Kui rääkida turboülelaaduri tehnoloogiast, siis paljud autohuvilised on selle tööpõhimõttega tuttavad. See kasutab mootori heitgaase turbiini labade käitamiseks, mis omakorda käitavad õhukompressorit, suurendades mootori sisselaskeõhku. See parandab lõpuks sisepõlemismootori põlemistõhusust ja väljundvõimsust.
Turboülelaaduri tehnoloogia võimaldab kaasaegsetel sisepõlemismootoritel saavutada rahuldavat väljundvõimsust, vähendades samal ajal mootori töömahtu ja vastates heitgaasinormidele. Tehnoloogia arenedes on esile kerkinud erinevat tüüpi võimendussüsteeme, nagu ühe turboga, kahe turboga, ülelaadimine ja elektriline turboülelaadimine.
Täna räägime tuntud ülelaadimistehnoloogiast.
Miks ülelaadimine eksisteerib? Ülelaadimise väljatöötamise peamine põhjus on tegeleda "turbo lag" probleemiga, mida tavaliselt esineb tavalistes turboülelaadurites. Kui mootor töötab madalatel pööretel, ei piisa heitgaasienergiast turbos positiivse rõhu tekitamiseks, mille tulemuseks on kiirenduse hilinemine ja ebaühtlane jõuülekanne.
Selle probleemi lahendamiseks pakkusid autoinsenerid välja erinevaid lahendusi, näiteks varustati mootor kahe turboga. Väiksem turbo annab tõuke madalatel pööretel ja kui mootori pöörlemiskiirus suureneb, lülitub see suurema võimsuse saamiseks suuremale turbole.
Mõned autotootjad on asendanud traditsioonilised heitgaasiga töötavad turboülelaadurid elektriliste turbodega, mis parandavad oluliselt reageerimisaega ja kõrvaldavad viivituse, tagades kiirema ja sujuvama kiirenduse.
Teised autotootjad on ühendanud turbo otse mootoriga, luues ülelaadimistehnoloogia. See meetod tagab, et tõuge antakse koheselt, kuna seda juhib mootor mehaaniliselt, kõrvaldades traditsiooniliste turbodega seotud viivituse.
Kunagisel kuulsusrikkal ülelaadimistehnoloogial on kolm peamist tüüpi: Rootsi ülelaadurid, Lysholmi (või kruvi) ülelaadurid ja tsentrifugaalülelaadurid. Sõiduautodes kasutab valdav enamus ülelaadimissüsteeme selle tõhususe ja jõudlusomaduste tõttu tsentrifugaalse ülelaaduri konstruktsiooni.
Tsentrifugaalülelaaduri põhimõte sarnaneb traditsioonilise heitgaasi turboülelaaduri omaga, kuna mõlemad süsteemid kasutavad pöörlevaid turbiinilabasid, et tõmmata kompressorisse õhku võimendamiseks. Peamine erinevus seisneb aga selles, et selle asemel, et loota turbiini käitamiseks heitgaasidele, saab tsentrifugaalülelaaduri toite otse mootorist endast. Kuni mootor töötab, suudab ülelaadur järjepidevalt tõuget anda, ilma et seda piiraks saadaoleva heitgaasi hulk. See kõrvaldab tõhusalt "turbo lag" probleemi.
Varem tutvustasid paljud autotootjad, nagu Mercedes-Benz, Audi, Land Rover, Volvo, Nissan, Volkswagen ja Toyota, ülelaadimistehnoloogiaga mudeleid. Siiski ei läinud kaua aega, kui ülelaadimisest suures osas loobuti, peamiselt kahel põhjusel.
Esimene põhjus on see, et ülelaadurid tarbivad mootori võimsust. Kuna neid juhib mootori väntvõll, vajavad nad töötamiseks osa mootori enda võimsusest. Seetõttu sobivad need ainult suurema töömahuga mootoritele, kus võimsuskadu on vähem märgatav.
Näiteks V8 mootori nimivõimsusega 400 hobujõudu saab ülelaadimisega tõsta 500 hobujõuni. Kuid 200 hobujõuga 2,0-liitrisel mootoril oleks ülelaadija abil raskusi 300 hobujõu saavutamiseks, kuna ülelaaduri energiatarve kompenseeriks suure osa kasumist. Tänasel autotööstuse maastikul, kus suure töömahuga mootorid muutuvad heitgaaside eeskirjade ja tõhususenõuete tõttu üha haruldasemaks, on ülelaadimistehnoloogia ruum oluliselt vähenenud.
Teine põhjus on elektrifitseerimise suunas liikumise mõju. Paljud sõidukid, mis algselt kasutasid ülelaadimistehnoloogiat, on nüüdseks üle läinud elektrilistele turboülelaadimissüsteemidele. Elektrilised turboülelaadurid pakuvad kiiremat reaktsiooniaega, suuremat efektiivsust ja võivad töötada mootori võimsusest sõltumatult, muutes need hübriid- ja elektrisõidukite kasvava trendi kontekstis atraktiivsemaks.
Näiteks sellised sõidukid nagu Audi Q5 ja Volvo XC90 ning isegi Land Rover Defender, mis kunagi hoidsid kinni oma V8 ülelaadimisega versioonist, on mehaanilise ülelaadimise järk-järgult lõpetanud. Varustades turbo elektrimootoriga, antakse turbiinilabade juhtimise ülesanne üle elektrimootorile, võimaldades anda mootori täisvõimsuse otse ratastele. See mitte ainult ei kiirenda võimendusprotsessi, vaid välistab ka vajaduse, et mootor ohverdaks võimsust ülelaadurile, pakkudes kahekordset eelist: kiirem reageerimine ja tõhusam energiakasutus.
kokkuvõte
Praegu on ülelaadimisega sõidukid turul muutumas üha haruldasemaks. Siiski levivad kuulujutud, et Ford Mustangil võib olla 5,2-liitrine V8 mootor, mille ülelaadimine võib tagasi tulla. Kuigi trend on nihkunud elektri- ja turboülelaadimistehnoloogiate poole, on teatud suure jõudlusega mudelite puhul siiski võimalus mehaanilisel ülelaadimisel naasta.
Mehaaniline ülelaadimine, mida peeti kunagi tippmudelite jaoks eksklusiivseks, näib olevat asi, mida vähesed autotootjad on valmis enam mainima ja suure töömahuga mudelite väljalangemisel ei pruugi mehaaniline ülelaadimine peagi enam olla.
Postitusaeg: 06. september 2024
