Post by dusterwarrior on Mar 25, 2019 23:02:40 GMT 2
Πριν λίγες μέρες έλαβα ένα προσωπικό μήνυμα απ' τον φίλο txdkts ζητώντας μου να φτιάξω ένα post στο οποίο να εξηγώ την λειτουργία των turbo, τι διαφορά έχει το VGturbo που εφοδιάζεται ο 1.5dci από τα απλά turbo, από ποιες στροφές και πάνω λειτουργεί, εαν λειτουργία ECO επιδρά πάνω στο turbo, εάν υπάρχει κάτι που πρέπει να προσέχει κάποιος που οδηγάει αυτοκίνητο με turbo. Και άλλες τέτοιες χρήσιμες πληροφορίες! Με αφορμή λοιπόν αυτό το μήνυμα έρχομαι σήμερα να γράψω το εν λόγο post.
Πριν ξεκινήσω να αναλύω σχετικά γύρω από το duster, θεωρώ πως είναι καλό να αναφερθώ λίγο στις βασικές αρχές με όσο το δυνατόν απλό και κατανοητό τρόπο.
1. ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ
Η ενέργεια που χρησιμοποιούμε για την κίνηση ενός αυτοκινήτου με την βοήθεια του κινητήρα του, προέρχεται από την καύση ενός μείγματος υδρογονανθράκων (καύσιμου) και οξυγόνου (αέρα). Επομένως σε μεγάλο βαθμό η Ισχύς και η Ροπή ενός κινητήρα εξαρτώνται από την ποσότητα του μείγματος αέρα/καύσιμου που εισέρχεται στους κυλίνδρους του κινητήρα.
Σε έναν ατμοσφαιρικό κινητήρα (μη υπερτροφοδοτούμενο) ο όγκος του μείγματος που μπορεί να εισέλθει/αναρροφηθεί στον κύλινδρο από την παλινδρόμηση του εμβόλου (πιστονιού), προς το Κάτω Νεκρό Σημείο, δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερος από ότι ο κυβισμός (όγκος) του συγκεκριμένου κυλίνδρου. Βέβαια στον πραγματικό κόσμο όπου οι κινητήρες δεν είναι ιδανικοί, ο όγκος αυτός του μείγματος περιορίζεται σημαντικά και από τις απώλειες που επιφέρουν οι αυλοί εισαγωγής, οι στροβιλισμοί στις βαλβίδες εισαγωγής αλλά και η αντίσταση του φίλτρου αέρα. Επιπρόσθετα η αναρρόφηση μείγματος στον κύλινδρο από το κατερχόμενο έμβολο προϋποθέτει την ύπαρξη υποπίεσης η οποία και αυτή με την σειρά της επηρεάζει την ποσότητα του εισερχόμενου μείγματος σε αέρα!
Όπως προανέφερα οι κινητήρες στον πραγματικό κόσμο δεν είναι ιδανικοί οπότε υπάρχει και ένα ακόμη ζητούμενο που επηρεάζει την απόδοση του κινητήρα και αυτό είναι η θερμοκρασία... Όσο λειτουργεί ένας κινητήρας τόσο αυξάνεται η θερμοκρασία σε όλα τα εξαρτήματα του, επομένως η ποσότητα της μάζας του αέρα μικραίνει επειδή μεγαλώνει ο όγκος της, όσο αυτός περνάει μέσα από την θερμή πολλαπλή εισαγωγή, κάτι που οδηγεί σε φτωχότερο μείγμα σε αέρα. Οπότε συμπερασματικά οδηγούμαστε στο ότι για την αύξηση της Ισχύος και της Ροπής απαιτείται μια αύξηση στην ποσότητα του αέρα στο μείγμα... Δηλαδή με κάποιο τρόπο πρέπει να στέλνουμε αέρα με πίεση στους κυλίνδρους αντί να περιοριζόμαστε στην ποσότητα που μπορεί να αναρροφήσει ο κινητήρας από μόνος του.
Ο τρόπος της αύξησης της ισχύος ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης ονομάζετε υπερπλήρωση (υπερτροφοδότηση). Από τα πρώτα κιόλας χρόνια της αυτοκίνησης και ειδικότερα στους αγωνιστικούς χώρους χρησιμοποιήθηκαν συστήματα υπερπλήρωσης.
Τα συστήματα αυτά χωρίζονται γενικά σε δυο κατηγορίες ανάλογα με τον τρόπο που αυτά δέχονται κίνηση:
Μηχανικοί υπερσυμπιεστές (κομπρέσορες) δέχονται κίνηση από τον στρόφαλο του κινητήρα μέσω ιμάντα
Στροβιλοσυμπιεστές (turbo) δέχονται κίνηση από τα καυσαέρια του κινητήρα.
Στο post αυτό δεν θα αναφερθώ στο πως λειτουργούν οι κομπρέσορες αλλά θα εμβαθύνω με όσο πιο απλό τρόπο μπορώ στα turbo. Πάμε λοιπόν...
2. ΣΤΡΟΒΙΛΟΣΥΜΠΙΕΣΤΕΣ (TURBO)
Οι στροβιλοσυμπιεστές λαϊκιστή turbo, με απλά λόγια είναι μια αντλία θερμού αέρα που πιέζει περισσότερο αέρα στον κινητήρα... τα turbo είναι τοποθετημένα στο σύστημα εξάτμισης μεταξύ της πολλαπλής εξαγωγής και του σωλήνα της εξάτμισης και αποτελούνται από δυο στροβιλομηχανές συνδεδεμένες μεταξύ τους. Μια τουρμπίνα (turbine housing), στην μερία της εξαγωγής (turbine section) και έναν συμπιεστή (Compressor Housing), στην μερία της εισαγωγής (Compressor Section). Ο συμπιεστής κινείται από την τουρμπίνα και εφοδιάζει τους κυλίνδρους του κινητήρα με αέρα υπό πίεση (compressor air discharge). Η τουρμπίνα από την άλλη πλευρά κινείται από τα καυσαέρια που εξάγονται από τον κινητήρα (turbine exhaust gas inlet) μέρος των οποίων περνάει μέσα από την φτερωτή της (turbine wheel) πριν καταλήξουν στην εξάτμιση (turbine exhaust gas outlet) και την περιστρέφουν... δηλαδή μέσω του φαινομένου της μετατροπής της θερμικής ενέργειας σε κινητική, η φτερωτή της τουρμπίνας (turbine wheel) περιστρέφετε και συμπαρασύρει με την σειρά της την φτερωτή του συμπιεστή (compressor wheel).
Η τουρμπίνα και ο συμπιεστής όπως προανέφερα είναι συνδεδεμένοι μεταξύ τους και αυτό επιτυγχάνεται με την βοήθεια ενός κοινού άξονα πολλές φορές τον ακούμε να αναφέρετε και ως ρότορας (εσφαλμένα βέβαια).
Στο σημείο αυτό αξίζει να αναφερθεί ότι οι στροφές του στροβιλοσυμπιεστή δεν εξαρτώνται από της στροφές του κινητήρα, αλλά από την ισορροπία ισχύος μεταξύ της τουρμπίνας και του συνδεδεμένου σε αυτή συμπιεστή.
Στο βίντεο που ακολουθεί φαίνεται η λειτουργία ενός τυπικού στροβιλοσυμπιεστή στην πράξη...
Σε λειτουργία με μεγάλο όγκο καυσαερίων (υψηλές ταχύτητες κίνησης του αυτοκινήτου) τα πτερύγια ανοίγουν και η διατομή εισόδου μεγαλώνει καθώς ήδη τα καυσαέρια έχουν την "ορμή" να περιστρέψουν την φτερωτή της τουρμπίνας χωρίς όμως η ταχύτητα τους να είναι μεγάλη. Στην κατάσταση αυτή η τουρμπίνα μπορεί να λειτουργήσει με μεγάλες ποσότητες καυσαερίων χωρίς όμως να αυξάνεται η πίεση σε επικίνδυνα επίπεδα τόσο για τον στροβιλοσυμπιεστή όσο και για τον κινητήρα.
Στα βίντεο που ακολουθούν φαίνονται ο τρόπος λειτουργίας των VGT.
Πριν κλείσω αυτό το post θεωρώ πως πρέπει να κάνω μια αναφορά σε ένα ακόμη κρίσιμο κομμάτι των turbo κινητήρων! Αυτό της ψύξης του αέρα! Όπως είπα στην αρχή του post στις βασικές έννοιες ο αέρας όταν θερμαίνετε μεγαλώνει ο όγκος του και μειώνεται η ποσότητα του, πόσο μάλλον δε όταν συμπιέζετε. Σε συμβατικούς turbo κινητήρες η πίεση του κυμαίνεται από 0,2 εώς 1,2bar ενώ πιο σπάνια στα 2,2bar, ενώ η θερμοκρασία του μπορεί να φτάσει και τους 180°C. Επομένως για να αυξηθεί η πυκνότητα του και η ποσότητά του και να επιτευχθεί η πολυπόθητη εισροή ικανής μάζας αέρα στους κυλίνδρους του κινητήρα χρησιμοποιούνται οι εναλλάκτες θερμότητας τα γνωστά σε όλους intercooler τα οποία δεν είναι τίποτε άλλο από ψυγεία από τα οποία διέρχεται ο αέρας και με την βοήθεια ενός ψυκτικού μέσου (αέρα ή νερού) η θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στους κυλίνδρους περιορίζεται γύρο στους 40°C... Σε σχέση με τους 180°C οι 40°C είναι δροσερό αεράκι στην Σαχάρα...
.
Στα duster από το '10 έως το '17 αρχές '18 χρησιμοποιούνται intercooler αέρα - αέρα (δηλαδή το ρεύμα αέρα που δημιουργείται από την κίνηση του οχήματος ψύχει τον αέρα που εξάγεται απ' τον συμπιεστή. Ενώ στα νέα duster με τους blue dci η dacia τα εφοδιάζει με intercooler νερού - αέρα (δηλαδή χρησιμοποιείται πλέον ψυκτικό υγρό απ το κύκλωμα ψύξης του κινητήρα προκειμένου να ψυχθεί ο αέρας). Κάτι που κάνει το σύστημα ψύξης του αέρα πιο μικρό και πιο αποδοτικό ειδικά σε καταστάσεις υψηλών θερμοκρασιών περιβάλλοντος όπου τα συμβατικά intercooler υστερούν σημαντικά!
Αυτά λίγο πολύ από εμένα ελπίζω να σας κάλυψα και αν τυχόν έχω ξεχάσει κάτι που θέλετε να αναλύσω ή έχετε κάποια απορία πολύ ευχαρίστως να σας απαντήσω!
Πριν ξεκινήσω να αναλύω σχετικά γύρω από το duster, θεωρώ πως είναι καλό να αναφερθώ λίγο στις βασικές αρχές με όσο το δυνατόν απλό και κατανοητό τρόπο.
1. ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ
Η ενέργεια που χρησιμοποιούμε για την κίνηση ενός αυτοκινήτου με την βοήθεια του κινητήρα του, προέρχεται από την καύση ενός μείγματος υδρογονανθράκων (καύσιμου) και οξυγόνου (αέρα). Επομένως σε μεγάλο βαθμό η Ισχύς και η Ροπή ενός κινητήρα εξαρτώνται από την ποσότητα του μείγματος αέρα/καύσιμου που εισέρχεται στους κυλίνδρους του κινητήρα.
Σε έναν ατμοσφαιρικό κινητήρα (μη υπερτροφοδοτούμενο) ο όγκος του μείγματος που μπορεί να εισέλθει/αναρροφηθεί στον κύλινδρο από την παλινδρόμηση του εμβόλου (πιστονιού), προς το Κάτω Νεκρό Σημείο, δεν μπορεί να είναι μεγαλύτερος από ότι ο κυβισμός (όγκος) του συγκεκριμένου κυλίνδρου. Βέβαια στον πραγματικό κόσμο όπου οι κινητήρες δεν είναι ιδανικοί, ο όγκος αυτός του μείγματος περιορίζεται σημαντικά και από τις απώλειες που επιφέρουν οι αυλοί εισαγωγής, οι στροβιλισμοί στις βαλβίδες εισαγωγής αλλά και η αντίσταση του φίλτρου αέρα. Επιπρόσθετα η αναρρόφηση μείγματος στον κύλινδρο από το κατερχόμενο έμβολο προϋποθέτει την ύπαρξη υποπίεσης η οποία και αυτή με την σειρά της επηρεάζει την ποσότητα του εισερχόμενου μείγματος σε αέρα!
Όπως προανέφερα οι κινητήρες στον πραγματικό κόσμο δεν είναι ιδανικοί οπότε υπάρχει και ένα ακόμη ζητούμενο που επηρεάζει την απόδοση του κινητήρα και αυτό είναι η θερμοκρασία... Όσο λειτουργεί ένας κινητήρας τόσο αυξάνεται η θερμοκρασία σε όλα τα εξαρτήματα του, επομένως η ποσότητα της μάζας του αέρα μικραίνει επειδή μεγαλώνει ο όγκος της, όσο αυτός περνάει μέσα από την θερμή πολλαπλή εισαγωγή, κάτι που οδηγεί σε φτωχότερο μείγμα σε αέρα. Οπότε συμπερασματικά οδηγούμαστε στο ότι για την αύξηση της Ισχύος και της Ροπής απαιτείται μια αύξηση στην ποσότητα του αέρα στο μείγμα... Δηλαδή με κάποιο τρόπο πρέπει να στέλνουμε αέρα με πίεση στους κυλίνδρους αντί να περιοριζόμαστε στην ποσότητα που μπορεί να αναρροφήσει ο κινητήρας από μόνος του.
Ο τρόπος της αύξησης της ισχύος ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης ονομάζετε υπερπλήρωση (υπερτροφοδότηση). Από τα πρώτα κιόλας χρόνια της αυτοκίνησης και ειδικότερα στους αγωνιστικούς χώρους χρησιμοποιήθηκαν συστήματα υπερπλήρωσης.
Τα συστήματα αυτά χωρίζονται γενικά σε δυο κατηγορίες ανάλογα με τον τρόπο που αυτά δέχονται κίνηση:
Μηχανικοί υπερσυμπιεστές (κομπρέσορες) δέχονται κίνηση από τον στρόφαλο του κινητήρα μέσω ιμάντα
Στροβιλοσυμπιεστές (turbo) δέχονται κίνηση από τα καυσαέρια του κινητήρα.
Στο post αυτό δεν θα αναφερθώ στο πως λειτουργούν οι κομπρέσορες αλλά θα εμβαθύνω με όσο πιο απλό τρόπο μπορώ στα turbo. Πάμε λοιπόν...
2. ΣΤΡΟΒΙΛΟΣΥΜΠΙΕΣΤΕΣ (TURBO)
Οι στροβιλοσυμπιεστές λαϊκιστή turbo, με απλά λόγια είναι μια αντλία θερμού αέρα που πιέζει περισσότερο αέρα στον κινητήρα... τα turbo είναι τοποθετημένα στο σύστημα εξάτμισης μεταξύ της πολλαπλής εξαγωγής και του σωλήνα της εξάτμισης και αποτελούνται από δυο στροβιλομηχανές συνδεδεμένες μεταξύ τους. Μια τουρμπίνα (turbine housing), στην μερία της εξαγωγής (turbine section) και έναν συμπιεστή (Compressor Housing), στην μερία της εισαγωγής (Compressor Section). Ο συμπιεστής κινείται από την τουρμπίνα και εφοδιάζει τους κυλίνδρους του κινητήρα με αέρα υπό πίεση (compressor air discharge). Η τουρμπίνα από την άλλη πλευρά κινείται από τα καυσαέρια που εξάγονται από τον κινητήρα (turbine exhaust gas inlet) μέρος των οποίων περνάει μέσα από την φτερωτή της (turbine wheel) πριν καταλήξουν στην εξάτμιση (turbine exhaust gas outlet) και την περιστρέφουν... δηλαδή μέσω του φαινομένου της μετατροπής της θερμικής ενέργειας σε κινητική, η φτερωτή της τουρμπίνας (turbine wheel) περιστρέφετε και συμπαρασύρει με την σειρά της την φτερωτή του συμπιεστή (compressor wheel).
Η τουρμπίνα και ο συμπιεστής όπως προανέφερα είναι συνδεδεμένοι μεταξύ τους και αυτό επιτυγχάνεται με την βοήθεια ενός κοινού άξονα πολλές φορές τον ακούμε να αναφέρετε και ως ρότορας (εσφαλμένα βέβαια).
Στο σημείο αυτό αξίζει να αναφερθεί ότι οι στροφές του στροβιλοσυμπιεστή δεν εξαρτώνται από της στροφές του κινητήρα, αλλά από την ισορροπία ισχύος μεταξύ της τουρμπίνας και του συνδεδεμένου σε αυτή συμπιεστή.
Στην παραπάνω εικόνα φαίνεται μια τυπική σχηματική διάταξη του στροβιλοσυμπιεστή σε έναν κινητήρα.
Στο βίντεο που ακολουθεί φαίνεται η λειτουργία ενός τυπικού στροβιλοσυμπιεστή στην πράξη...
Τα πλεονεκτήματα των στροβιλοσυμπιεστών είναι:
- ότι για την κίνηση τους απαιτείται αμελητέα ισχύς από τον κινητήρα
- έχουν σχετικά μικρό βάρος και μέγεθος σε σχέση με άλλα συστήματα υπερπλήρωσης
- δεν απαιτούν μηχανικά μέρη για την κίνηση τους εκμηδενίζοντας έτσι της μηχανικές απώλειες.
εκτός από πλεονεκτήματα όμως έχουν και μειονεκτήματα τα οποία είναι:
Σε λειτουργία με μικρές ποσότητες καυσαερίων (χαμηλές ταχύτητες κίνησης του αυτοκινήτου) τα πτερύγια (nozzle vanes) στην τουρμπίνα αποκτούν μια τέτοια κλήση κατάλληλη που στενεύει τον δίαυλο εισόδου των καυσαερίων προς την φτερωτή της τουρμπίνας (turbine wheel) έχωντας ως αποτέλεσμα την δημιουργία μιας σχετικά μεγάλης ταχύτητας των καυσαερίων με την ταυτόχρονη κατεύθυνση τους προς τις ακραίες πλευρές των πτερυγίων της φτερωτής όπου ο βραχίονας ροπής είναι μεγαλύτερος... επομένως οι στροφές της τουρμπίνας αυξάνονται και εν συνεχεία η πίεση του στροβιλοσυμπιεστή και η ροπή του κινητήρα αυξάνονται.- αποδίδουν "ενεργοποιούνται" σε μεσαίες και υψηλές στροφές του κινητήρα όπου υπάρχει επάρκεια καυσαερίων
- λόγο της παραπάνω ιδότητας τους επέρχεται η καθυστέρηση στην ανταπόκριση τους όταν οι εναλλαγές των στροφών του κινητήρα είναι γρήγορες (turbo lag)
3. VGT - Variable Geometry Turbo
Η εξέλιξη της αυτοκίνησης όμως δεν σταμάτησε στους συμβατικούς στροβιλοσυμπιεστές καθώς η ανάγκη για την ελάττωση του turbo lag, την υψηλή ροπή από τις χαμηλές στροφές με την ταυτόχρονη αποφυγή μεγάλων πιέσεων σε μεγάλα φορτία λειτουργίας του κινητήρα οδήγησαν στην δημιουργία στροβιλοσυμπιεστών με ρυθμιζόμενα πτερύγια εισαγωγής των καυσαερίων. Με πιο απλά λόγια οι συγκεκριμένοι στροβιλοσυμπιεστές είναι μεταβλητής γεωμετρίας (VGT - Variable Geometry Turbo) ή αλλιώς στροβιλοσυμπιεστές μεταβλητών ακροφύσιων (VNT - Variable Nozzle Turbine). Η γενική λειτουργία τους είναι ίδια με των συμβατικών στροβιλοσυμπιεστών όπως επίσης αποτελούνται περίπου και από τα ίδια σύνολα με αυτά που σας περιέγραψα πιο πάνω η διαφορά τους όμως έγκειται στον έξτρα μηχανισμό που διαθέτουν με τον οποίο μπορούν να μεταβάλλουν την ταχύτητα και την ροή των καυσαερίων.
Η εξέλιξη της αυτοκίνησης όμως δεν σταμάτησε στους συμβατικούς στροβιλοσυμπιεστές καθώς η ανάγκη για την ελάττωση του turbo lag, την υψηλή ροπή από τις χαμηλές στροφές με την ταυτόχρονη αποφυγή μεγάλων πιέσεων σε μεγάλα φορτία λειτουργίας του κινητήρα οδήγησαν στην δημιουργία στροβιλοσυμπιεστών με ρυθμιζόμενα πτερύγια εισαγωγής των καυσαερίων. Με πιο απλά λόγια οι συγκεκριμένοι στροβιλοσυμπιεστές είναι μεταβλητής γεωμετρίας (VGT - Variable Geometry Turbo) ή αλλιώς στροβιλοσυμπιεστές μεταβλητών ακροφύσιων (VNT - Variable Nozzle Turbine). Η γενική λειτουργία τους είναι ίδια με των συμβατικών στροβιλοσυμπιεστών όπως επίσης αποτελούνται περίπου και από τα ίδια σύνολα με αυτά που σας περιέγραψα πιο πάνω η διαφορά τους όμως έγκειται στον έξτρα μηχανισμό που διαθέτουν με τον οποίο μπορούν να μεταβάλλουν την ταχύτητα και την ροή των καυσαερίων.
Σε λειτουργία με μεγάλο όγκο καυσαερίων (υψηλές ταχύτητες κίνησης του αυτοκινήτου) τα πτερύγια ανοίγουν και η διατομή εισόδου μεγαλώνει καθώς ήδη τα καυσαέρια έχουν την "ορμή" να περιστρέψουν την φτερωτή της τουρμπίνας χωρίς όμως η ταχύτητα τους να είναι μεγάλη. Στην κατάσταση αυτή η τουρμπίνα μπορεί να λειτουργήσει με μεγάλες ποσότητες καυσαερίων χωρίς όμως να αυξάνεται η πίεση σε επικίνδυνα επίπεδα τόσο για τον στροβιλοσυμπιεστή όσο και για τον κινητήρα.
Η ρύθμιση των πτεριγίων γίνετε είτε μέσω υποπίεσης είτε μέσω ηλεκτρικού μοτέρ ελεγχόμενου από την ECU.
Στα βίντεο που ακολουθούν φαίνονται ο τρόπος λειτουργίας των VGT.
Τα πλεονεκτήματα των VGT είναι:
εκτός από πλεονεκτήματα όμως και αυτά έχουν μειονεκτήματα τα οποία είναι:
- αποτελεσματικότερη χρήση της ενέργειας των καυσαερίων και της ροής του αέρα για την παροχή επιθυμητών επίπεδων πίεσης (boost) σε όλo τo εύρος των στροφών του κινητήρα.
- βελτίωση της απόκρισης για μεγαλύτερο εύρος λειτουργίας και φορτίων του κινητήρα.
- βελτίωση της οικονομίας καυσίμου.
- συμβάλουν θετικά στην μείωση των ρύπων.
- συμβάλουν θετικά στο φρενάρισμα του κινητήρα (engine braking).
- και επιτρέπουν στους κατασκευαστές οχημάτων να χρησιμοποιούν μικρότερα σύνολα κινητήρων (downsizing) για να επιτύχουν ίδιες επιδόσεις μεγαλύτερων κινητήρων.
εκτός από πλεονεκτήματα όμως και αυτά έχουν μειονεκτήματα τα οποία είναι:
- Μεγάλη πολυπλοκότητα στα επιμέρους μηχανικά μέρη
- Μεγάλες πιθανότητες βλαβών (λόγο της συσσώρευσης κάπνας στα πτερύγια)
- Δυσκολία ανακατασκευής στα νεας γενιάς VGT λόγο της ηλεκτρονικής διαχείρησης της μεταβολής των πτερυγίων.
4. Τα VGT είναι τέλεια στην θεωρία στην πράξη όμως?
Τα VGT όπως προείπαμε είναι εξαιρετικά στην άμεση απόκριση του γκαζιού σε οποιαδήποτε ταχύτητα κινητήρα. Έχουν την ικανότητα να συμβάλουν στην εκπλήρωση αυστηρών προτύπων εκπομπών ρύπων και έχουν την ικανότητα διπλασιασμού της απόδοσης του φρεναρίσματος του κινητήρα, αλλά έχουν αρκετές βασικές αδυναμίες. Όταν τα πτερύγια μείνουν κολλημένα τότε είναι ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι υπερσυμπιεστές VGT. Όταν οι αιθάλη, ο άνθρακας, η σκουριά και άλλες μορφές διάβρωσης σχηματίζονται στο περίβλημα του στροβίλου, μπορεί να προκαλέσουν το κόλλημα των πτερυγίων που κατευθύνουν τα καυσαέρια κατά μήκος της φτερωτής της τουρμπίνας. Ανάλογα με τη θέση στην οποία θα κολλήσουν τα πτερύγια, μπορεί να αντιμετωπίσουμε μεγάλη απόκριση στις χαμηλές στροφές και όχι στις ψηλές του κινητήρα ή αντίστροφα. Το λιγοστό γκάζι, η παρατεταμένη χρήση ρελαντί, η οδήγηση με μικρές και χαλαρές εναλλαγές στην ταχύτητα σε σταθερή βάση χρήσης του οχήματος καθώς και η έλλειψη "πιο επιθετικής οδήγησης" συνήθως σε βάθος χρόνου (σχετικά μικρού) προκαλούν ολοκληρωτικό κόλλημα των πτερυγίων έχοντας ως αποτέλεσμα την ανάγκη για αποσυναρμολόγηση των VGT και τον καθαρισμό τους ή σε εξαιρετικές περιπτώσεις και την ολική αντικατάσταση τους.
Στην παραπάνω εικόνα διακρίνονται οι επικαθήσεις αιθάλης, άνθρακα και σκουριάς σε δυο διαφορετικά VGT.
Τα VGT όπως προείπαμε είναι εξαιρετικά στην άμεση απόκριση του γκαζιού σε οποιαδήποτε ταχύτητα κινητήρα. Έχουν την ικανότητα να συμβάλουν στην εκπλήρωση αυστηρών προτύπων εκπομπών ρύπων και έχουν την ικανότητα διπλασιασμού της απόδοσης του φρεναρίσματος του κινητήρα, αλλά έχουν αρκετές βασικές αδυναμίες. Όταν τα πτερύγια μείνουν κολλημένα τότε είναι ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα που αντιμετωπίζουν οι υπερσυμπιεστές VGT. Όταν οι αιθάλη, ο άνθρακας, η σκουριά και άλλες μορφές διάβρωσης σχηματίζονται στο περίβλημα του στροβίλου, μπορεί να προκαλέσουν το κόλλημα των πτερυγίων που κατευθύνουν τα καυσαέρια κατά μήκος της φτερωτής της τουρμπίνας. Ανάλογα με τη θέση στην οποία θα κολλήσουν τα πτερύγια, μπορεί να αντιμετωπίσουμε μεγάλη απόκριση στις χαμηλές στροφές και όχι στις ψηλές του κινητήρα ή αντίστροφα. Το λιγοστό γκάζι, η παρατεταμένη χρήση ρελαντί, η οδήγηση με μικρές και χαλαρές εναλλαγές στην ταχύτητα σε σταθερή βάση χρήσης του οχήματος καθώς και η έλλειψη "πιο επιθετικής οδήγησης" συνήθως σε βάθος χρόνου (σχετικά μικρού) προκαλούν ολοκληρωτικό κόλλημα των πτερυγίων έχοντας ως αποτέλεσμα την ανάγκη για αποσυναρμολόγηση των VGT και τον καθαρισμό τους ή σε εξαιρετικές περιπτώσεις και την ολική αντικατάσταση τους.
Στην παραπάνω εικόνα διακρίνονται οι επικαθήσεις αιθάλης, άνθρακα και σκουριάς σε δυο διαφορετικά VGT.
Επίσης από την φύση τους, στροβιλοσυμπιεστές μεταβλητής γεωμετρίας δημιουργούν περισσότερη πίεση στην πλευρά της εξάτμισης συγκριτικά με τους συμβατικούς στροβιλοσυμπιεστές. Η στιγμιαία παραγόμενη πίεση αναπτύσσετε άμεσα και δημιουργείτε γρήγορη περιστροφή με τον συμπιεστή να αναγκάζετε να περιστραφεί γρηγορότερα και σκληρότερα. Αυτό σημαίνει περισσότερη πίεση (τις περισσότερες φορές) και περισσότερη ταχύτητα περιστροφής του άξονα σε όλο το φάσμα των στροφών του κινητήρα. Οπότε μια άλλη συνήθεια των οδηγών, αυτή του επαναπρογραμματισμού του οχήματος αλλάζοντας τις τιμές του καύσιμου που θα φτάσει στον κύλινδρο του κινητήρα (μέσω aftermarket εγκεφάλων ή άλλων μπεκ ψεκασμού κλπ), επηρεάζει αρνητικά τα VGT... Συστήματα που ήδη λειτουργούν κοντά σε υψηλές έως ακραίες συνθήκες με αποτέλεσμα το ακόμη μεγαλύτερο στρεσάριμα αυτών.
5. Duster 1.5dci & VGT
To Duster με τον 1.5dci από το μοντέλο του 15 και μετά εφοδιάζεται με σύστημα VGT με κωδικούς ανταλλακτικού: 144114825R & 144111232R. Αυτό φαίνεται στην παρακάτω εικόνα με επεξήγηση των επιμέρους μερών του... Αξίζει να σημειωθεί ότι η μεταβολή των πτερυγίων γίνετε μέσω υποπίεσης και τον ρόλο αυτό αναλαμβάνει o VGT Actuator.
Στα μοντέλα προ '15 χρησιμοποιείταν απλός στροβιλοσυμπιεστής με internal wastegate όπως αυτός της παρακάτω εικόνας. Δεν θα επεκταθώ στο τι είναι το wastegate όπως δεν το έκανα και στην αρχή του post, επιγραμματικά αξίζει να αναφερθεί ότι τα VGT δεν έχουν την ανάγκη ύπαρξης συστήματος wastegate (αν παρόλα αυτά θέλετε να αναφερθώ σε αυτό πείτε μου να το κάνω).
Στο βίντεο που ακολουθεί έχω καταγράψει μια τυπική αστική διαδρομή και με την βοήθεια ενός OBD reader και του Torque Pro έχω συλλέξει πληροφορίες από την ECU για την κατάσταση του αυτοκινήτου (για όποια απορία έχετε σχετικά με τις ενδείξεις ρωτήστε με και θα σας απαντήσω απλά δεν θα επεκταθώ τώρα) αξίζει μόνο να πω ότι η ανώτερη πίεση που έχω καταγράψει μέχρι στιγμής είναι 23psi / 1.58bar (σε συνάρτηση πάντα με τον αισθητήρα MAF) καθώς και το ότι το πότε θα ανοίξει το turbo εξαρτάτε όχι μόνο απ τις στροφές αλλά και απ το φορτίο του κινητήρα (engine load).
Στο σημείο αυτό αξίζει να αναφερθεί ότι και η λειτουργία ECO έχει επίδραση στην λειτουργία και την απόκριση του turbo καθώς με το πάτημα του κουμπιού ECO τίθεται σε λειτουργία μια δεύτερη χαρτογράφηση της ECU που αποδίδει λιγότερους Ίππους σε διαφορετικές στροφές λειτουργίας του κινητήρα ως εκ τούτου και η απόκριση του turbo αλλάζει αφού τα παραγόμενα καυσαέρια είναι λιγότερα σε σύγκριση με τα καυσαέρια που παράγει ο κινητήρας χωρίς την λειτουργία ECO.
5.1 Τι πρέπει να κάνω για να μην έχω προβλήματα τι να προσέξω?
5.1 Τι πρέπει να κάνω για να μην έχω προβλήματα τι να προσέξω?
- Καλό είναι τουλάχιστον μια φορά τον μήνα να πηγαίνει το αμάξι σε μια σχετικά απαιτητική διαδρομή με αρκετές ανηφόρες και κατηφόρες καθώς και με αρκετά έντονη οδήγηση, προκειμένου να αναπτύσσονται μεγάλες θερμοκρασίες καθώς και πιέσεις στην τουρμπίνα... δείτε το σαν γυμναστική, ότι αφήνεις σε αφήνει! Έτσι λοιπόν πρέπει και η τουρμπίνα να λειτουργεί σε όλο το φάσμα της τακτικά.
- Η χρήση καλών και επώνυμων αντικαπνικών προϊόντων για diesel κινητήρες θα βοηθήσει ακόμη περισσότερο στην καλή λειτουργία και την μακροζωία του turbo.
- και τέλος η καλή αποθέρμανση! Όπως έχω ξανά πει πολλές φορές εδώ στο forum τα turbo είναι καλό μετά από έντονη χρήση ή πολύωρη χρήση να αποθερμαίνονται. Αυτό επιτυγχάνετε με την λειτουργία του κινητήρα μερικά λεπτά στο ρελαντί προτού τον σβήσουμε. Έτσι υπάρχει διαθέσιμος χρόνος να περάσει πιο κρύο λάδι από τον άξονα και τα ρουλεμάν του turbo και να απαγάγει μαζί του ένα μέρος απ την θερμοκρασία που είχε αναπτυχθεί σε αυτό καθ' όλη την λειτουργία του κινητήρα.
Πριν κλείσω αυτό το post θεωρώ πως πρέπει να κάνω μια αναφορά σε ένα ακόμη κρίσιμο κομμάτι των turbo κινητήρων! Αυτό της ψύξης του αέρα! Όπως είπα στην αρχή του post στις βασικές έννοιες ο αέρας όταν θερμαίνετε μεγαλώνει ο όγκος του και μειώνεται η ποσότητα του, πόσο μάλλον δε όταν συμπιέζετε. Σε συμβατικούς turbo κινητήρες η πίεση του κυμαίνεται από 0,2 εώς 1,2bar ενώ πιο σπάνια στα 2,2bar, ενώ η θερμοκρασία του μπορεί να φτάσει και τους 180°C. Επομένως για να αυξηθεί η πυκνότητα του και η ποσότητά του και να επιτευχθεί η πολυπόθητη εισροή ικανής μάζας αέρα στους κυλίνδρους του κινητήρα χρησιμοποιούνται οι εναλλάκτες θερμότητας τα γνωστά σε όλους intercooler τα οποία δεν είναι τίποτε άλλο από ψυγεία από τα οποία διέρχεται ο αέρας και με την βοήθεια ενός ψυκτικού μέσου (αέρα ή νερού) η θερμοκρασία του αέρα που εισέρχεται στους κυλίνδρους περιορίζεται γύρο στους 40°C... Σε σχέση με τους 180°C οι 40°C είναι δροσερό αεράκι στην Σαχάρα...
.Στα duster από το '10 έως το '17 αρχές '18 χρησιμοποιούνται intercooler αέρα - αέρα (δηλαδή το ρεύμα αέρα που δημιουργείται από την κίνηση του οχήματος ψύχει τον αέρα που εξάγεται απ' τον συμπιεστή. Ενώ στα νέα duster με τους blue dci η dacia τα εφοδιάζει με intercooler νερού - αέρα (δηλαδή χρησιμοποιείται πλέον ψυκτικό υγρό απ το κύκλωμα ψύξης του κινητήρα προκειμένου να ψυχθεί ο αέρας). Κάτι που κάνει το σύστημα ψύξης του αέρα πιο μικρό και πιο αποδοτικό ειδικά σε καταστάσεις υψηλών θερμοκρασιών περιβάλλοντος όπου τα συμβατικά intercooler υστερούν σημαντικά!
Αυτά λίγο πολύ από εμένα ελπίζω να σας κάλυψα και αν τυχόν έχω ξεχάσει κάτι που θέλετε να αναλύσω ή έχετε κάποια απορία πολύ ευχαρίστως να σας απαντήσω!
