Rakenteellisesti turbo koostuu kahdesta kammiosta, joissa molemmissa on siipipyörä. Toinen puolisko on kompressori ja sen sisällä pyörii kompressorisiipi. Vastakkaisella puolella on turbiini ja turbiinisiipi. Näiden välillä kulkee akseli.
 |
| Turbon rakenne. Kuva: Dieselnet |
Mitä turbossa tapahtuu?
Moottorissa syntyvä pakokaasu johdetaan turbiinille, jonka siipipyörä pyörii pakokaasun hukkaenergialla. Energia johdetaan kompressorille aksiaalisesti. Turbiinin siipipyörä voi pyöriä jopa 150 000 kierrosta minuutissa eli noin 30-kertaisesti moottoriin nähden. Tämä energia pyörittää kompressoria akselin välityksellä, jolloin ulkoilmasta johdettu imuilma puristuu sen kautta moottoriin korkeapaineiseksi. Turbiinissa pyörähtämisensä jälkeen pakokaasu johdetaan ulos normaalisti.
Johtuen pakokaasujen korkeista lämpötiloista ja turbon itse tuottamastaan lämpöenergiasta, moottorin toiminnan kannalta vaaditaan lisäksi välijäähdytin toimimaan turbon ohella.
Eli siis käytännössä liikenteessä?
Ilman turbon toimintaa vääntömomentti on alhainen pienillä nopeuksilla, koska imuventtiilistä sylinteriin menevä ilma ei liiku suurella voimalla eteenpäin vaan se hörpätään alipaineen avulla sylinteriin. Suuremmalla kuormituksella vääntömomentti pysyy tasaisempana, jolloin vääntösuhdekin on paras. Korkeilla kierroksilla vääntö putoaa, jolloin täytösaste laskee eli tehoa ei riitä.
Turbon tarkoitus siis on saavuttaa mahdollisimman tasainen ja laaja-alainen teho kaikilla käyttöalueilla. Lisäksi ahtimen ominaisuuksia säätämällä voidaan tehoaluetta siirtää alemmas tai ylemmäs käyttöalueissa.
 |
| Turbon halkileikkaus. Keskellä näkyy akseli siipipyörien välillä. Oikealla turbiini ja vasemmalla kompressori. Kuva: Dieselnet |
Välijäähdytin
Turbon kautta kulkema ilma on hyvin kuumaa, joten ennen moottoriin saapumistaan, se jäähdytetään välijäähdyttimessä. Välijäähdytin toimii siten, että kuuma ilma kulkee jäähdyttimen sisällä kohti moottoria ja jäähdyttimen läpi kulkee auton edestä tuleva ulkoilma. Kuumaa ilmaa mahtuu vähemmän saman paineiseen tilaan kuin mitä kylmää/viileämpää ilmaa. Välijäähdyttimen avulla ilmaa saadaan siis sylinteriin enemmän ja jos ilmaa on enemmän, polttoainetta saadaan enemmän.
 |
| Välijäähdyttimen toiminta. Kuva: Turbochargerexplained |
 |
| Välijäähdytin hieman järeämmässä vehkeessä, mutta tämänkaltaisia ne ovat normaaliautossakin. :) Kuva: jeimportperformance |
Turboviive?
Turboviiveestä puhuttaessa, tarkoitetaan ahtopaineen nousun viivettä suhteessa kaasun painamiseen. Ahtimelta kestää tovi, että se saa riittävästi kierroksia aikaan puristaakseen lisää ilmaa moottoriin. Pienemmissä ahtimissa viive on pienempi kuin suurissa ahtimissa.
Viivettä voi pienentää mm. kevyemmillä materiaaleilla, kahden ahtimen käyttö yhtäaikaisesti tai tuuletusventtiilin avulla. Lisäksi on mm. Anti Lag System ja Dynacharger järjestelmiä, mutta niistä ehkä toiste. :)
Hukkaportti
Turboahtimia on monenlaisia. Osassa ahtimista on hukkaportti, jonka avulla turbon tuottamaa painetta voidaan rajoittaa. Hukkaportti alkaa päästää pakokaasuja turbiinipyörän ohi kun haluttu paine on saavutettu. Näin ollen paine imupuolella ei pääse nousemaan liian korkeaksi. Useissa ahtimissa hukkaportti on kiinteästi kiinni, mutta on olemassa myös erillisiä hukkaportteja.
 |
| Turboahtimen rakennekuva. Kuva: Turbotekniikka |
***
Turbotonta moottoria sanotaan vapaasti hengittäväksi
***
Muuttuvasiipinen ahdin
Muuttuva- tai säätyväsiipinen ahdin laajentaa turbon toiminta-aluetta, joten se pystyy toimimaan jo alemmillakin kierroksilla. Rakenteellisesti turbossa on säätösiivet turbiinin lisäksi, joiden avautumiskulmaa muutetaan pakokaasumäärän ja kierroksien kasvaessa. Kun siivet ovat kiinni, kuormitus on vähäisempää. Siivekkeet aukeavat kierrosten kasvaessa, jolloin pakokaasu kiertää paremmin eikä paine nouse liian korkeaksi.
Mekaaninen ahdin, eli ns 'remmiahdin'
Mekaaninen ahdin toimii usein hihnan välityksellä kampiakselin kautta. Ollessaan välittömässä kontaktissa järjestelmään, hihnan välityksellä, teho siirtyy välittömästi käyttöön kun painetaan kaasua. Tavalliseen ahtimeen verrattuna se kuitenkin ottaa osansa moottorin tehosta toimiakseen, joten polttoaineen kulutus on hieman korkeampi.
Tunnettuja mekaanisia ahtimia ovat mm.:
Centrifugal Supercharger eli keskipakoahdin,
Roots "Blower" Supercharger ja
Lysholm Twin-Screw Supercharger eli ruuviahdin
Kaksoisahdin
Kaksoisahtimessa on sekä turboahdin että mekaaninen ahdin, jolloin tehokas käyttöalue laajenee pienempiikin nopeuksiin. Pienemmillä nopeuksilla mekaaninen ahdin aloittaa varhain toimintansa ja antaa tehoa. Nopeuden kasvaessa turboahdin tulee mukaan tuottamaan tehoa ja mekaaninen ahdin jää pois käytöstä kun vauhtia on riittävästi.
 |
| Remmiahdin. Kuva: Autowiki |
Ahtimen kunnon tarkistaminen
Autowikin ohjeita mukaillen, mutta linkistä löytyy tarkempaa tietoa mm. välysten mittaamisesta.
Turbon ollessa koneessa kiinni, voi tiettyjen tarkistustoimenpiteiden tekeminen olla hankalaa. Riippuen toki vielä turbon sijainnista ja rakenteesta. Helpointa on lähteä liikkeelle kuitenkin savujen tai hajujen tarkkailusta, josta voidaan ehkä päätellä jotakin. Eli moottorin tulee olla käyttölämmin, jolloin polkaistaan reippaasti kaasua. Kaveri voi tarkkailla, tuleeko pakoputkesta pöllähdys sinertävää savua tai haiseeko se erityisesti öljylle. Tämänkaltaista tuprauttelua voi autoa käynnistettäessä aiheuttaa myös venttiilinohjurien tai männänrenkaiden kuluneisuus, joten keino ei ole täysin luotettava juuri turbon kannalta. Lisäksi voi yrittää tarkistaa öljyisyyttä putkista tai välyksiä jollain tasolla, mikäli putket ovat helposti irrotettavissa.
Irroitettuna turbon välykset on helpompi tarkistaa, kuten myös siivekkeiden kunto. Mitään vääntymiä tai sirpaleiden aikaansaamia muutoksia ei saisi esiintyä. Tarkista myös turbiinipesä halkeamien varalta.
Ahtopaineiden mittauksen voi suorittaa testerillä ajon yhteydessä. Autowikin mukaan se suoritetaan siten, että kiihdytetään 2- tai 3-vaihteella rajoittimelle saakka apurin samalla lukiessa ahtopaineita. Paineiden ei tulisi vaihdella suuresti tasaisella vedolla.
Jekku
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti