Όσον αφορά την τεχνολογία υπερσυμπίεσης, πολλοί λάτρεις των αυτοκινήτων είναι εξοικειωμένοι με την αρχή λειτουργίας της. Χρησιμοποιεί τα καυσαέρια του κινητήρα για να κινήσει τα πτερύγια του στροβίλου, τα οποία με τη σειρά τους οδηγούν τον αεροσυμπιεστή, αυξάνοντας τον αέρα εισαγωγής του κινητήρα. Αυτό βελτιώνει τελικά την απόδοση καύσης και την ισχύ εξόδου του κινητήρα εσωτερικής καύσης.
Η τεχνολογία υπερσυμπίεσης επιτρέπει στους σύγχρονους κινητήρες εσωτερικής καύσης να επιτυγχάνουν ικανοποιητική απόδοση ισχύος, ενώ παράλληλα μειώνουν τον κυβισμό του κινητήρα και πληρούν τα πρότυπα εκπομπών ρύπων. Καθώς η τεχνολογία έχει αναπτυχθεί, έχουν προκύψει διάφοροι τύποι συστημάτων ενίσχυσης, όπως μονό στροβιλοσυμπιεστή, διπλό στροβιλοσυμπιεστή, υπερσυμπίεση και ηλεκτρική υπερσυμπίεση.
Σήμερα, θα μιλήσουμε για τη διάσημη τεχνολογία υπερφόρτισης.
Γιατί υπάρχει η υπερτροφοδότηση; Ο πρωταρχικός λόγος για την ανάπτυξη της υπερσυμπίεσης είναι η αντιμετώπιση του ζητήματος της «υστερήσεως στροβιλοσυμπιεστών» που συναντάται συνήθως στους κανονικούς υπερσυμπιεστές. Όταν ο κινητήρας λειτουργεί σε χαμηλές στροφές ανά λεπτό, η ενέργεια των καυσαερίων είναι ανεπαρκής για τη δημιουργία θετικής πίεσης στο turbo, με αποτέλεσμα την καθυστερημένη επιτάχυνση και την ανομοιόμορφη παροχή ισχύος.
Για να λύσουν αυτό το πρόβλημα, οι μηχανικοί αυτοκινήτων βρήκαν διάφορες λύσεις, όπως τον εξοπλισμό του κινητήρα με δύο τούρμπο. Το μικρότερο turbo παρέχει ώθηση σε χαμηλές στροφές και μόλις αυξηθούν οι στροφές του κινητήρα, αλλάζει στο μεγαλύτερο turbo για περισσότερη ισχύ.
Ορισμένες αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν αντικαταστήσει τους παραδοσιακούς υπερσυμπιεστές καυσαερίων με ηλεκτρικούς τούρμπο, οι οποίοι βελτιώνουν σημαντικά τον χρόνο απόκρισης και εξαλείφουν την καθυστέρηση, παρέχοντας ταχύτερη και ομαλή επιτάχυνση.
Άλλες αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν συνδέσει το turbo απευθείας στον κινητήρα, δημιουργώντας τεχνολογία υπερτροφοδότησης. Αυτή η μέθοδος διασφαλίζει ότι η ώθηση παρέχεται αμέσως, καθώς οδηγείται μηχανικά από τον κινητήρα, εξαλείφοντας την καθυστέρηση που σχετίζεται με τα παραδοσιακά turbo.
Η άλλοτε ένδοξη τεχνολογία υπερσυμπίεσης διατίθεται σε τρεις κύριους τύπους: υπερσυμπιεστές Roots, υπερσυμπιεστές Lysholm (ή βιδωτές) και φυγοκεντρικοί υπερσυμπιεστές. Στα επιβατικά οχήματα, η συντριπτική πλειονότητα των συστημάτων υπερσυμπίεσης χρησιμοποιεί τη σχεδίαση του φυγοκεντρικού υπερσυμπιεστή λόγω της απόδοσης και των χαρακτηριστικών απόδοσης.
Η αρχή ενός φυγοκεντρικού υπερσυμπιεστή είναι παρόμοια με αυτή ενός παραδοσιακού στροβιλοσυμπιεστή εξάτμισης, καθώς και τα δύο συστήματα χρησιμοποιούν περιστρεφόμενα πτερύγια στροβίλου για να τραβήξουν αέρα στον συμπιεστή για ενίσχυση. Ωστόσο, η βασική διαφορά είναι ότι, αντί να βασίζεται στα καυσαέρια για την κίνηση της τουρμπίνας, ο φυγοκεντρικός υπερσυμπιεστής τροφοδοτείται απευθείας από τον ίδιο τον κινητήρα. Όσο ο κινητήρας λειτουργεί, ο υπερσυμπιεστής μπορεί να παρέχει σταθερά ώθηση, χωρίς να περιορίζεται από την ποσότητα των διαθέσιμων καυσαερίων. Αυτό εξαλείφει αποτελεσματικά το ζήτημα της «υστερίας turbo».
Στην εποχή μας, πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες όπως η Mercedes-Benz, η Audi, η Land Rover, η Volvo, η Nissan, η Volkswagen και η Toyota παρουσίασαν όλα μοντέλα με τεχνολογία υπερφόρτισης. Ωστόσο, δεν άργησε να εγκαταλειφθεί σε μεγάλο βαθμό η υπερφόρτιση, κυρίως για δύο λόγους.
Ο πρώτος λόγος είναι ότι οι υπερσυμπιεστές καταναλώνουν ισχύ κινητήρα. Δεδομένου ότι κινούνται από τον στροφαλοφόρο άξονα του κινητήρα, απαιτούν ένα μέρος της ίδιας της ισχύος του κινητήρα για να λειτουργήσουν. Αυτό τους καθιστά κατάλληλους μόνο για κινητήρες μεγαλύτερου κυβισμού, όπου η απώλεια ισχύος είναι λιγότερο αισθητή.
Για παράδειγμα, ένας κινητήρας V8 με ονομαστική ισχύ 400 ίππων μπορεί να ενισχυθεί στους 500 ίππους μέσω υπερτροφοδότησης. Ωστόσο, ένας κινητήρας 2,0 λίτρων με 200 ίππους θα δυσκολευόταν να φτάσει τους 300 ίππους χρησιμοποιώντας έναν υπερσυμπιεστή, καθώς η κατανάλωση ισχύος από τον υπερσυμπιεστή θα αντιστάθμιζε μεγάλο μέρος του κέρδους. Στο σημερινό τοπίο της αυτοκινητοβιομηχανίας, όπου οι κινητήρες μεγάλου κυβισμού γίνονται ολοένα και πιο σπάνιοι λόγω των κανονισμών εκπομπών ρύπων και των απαιτήσεων απόδοσης, ο χώρος για την τεχνολογία υπερφόρτισης έχει μειωθεί σημαντικά.
Ο δεύτερος λόγος είναι ο αντίκτυπος της στροφής προς την ηλεκτροδότηση. Πολλά οχήματα που χρησιμοποιούσαν αρχικά τεχνολογία υπερσυμπίεσης έχουν πλέον στραφεί σε ηλεκτρικά συστήματα υπερσυμπίεσης. Οι ηλεκτρικοί υπερσυμπιεστές προσφέρουν ταχύτερους χρόνους απόκρισης, μεγαλύτερη απόδοση και μπορούν να λειτουργήσουν ανεξάρτητα από την ισχύ του κινητήρα, καθιστώντας τους μια πιο ελκυστική επιλογή στο πλαίσιο της αυξανόμενης τάσης προς τα υβριδικά και ηλεκτρικά οχήματα.
Για παράδειγμα, οχήματα όπως το Audi Q5 και το Volvo XC90, ακόμη και το Land Rover Defender, που κάποτε κρατούσε την υπερτροφοδοτούμενη έκδοση V8, έχουν καταργήσει σταδιακά τη μηχανική υπερτροφοδότηση. Εξοπλίζοντας το turbo με έναν ηλεκτροκινητήρα, το έργο της οδήγησης των πτερυγίων του στροβίλου ανατίθεται στον ηλεκτροκινητήρα, επιτρέποντας την πλήρη ισχύ του κινητήρα να μεταδίδεται απευθείας στους τροχούς. Αυτό όχι μόνο επιταχύνει τη διαδικασία ενίσχυσης, αλλά και εξαλείφει την ανάγκη ο κινητήρας να θυσιάζει την ισχύ για τον υπερσυμπιεστή, παρέχοντας διπλό πλεονέκτημα ταχύτερης απόκρισης και αποτελεσματικότερης χρήσης ισχύος.
περίληψη
Επί του παρόντος, τα υπερτροφοδοτούμενα οχήματα γίνονται όλο και πιο σπάνια στην αγορά. Ωστόσο, υπάρχουν φήμες ότι η Ford Mustang μπορεί να διαθέτει κινητήρα V8 5,2 λίτρων, με την υπερτροφοδότηση να επιστρέφει πιθανώς. Ενώ η τάση έχει μετατοπιστεί προς τις ηλεκτρικές τεχνολογίες και τις τεχνολογίες υπερσυμπίεσης, εξακολουθεί να υπάρχει πιθανότητα να επιστρέψει η μηχανική υπερτροφοδότηση σε συγκεκριμένα μοντέλα υψηλών επιδόσεων.
Η μηχανική υπερτροφοδότηση, που κάποτε θεωρούνταν αποκλειστική για τα κορυφαία μοντέλα, φαίνεται να είναι κάτι που λίγες εταιρείες αυτοκινήτων είναι πρόθυμες να αναφέρουν πια, και με την κατάργηση των μοντέλων μεγάλου κυβισμού, η μηχανική υπερτροφοδότηση μπορεί σύντομα να μην υπάρχει πλέον.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-06-2024
