Turboşarjlar gelecekte nasıl daha fazla güç ve verimlilik getirecek?
Turboşarjlar gelecekte nasıl daha fazla güç ve verimlilik getirecek?
Günümüzün turboşarjlarının artık seksenlerin motorları kolayca parçalayan yüksek dönen parçaları olmadığını biliyoruz. Kuzey Amerika'daki her dört araçtan en az biri artık turboşarjlı. Daha verimli ve güvenilirdirler ve daha az maliyetlidirler ve çok sevilen motorlarımızın çoğu turbo şarjdan ödün verir.
Turboşarjlı motor üreticisi Bo Tao Power'ın tahminine göre, beş yıl içinde dünyanın yeni piyasaya sürülen hafif araçlarının yaklaşık yarısı, Kuzey Amerika'nın hesaba katılması beklenen mevcut pazardan 18 milyon daha fazla olan turboşarj teknolojisiyle donatılacak. %39'u için.
Turboşarjlı bir motor almanın amacı, gücü artırmak, yakıt ekonomisini iyileştirmek veya her ikisini birden yapmaktan başka bir şey değildir. Turboşarj için, gelecekteki geliştirme yönü, güç performansını daha da iyileştirebilir ve enerji tasarrufu sağlarken mevcut turboşarjlı motorların eksikliklerini ortadan kaldırabilir.
Elektrikli Turbo ve Hibrit.
Bugün F1 arabalarında kullanılan turbo-hibrit V6 motorları sevmeyenler, birkaç yıl içinde benzer teknolojiye sahip arabalara binecek. Türbin ve kompresörün bağlantı miline gömülü bir DC motor, türbini çalıştırmak için egzoz gazı kullanmak zorunda kalmadan tam hızda döndürebilir ve bu neredeyse anında yapılabilir ve turbo gecikmesini neredeyse sıfıra indirir.
Bu nedenle, türbinin geleneksel türbin motorunda tahrik edilmediği düşük hız aralığında, motor tahrikli türbin, geleneksel türbin motorunun güç tepkisi eksikliğini telafi edebilir. Bazı üst düzey modeller şu anda mekanik turbo ikili güçlendirme ile donatılmış olsa da, bu etki de elde edilebilir, ancak yüksek maliyeti ve geniş ayak izi, sıradan araçların bu tür teknik konfigürasyonları yaygınlaştırmasını imkansız kılıyor.
İkincisi, elektrikli bir tahrik olduğu için, takviye gücü yazılım aracılığıyla daha doğru ve rahat bir şekilde kontrol edilebilir. Aynı zamanda, elektrik türbini, türbin yüksek yükte çalışırken türbini baypas etmesine izin vermek yerine, elektriği yeniden üretmek için fazla egzoz gazının enerjisini kullanacaktır. Bu elektrik enerjisini türbinleri veya güç üreten bir hibrit sistem gibi diğer elektrikli bileşenleri çalıştırmak için depolamak için bir süper kapasitör kullanılacaktır. Bu nedenle, bir elektrikli turbo kullanmanın sonucu, daha hızlı güç dağıtımı ve daha verimli yakıt ekonomisidir.
Ford Focus ve Audi'nin dizel prototiplerinde, egzoza bağlı olmayan, biraz farklı olsa da, elektromekanik turboşarjı zaten gördük. Ancak elektrikli turboların seri üretim araçlarda kanıtlanmamış güvenilirliğine bakılmaksızın, elektrikli turboşarjlarla aynı büyük sorunla karşı karşıyadır: çalışırken enerji kaynağı olarak yüksek güç desteği gerektirir veya daha fazla enerji tüketmeyi gerektirir.
Pik yükte, elektrikli turbonun çalışması için 48 volt gerekir, ancak üreticiler mevcut 12 voltluk sistemlerini yeniden tasarlamaya pek ilgi göstermediler. Aynı zamanda, güç sınırlamaları ve bazı eksenel akışlı türbin yapıları nedeniyle, elektrik türbinlerinin yüksek yük koşullarında geleneksel türbinlerin verimini elde etmesi zordur.
Bu nedenle, yüksek voltaj talebini karşılamak için, yukarıda bahsedilen F1 yarış teknolojisindeki turbo jeneratörün, seri üretilen otomobillerde egzoz gazını elektriğe dönüştürme verimliliğini daha da iyileştirmesi gerekiyor. Alternatif olarak, elektrikli turbo tahriki sağlamak için geleneksel hibritlerde bulunan yüksek voltajlı piller kullanılabilir. Ayrıca, özellikle yüksek yük koşullarında elektrikle geleneksel bir türbinle aynı etkiyi elde etmekte ısrar ederseniz, enerji tüketim oranı, ısı dağılımı, ömrü ve motor sisteminin ağırlığı da potansiyel problemlerdir.
Belki de düşük hız aralığında elektrik türbinlerinin kullanılması ve yüksek hız aralığında geleneksel turbolara geçiş her ikisini de yapmanın bir yoludur. Örneğin Volvo ve Audi bu yönde gelişiyor. Ancak Subaru gibi teknik olarak mükemmelliğin peşinde koşan ve tam hız aralığında çalışmak için elektrikli turboları kullanarak geleneksel turboları tamamen değiştirerek daha radikal bir yöntem benimseyen şirketler de var.
Ancak bir adım geri atarak, çeşitli teknik sorunları aşsak bile, elektrik türbinlerine olan ihtiyaç hala tartışılıyor. Bunun nedeni, temel olarak, elektrik türbinlerinin ek güç gerektirmesidir; bu, güç olarak egzoz gazı kullanan geleneksel türbinlerin enerji tasarrufu amacına aykırıdır. Bu nedenle, gelecekte enerji tasarrufu ve performans arasında uygun bir denge bulunması da araştırılmalıdır.
Yapısal sınırlamalar nedeniyle, geleneksel turboşarjların doğal eksiklikleri vardır. Bu eksiklikleri gidermek için fikirler tasarladıktan sonra, bu yeni teknolojilerin araçlara nasıl uygulanacağı da donanım malzemeleri için büyük bir testtir. Örneğin, yukarıda bahsedilen ultra yüksek sıcaklıklara dayanabilen malzemeler, daha yüksek termal verim elde etmek için türbin sistemlerinin geliştirilmesinde bir darboğazdır.
Ayrıca teknolojinin hızla gelişmesi ve ilerlemesi ile yukarıda bahsettiğimiz gibi teknik sorunların da kısa sürede çözüleceğine inanıyoruz. Ancak daha küçük turbo motor, EPA testlerinde doğal emişli motora kıyasla daha iyi sonuçlar elde ederken, küçük turbo birçok yol testinde iddiaları karşılayamadı. yakıt tüketimi seviyesi.
Şu anda, test cihazlarında tanınan sonuçlar gerçek yolda genellikle niteliksizdir, bu da teknik etkiyi test etmenin mevcut araçlarının mükemmel olmadığını ve tamamen gerçek sürüş ortamından belli bir mesafe olduğunu gösterir. Dolayısıyla bir sonraki adım, laboratuvarda ve test tezgahında elde edilen sonuçların gerçekte tam olarak elde edilebilmesi için farklı durumları uygun şekilde eşleştirmenin bir yolunu bulmaktır, aksi takdirde her şey sadece kağıt üzerinde olur.
