικό για τα αυτοκίνητα, λίγοι είναι εκείνοι που ξέρουν πώς ακριβώς δουλεύει.

Aπό τον Αστέρη Βογιατζή | automoto

Το τούρμπο ή ο στροβιλοσυμπιεστής κατά το ελληνικότερο αυξάνει την απόδοση και τη δύναμη του κινητήρα εξαναγκάζοντας μεγαλύτερη ροή αέρα (άρα και καυσίμου) μέσα στο χώρο καύσης, κάτι που προκαλεί ισχυρότερη ανάφλεξη. Και μεγαλύτερη έκρηξη ισούται με περισσότερη δύναμη!

Σκεπτόμενοι ανάλογα, η παραπάνω διαπίστωση σημαίνει ότι μπορούμε να τοποθετήσουμε σύστημα τούρμπο σε ένα μικρότερο κινητήρα και να πάρουμε την ίδια δύναμη με αυτή που θα παρήγαγε ένας κινητήρας με μεγαλύτερη χωρητικότητα αλλά ατμοσφαιρική πλήρωση. Και φυσικά ένας μικρότερος κινητήρας καταναλώνει και λιγότερο καύσιμο.

Άλλο ένα προτέρημα των τούρμπο κινητήρων είναι ότι κάνουν χρήση ενός προϊόντος τους –τα καυσαέρια- μετατρέποντάς το με ωφέλιμο για την απόδοση τρόπο.

Αλλά ας δούμε αναλυτικά πώς δουλεύει το τούρμπο. Κατασκευαστικά, μια τουρμπίνα αποτελείται από έναν στρόβιλο και έναν συμπιεστή. Το κέλυφος της τουρμπίνας δέχεται τα καυσαέρια από την εξαγωγή του κινητήρα, τα οποία περιστρέφουν το στρόβιλο με ταχύτητα έως και 250.000 σ.α.λ. Στη συνέχεια, ο στρόβιλος περιστρέφει τον ομοαξονικό του συμπιεστή, ο οποίος τροφοδοτείται με αέρα από την ατμόσφαιρα και τον συμπιέζει πριν τον οδηγήσει μέσα στο θάλαμο καύσης.

Υπό κανονικές -ατμοσφαιρικές- συνθήκες, ο θάλαμος καύσης τροφοδοτείται με όσο αέρα μπορεί να πάρει λόγω του κενού αέρος που δημιουργείται κατά την καθοδική κίνηση του εμβόλου (χρόνος εισαγωγής). Αλλά καθώς ο συμπιεστής «σπρώχνει» περισσότερο αέρα μέσα στον κινητήρα, ο θάλαμος καύσης γεμίζει με περισσότερο μείγμα το οποίο στη συνέχεια θα καεί, παράγοντας ανάλογα μεγαλύτερη έκρηξη άρα περισσότερη ισχύ.

Ο επιπλέον αέρας σημαίνει ότι το καύσιμο καίγεται πιο γρήγορα, καλύτερα και σε αυξημένη θερμοκρασία, παράγοντας έτσι μεγαλύτερο έργο, το οποίο μέσω των κινητών μερών του κινητήρα μετατρέπεται σε πιο δυνατή και ταχύτερη περιστροφή των τροχών.

Και καθώς η όλη διαδικασία λαμβάνει χώρα μόνο όταν απαιτείται αυξημένη δύναμη, την υπόλοιπη ώρα δεν αυξάνεται η κατανάλωση καυσίμου, όπως θα γινόταν σε ένα μεγαλύτερο κινητήρα, του οποίου η μεγαλύτερη χωρητικότητα θα εξυπηρετούσε μόνο τις αυξημένες ανάγκες ισχύος και υπό όλες τις άλλες συνθήκες απλά θα κατανάλωσε καύσιμο ανούσια.

Πολλοί είναι αυτοί που θα πουν ότι τα συστήματα τούρμπο έχουν ένα σημαντικό μειονέκτημα και αυτό είναι η καθυστέρηση φάσης (τούρμπο λαγκ), δηλαδή ο χρόνος που μεσολαβεί από το πάτημα του γκαζιού -που σημαίνει αυξημένη ανάγκη απόδοσης- έως την εξαγωγή των καυσαερίων, την περιστροφή της τουρμπίνας και την επακόλουθη αύξηση της δύναμης του κινητήρα. Ωστόσο η σύγχρονη τεχνολογία με την ηλεκτρονική διαχείριση έχει φτάσει σε σημείο να μειώσει σημαντικά το φαινόμενο αυτό, ενώ σε αυτοκίνητα υψηλών επιδόσεων, όπως τα αγωνιστικά της F1, έχει σχεδόν εκμηδενιστεί.