| עקרונות בסיס כפי שציינתי קודם, אחת הדרכים המקובלות ביותר בענף הרכב להעלאת הספק המנוע היא הגדלת כמות האוויר/דלק הנכנסים אליו.
ניתן לעשות זאת די בקלות ע"י הגדלת מספר הצילינדרים במנוע או הגדלת קוטר הצילינדרים/הבוכנות, כך או כך מדובר במנועים גדולים יותר בעלי נפח מנוע גדול המייצרים יותר הספק (בקיצור מכוניות אמריקאיות מעידן השרירים – muscle car).
הבעיה בפתרונות אלה שלרוב הינם יקרים ולא תמיד אפשריים כתוצאה ממגבלות מקום, ומשינוי יחסי המשקל ברכב.
לעומת זאת הוספת טורבו היא "פשוטה" יחסית, זולה בהרבה ואינה משנה את יחסי המשקל ברכב. אז איך זה עובד? מערכת הטורבו, כמו לבו של האדם, מחולקת לשני חלקים מרכזיים; צד המחובר לסעפת גזי הפליטה (נשיפה) וצד שני המחובר למערכת כניסת האוויר (שאיפה). במערכת עצמה ישנו גלגל טורבינה היושב בצד מערכת הפליטה וגלגל קומפרסור היושב בצד מערכת כניסת האוויר. הגלגלים מחוברים זה לזה בציר כך שסיבוב גלגל הטורבינה יסובב את גלגל הקומפרסור .
גזי הפלטה המופקים ע"י המנוע בעת הבעירה מסובבים במהירות את גלגל הטורבינה, וגורמים לציר שבין שניהם לסובב את גלגל הקומפרסור. ככל שיפלטו יותר גזים כך הטורבינה תסתובב מהר יותר – (רק כדי לקבל מושג קלוש במה מדובר, בשיאה תסתובב הטורבינה במהירות של עד 150,000 סיבובים לדקה, זוהי מהירות הגבוהה פי 20 ממהירות המנוע!).
גלגל הקומפרסור המסתובב במהירות יונק ודוחס את האוויר הנכנס דרך מצנן הביניים ("האינטרקולר") לצילינדרים בכוח רב. היות והטורבו מונע על ידי גזי הפלטה, מטבע הדברים, הוא מכלול חם מאוד ויש לקררו בהתאם. קירורו נעשה על ידי שמן שמפוזר בקביעות על צירו של הגלגלים, שמן זה משרת מטרה נוספת והיא הקטנת חיכוכו של הציר.
הטורבו מאפשר למנוע לשרוף יותר דלק/אוויר על ידי דחיסת אוויר בלחץ לתוך הצילינדרים.
הלחץ המקובל שמסופק על ידי הטורבו הוא בין 6 ל-8 פאונד* לכל אינץ' מרובע (PSI).
היות ולחץ אטמוספרי נורמלי הינו 14.7~ PSI (בגובה הים) אפשר בקלות להיווכח שהטורבו מגדיל את הלחץ האטמוספרי ב-50%. לכן, היית מצפה לתוספת של 50% כוח, אך היות והמערכת לא יעילה לחלוטין וקיימים בה הפסדי יעילות, השיפור שבדרך כלל יהיה הוא בין 30% ל-40% מעל ההספק הנוכחי.
* פאונד – יחידת משקל בריטית; 1 ק"ג = 2.2046 פאונד.
אחת הסיבות להפסדי היעילות היא שעל מנת לסובב את הטורבינה אנו זקוקים לכוח.
כוח זה נלקח מגזי הפלטה ומהווה כוח התנגדות לזרימתם החוצה.
הפרעה זו "גוזלת" כוח מהמנוע והוא נאלץ לפלוט את הגזים כנגד לחץ גבוה יותר מהרגיל. יתרונות נוספים לטורבו יש יתרון גדול בגבהים (בהרים). כידוע, בהרים האוויר דליל, לכן במנועים רגילים ההספק יורד (נכנס פחות אוויר למנוע).
גם מנוע טורבו יקבל פחות כוח, אולם התופעה כמעט ולא תורגש, שכן ככל שהאוויר דליל יותר, לטורבו קל יותר לדחוס אותו. כך שאיבוד ההספק מפוצה על ידי יותר אוויר מהטורבו.
הוספת טורבו למנוע קרבוראטור בדרך כלל לא מצריכה שינויים במכלולי הרכב מפני שהוא באופן אוטומטי מאזן את כמות הדלק שנכנסת לצילינדרים בהתאם לכמות האוויר שנכנסת.
גם במנועי ההזרקה החדישים, יתבצע תיקון, עד דרגה מסוימת, על ידי תגובתם של חיישני החמצן (למדה) שבצנרת הפלטה.
חיישנים אלו כשיחושו ביותר אוויר (חמצן) יתנו פקודה למחשב המנוע לתת יותר דלק על מנת לשמור על יחס תערובת נכון. כתבתי "עד דרגה מסוימת" שכן במקרים מסוימים יש להחליף מזרקים לשם איזון המנוע וניצולו המלא של הטורבו. לעיתים יש גם לעדכן את תוכנת המנוע ו/או להחליף משאבת דלק.
אולם זאת במקרים שמדובר בטורבו שהוא "חזק" מידי למנוע הנתון. בעיות אופייניות בהתאמת טורבו למנוע לחץ גבוה מידי כאשר האוויר שנכנס למנוע מגיע בלחץ (על ידי הטורבו) ואז נדחס שוב בצילינדר על ידי הבוכנה עולה סכנת הנקישות (דטונציה). נקישות מתרחשות כאשר הטורבו דוחס אוויר וכתוצאה מכך חום האוויר עולה. החום עלול לעלות עד לדרגה המספיקה להצית את הדלק (בנזין) עוד לפני שהמצת מופעל!
לנושא זה יש מספר פתרונות מומלצים: שינוי יחס דחיסה: הלחץ שמספק הטורבו הוא מאוד גבוה ולכן כשמוסיפים טורבו לעיתים יש להוריד את יחסי הדחיסה של המנוע בכדי למנוע נקישות. תדלוק באוקטן גבוה: לעיתים קרובות מומלץ להשתמש בדלק בעל אוקטן גבוה בכדי למנוע תופעת נקישות. השהיית הטורבו (טורבו Lag) אחת התופעות/בעיות הידועות במנועי טורבו הינה ההשהיה של תגובת המנוע כשהנהג לוחץ על דוושת הדלק. לטורבו לוקח מספר שניות עד שהטורבינה מגיעה למהירות שבה המדחס מייצר מספיק לחץ. תופעה זו גורמת להשהיה וזינוק חד כאשר נוצרת הדחיסה. דרך אפשרית להקטנת ההשהיה היא להקטין את כוח האינרציה (ההתמדה) של החלקים המסתובבים, וזאת, בעיקר על ידי הקטנת גודלם ומשקלם - דבר המאפשר לטורבינה והמדחס להגיב מהר יותר. טורבו גדול או טורבו קטן כפי שכבר הסברתי טורבו קטן יספק לחץ מהר יותר בסל"ד מנוע נמוך, כלומר יקטין את זמן התגובה בלחיצה על דוושת הגז.
אולם עלול להיות שהוא לא יספק מספיק כוח למנוע בסיבובים הגבוהים שבהם המנוע זקוק לנפח גדול יותר של אוויר.
כמו כן עלול להיות שטורבו קטן יגיע למהירויות טורבינה גבוהות מידי אשר יגרמו לו לנזק. טורבו גדול יכול לספק כמות אוויר מספקת במהירויות המנוע הגבוהות.
אולם תהייה לו השהיה ארוכה יותר. לסיכום שאלת השאלות: האם כדאי להתקין טורבו במנוע אטמוספרי? כדאי או לא זו היא שאלה של עלות תמורת תועלת. התקנת טורבו אינה דבר פשוט, התקנת המערכת כולה הינה דבר יקר וכוללת בתוכה חלקים רבים: הטורבו עצמו, יחידת אינטרקולר, צנרת, פורק לחץ, מחשב מנוע – תכנות מחשב מנוע להספק החדש ומתאמים רבים בין כל החלקים. בנוסף המערכת חייבת לעבוד בהרמוניה מושלמת כלומר האינטרקולר צריך להתאים לגודל הטורבו, מחשב המנוע צריך להיות מתוכנת להספק החדש והזרקת הדלק חייבת להיות מכוילת בהתאם.
בקיצור ולעניין, התקנת טורבו הינה הדרך הבטוחה ביותר להעלאת הספק ברכב בצורה משמעותית, אך אם החלטתם על התקנת טורבו ברכב תדאגו שהחברה שתעשה לכם את ההתקנה תבצע אותו מתחילתו ועד סופו. אינני ממליץ לקנות מערכות נפרדות ולגלות בעצמכם שהם אינן מתאימות כלל לרכב שלכם, זוהי אומנות המצריכה ידע רב.
|