6 Farklı Tipte Turbo Sistemlerinin Özellikleri
Ototeknikveri 11 Ocak 2016 03:55
Tek, ikiz, ikili sargılı, değişken geometrili, değişken ikili sargılı ve elektrikli turboşarjlar arasındaki farklar nelerdir? Hangi turboşarjın ne gibi avantajları var?
Turboşarj dünyası en az motorlar kadar çeşitlilik gösteriyor. Farklı turboşarj tipleri arasında tekli turboşarj, ikiz turboşarj, ikili sargılı turboşarj, değişken geometrili turboşarj, değişken ikili sargılı turboşarj ve elektrikli turboşarj yer alıyor.
1. Tekli (Single) Turbo
Tekli turboşarjlar sınırsız çeşitliliğe sahip. Kompresör tekerleği boyutu ve türbin tamamen farklı tork özelliklerine yol açabiliyor. Büyük turbolar yüksek maksimum güç verirken, daha ufak turbolar daha hızlı oldukları için düşük devirlerde daha iyi güç sağlayabilirler. Aynı zamanda bilyalı rulmanlı ve kaymalı yataklı tekli turbo tipleri de bulunmaktadır. Bilyalı rulmanlılar kompresöre ve dönmesi için türbine daha az sürtünme sağlar, daha maliyetli ancak daha hızlıdır.
Avantajları:
Motorun gücünü ve verimliliğini arttırmak için uygun maliyetli bir yöntem.
Yüklemesi basit hatta en kolay turboşarj seçenekleri.
Daha küçük motorların büyük doğal emişli motorlarla aynı gücü üretmesine imkan tanır, bu da ağırlıktan tasarruf sağlar.
Dezavantajları:
Tekli turbolar dar bir RPM aralığına sahiptir. Bu da sizi düşük devirlerden itibaren tork elde edebilmek ile daha iyi maksimum güç elde edebilmek arasında seçim yapmak zorunda bırakır.
Turbo yanıtı da alternatif turbo sistemleri kadar hızlı olmayabilir.
2. İkiz (Twin) Turbo
Tıpkı tekli turboşarjlar gibi ikiz turbolarda da çok sayıda seçenek vardır. Her silindir sırası için (V6, V8 vs) bir tekli turboşarj bulunabilir. Alternatif olarak, bir turboşarj düşük RPM için kullanılabilir ve yüksek RPM için (I4, I6 vs) daha büyük bir turboşarja geçilebilir. İki benzer boyutta turbo kullanarak birisini düşük RPM için, ikisini birlikte yüksek RPM için kullanmak da mümkün. BMW X5 M ve X6 M'de ikili sargılı turbolar kullanılıyor, her biri V8'in birer yanında yer alıyor.
Avantajları:
V şekilli motorlarda paralel ikiz turbolar için avantajlar ve dezavantajlar tek turbolu sistemler ile çok benzerdir.
Sekansiyel turbolar için ya da düşük RPM'de bir turbo, yüksek RPM'de iki turbo kullanarak daha düz ve geniş bir tork eğrisi elde etmek mümkün.
Düşük devirlerde daha iyi tork alınabilirken yüksek devirlerde de tek turbolardaki gibi güç azalması olmaz.
Dezavantajları:
Maliyet ve karmaşıklık. Bu sistemde turbo bileşenleri iki katına çıkıyor.
Benzer sonuçlar veren daha hafif ve daha verimli sistemler de var.
3. İkili Sargılı (Twin Scroll) Turbo
İkili sargılı turboşarjlar tekli sargılı turbolardan çok daha iyidir. İki sargı kullanarak egzoz tepkimeleri bölünür. Örneğin, dört silindirli motorlarda (ateşleme sırası 1-3-4-2), 1 ve 4 nolu silindirler turbonun bir sargısını beslerken, 2 ve 3. silindirler diğer sargıyı besleyebilir. Bunun yararı ise; 1. silindir piston dibe yaklaştığında güç strokunu tamamlarken, egzoz valfi açılmaya başlar. Bu olurken 2. silindir egzoz strokunu sonlandırmaktadır ve egzoz valfini kapatarak giriş valfini açmaktadır ancak burada çakışma yaşanır. Geleneksel tek sargılı turbo manifoldunda 1. silindirden gelen egzoz basıncı 2. silindir ile çakışır, her iki egzoz valfi de geçici olarak açık olduğu için turboya giden basınç ve 2. silindirin içeri çektiği temiz hava azalır. Sargıları bölerek bu problem ortadan kaldırılmış olur.
Avantajları:
Egzoz türbinine daha fazla enerji gönderilir, bu da daha fazla güç anlamına gelir.
Farklı sargı tasarımlarına göre verimli besleme sağlayan daha geniş bir RPM aralığı mümkündür.
Egzoz gazının çıkışını engellemeden daha fazla valf çakışması mümkündür. Bu da daha fazla ayar esnekliği sağlar.
Dezavantajları:
Özel bir motor sistemi ve egzoz tasarımı gerektirir (örneğin I4 ve V8. Bunlarda aralıklarda bile iki silindir turbonun her bir sargısına beslenebilir).
Geleneksel tekli turbolara kıyasla daha pahalı ve daha karmaşık.
4. Değişken Geometrili Turboşarj (VGT) / Variable Geometry Turbocharger
En sıradışı turboşarj tipi budur. VGT'lerin üretimi sınırlıdır (daha çok dizel motorlarda kullanılırlar) çünkü üretimi daha maliyetlidir ve sıradışı materyallerin kullanımını gerektirir. Turboşarj içindeki kanatçıklar alan-çap orantısını (A/R) RPM'e uyacak şekilde ayarlar. Düşük devirlerde düşük A/R ortantısı egzoz gazı hızını arttırmak ve turboşarjı hızlı döndürmek için kullanılır. Devir yükseldikçe A/R orantısı da daha fazla hava aşkışına izin vermek için artar. Sonuç; düşük turbo gecikmesi, düşük besleme eşiği ve geniş ve yumuşak bir tork bandıdır.
Avantajları:
Geniş, düz tork eğrisi. Çok geniş bir RPM aralığında verimli turboşarj.
Sadece tek turbo gerektirir, sekansiyel bir turbo sistemini daha kompakt bir hale getirerek basitleştirir.
Dezavantajları:
Tipik olarak sadece dizel uygulamalarda kullanılırlar. Bunlarda egzoz gazı daha düşüktür bu da kanatçıkların sıcaklıktan zarar görmesini önler.
Benzinli uygulamalarda dayanıklılık için az bulunan metallere ihtiyaç duyulması maliyeti arttırır. Teknoloji Porsche 997'de kullanılmıştır. Maliyet nedeniyle çok az VGT benzinli motor vardır.
5. Değişken İkili Sargılı Turboşarj / Variable Twin-Scroll Turbocharger
Beklenen çözüm bu olabilir. 2015 Las Vegas SEMA fuarında BorgWarner turboşarj alanındaki bu son teknolojiyi de tanıttı.
Avantajları:
VGT'lerden daha ucuz (teoride). Benzinli otomobillere de uygun.
Geniş, düz bir tork eğrisine izin veriyor.
Tasarımı -materyal seçimine göre değişse de- VGT'den daha güçlü.
Dezavantajları:
Tek turbo ve geleneksel ikili sargıya göre biraz daha pahalı ve karmaşık.
Daha önce de benzeri denenmiş ama üretime geçirilememiş bir sistem. Bu teknoloji ile ilgili aşılamayan bazı zorluklar olduğu düşünülüyor.
6. Elektrikli Turboşarjlar / Electric Turbochargers
Elektrikli bir motor turboşarjların neredeyse tüm sorunlarını ortadan kaldırıyor. Turbo gecikmesi, yetersiz egzoz gazı, düşük devir torku elde edememek gibi sorunlar çözülüyor. Modern turboşarjın ulaştığı en iyi nokta elektrikli turboşarjlar olabilir ancak bu alanda da giderilmeyi bekleyen bazı sorunlar var.
Avantajları:
Kompresör tekerleğine doğrudan bir elektrikli motor bağlayarak turbo gecikmesi ve yetersiz egzoz gazı sorunu elektrik gücüyle kompresörün ihtiyaç duyulduğu anda döndürülebilmesi sayesinde giderilebiliyor.
Egzoz türbinine bir elektrikli motor bağlayarak kaybedilen enerji geri alınabiliyor. (Formula 1'deki gibi).
Çok geniş ve verimli RPM aralığı.
Dezavantajları:
Maliyet ve karmaşıklık. Güvenlik sorunları yaşanmaması için elektrikli motorun soğutmasına önem vermek gerekiyor.
Özellikle turboya gereken gücün sağlanması için kabine pilin de eklenmesiyle ağırlık ve boyut sıkıntı yaratabiliyor.
VGT'ler ya da ikili sargılar benzer avantajlara zaten sahip (aynı seviyede olmasa da). Daha ucuz oldukları için diğer sistemler tercih edilebilir.
Son Güncelleme : 11 Ocak 2016
