Kumb on parem: turbiin või mehaaniline kompressor?

Paljud autojuhid mõtlevad sageli, milline lahendus on lõpuks parim – kas turbiin või kompressor? See küsimus võib tekkida nii uut autot valides kui ka kasutatud autot ostes. Mitte harvemini seisavad tuunimishuvilised sellise valiku ees.

Soovitame lugeda ka artiklit kütusesüsteemi häälestamise kohta. Sellest artiklist saate teada süsteemi ülesehitusest, pihustite valikust ja täiustatud mootorite kütusepumbast.

Kohe alguses tasub märkida, et mõlemal seadmel on samaaegselt nii teatud eelised kui ka puudused. Kõik see mõjutab selgelt lõplikku valikut. Nende süsteemide erinevused ei seisne mitte ainult välimuses, kujus, kaalus, mootorile paigaldamise viisis ja mõõtmetes, vaid ka peamistes tööpõhimõtetes. Konkreetse seadme valimisel ei ole alati üheselt lihtne kindlaks teha kõiki peamisi kriteeriume. Mõistame seda probleemi üksikasjalikumalt.

Artikli sisu

• Mehaaniline ülelaadur ja turboülelaadur
• Kompressor VS turbiin
• Mis on tulemus

Mehaaniline ülelaadur ja turboülelaadur

Turbiin on  pöörlev mootor, mille eripäraks on pidev ja katkematu töö. Varased katsed turbiini luua tehti inimarengu koidikul, kuid kvaliteetne teostus sai võimalikuks alles 19. sajandil. Masinaehituse arengu ajastu võimaldas luua esimesed auruturbiinid. Turbiin muudab auru, gaaside või vee kineetilise energia kasulikuks mehaaniliseks tööks. Turbiinid on leidnud oma rakenduse paljudes seadmetes ning muutunud ka erinevate transpordiliikide lahutamatuks osaks. See kehtib nii maismaa- kui ka meresõidukite ja õhusõidukite kohta.

Kui me räägime kompressorist, siis struktuurselt võib seade  olla erinevate modifikatsioonidega ja seda kasutatakse edukalt paljudes tööstuspiirkondades. Selle põhiülesanne on rõhu all oleva gaasi kokkusurumine ja tarnimine.

Tehnoloogia edasine areng on viinud turbiini ja kompressori omamoodi sümbioosi tekkeni. Turboülelaaduri arendamine võimaldas oluliselt tõsta mootorite efektiivsust ja võimsust.

Nagu teate, saate mootori maksimaalse võimsuse ilma selle mahtu suurendamata, kui surute põlemiskambrisse rohkem õhku. Jääb vaid varustada rohkem kütust ja jõuallika võimsus suureneb oluliselt. Nagu erinevates allikates toodud andmed näitavad, suurendab kompressor võimsust keskmiselt kuni 50% ja pöördemomenti umbes 30%.

Nüüd paigaldatakse mehaanilised ja turboülelaadurid eraldi ja isegi koos, et suurendada sõidu- ja veoautode mootori võimsust. Need pannakse bensiini- ja diiselmootoritele. Need lahendused on parim ja ökonoomsem variant "hobuste" lisamiseks juhuks, kui on vaja sisepõlemismootori võimsust kvalitatiivselt tõsta ilma silindrite mahtu suurendamata.

Selle ülesandega saavad edukalt ja eraldi hakkama nii täismehaaniline kui ka turboülelaadur. Kuid milline neist lahendustest on parem? Võrdleme mehaanilist kompressorit ja turbolaadurit.

Kompressor VS turbiin

Erinevus turbiini ja kompressori vahel ilmneb selgelt erinevustes, mis paljudel seda tüüpi seadmetel on.

• Kompressori peamiste eeliste hulka kuulub teenitult töösegu katkematu ja ühtlane põlemine. See mõjutab kvalitatiivselt kogu mootori korrektset töötamist ja kõrvaldab mitmed rikked, mis võivad sellise mootori töötamise ajal tekkida.
• Turbiini peamine eelis on see, et seda ei käitata mootoriga ja see töötab heitgaaside energiast. See ei põhjusta voolukadu. Kompressor võtab mootorilt energiat, võttes samal ajal ära kuni 30% selle võimsusest. Ausalt öeldes tuleb lisada, et see kadu on kõige tugevam sisepõlemismootori maksimaalsete koormuste režiimis.
• Turbiini mootorile paigaldamise protsess on äärmiselt keeruline ja aeganõudev. Turboülelaaduri seadistamine pole vähem keeruline, mis nõuab märkimisväärseid rahalisi kulutusi, arvukate lisaseadmete paigaldamist ja palju aega. Teine nüanss on see, et enne turboülelaaduri paigaldamist tuleb nii mootorit ennast kui ka mõnel juhul käigukasti põhjalikult ja põhjalikult modifitseerida, mis on ette valmistatud sellisteks oluliselt suurenenud koormusteks. Kui rääkida mehaanilisest kompressorist, siis viimistlemisel on ka mootor ja käigukast, kuid seda alati ei tehta ja viimistlemine ise võib olla pealiskaudne.
• Kompressori paigaldamine mootoriruumi ja seejärel kvalitatiivne seadistamine on palju lihtsam ning veelgi lihtsam on teha mootori normaalseks tööks vajalike kütuse-õhu töösegu parameetrite järgnev õige valik. Kompressori paigaldamist hõlbustab ka asjaolu, et selle probleemi lahendamiseks on juba valmis komplektid.
• Kui autos on turbiini vaja reguleerida ainult kvalifitseeritud spetsialisti abiga või teil peavad olema eriteadmised ise, siis kompressor erivarustust, teadmisi ja oskusi ei vaja. Sellised omadused lihtsustavad veelgi mehaanilise survestamise paigaldamise protsessi.
• Auto turboülelaadur on määrimise ja kütusekvaliteedi osas asjatult nõudlik. On vaja rakendada rõhu all oleva õli tarnimist, vahetada näidatud õli palju sagedamini, korraldada õli tühjendamine karterisse. Kõik see suurendab kulusid auto hilisemaks hoolduseks ja turboülelaaduri paigaldamiseks. Õlivahetuse hooldusvälbad on märgatavalt lühenenud. Kui te turbomootorit kadestamisväärse korrapäraselt ei hoolda, reageerib auto rikete ja lisaprobleemidega suhteliselt kiiresti. Sellega seoses on kompressor kütuse ning kütuste ja määrdeainete kvaliteedi suhtes palju vähem nõudlik.
• Turbiin vajab erilist hoolt. Lahendus hõlmab tervet loetelu perioodilistest hooldusprotseduuridest. Mehaanilise kompressori puhul on peamine tagada ainult sissetuleva õhu puhtus ja sedagi nukk- ja kruvilahenduste osas.
• Turbiin avaldab madalatel pööretel negatiivset mõju, mida nimetatakse "turbo lagiks". Turbiini väikese pöörete arvuga ei tohiks imesid üldse oodata. Ainult keskmised ja maksimaalsed kiirused võimaldavad teil saavutada elektrijaamast täielikku tulu. Linna igapäevase töörežiimi korral pole see alati mugav.

Autoomanik võib küll osta uusima põlvkonna turbiine, millel selline puudus suures osas puudub ja mis ei sõltu nii palju mootori pöörlemiskiirusest, kuid kogukulude summa pärast ostmist ja täiustusi on muljetavaldav. Kompressori jõudlus ei sõltu masina kiirusest ja suurendab madalatel pööretel, pakkudes samal ajal prognoositavat võimsust igal kiirusel.

• Kompressor on kogu sisepõlemismootori konstruktsioonis eraldiseisev ja iseseisev seade, mis lihtsustab selle demonteerimis-, hooldus- ja remonditööde protsessi. Kompressori hooldamine on suhteliselt lihtne, seega on palju soodsam hankida vajadusel elemendi kvaliteetne, odavam ja asjatundlik remont.
• Turbiini eelisteks võib vääriliselt omistada kompressoriga võrreldes suuremat kiirust. Kuid turboülelaaduri kuumutamise tase on palju kõrgem ja turbiin kuumeneb palju kiiremini. See mõjutab negatiivselt kogu mootori tööd ja seisukorda. Mootori kulumine kõrgendatud temperatuuri tingimustes suureneb, samuti suurenevad oluliselt nõuded sisepõlemismootori jahutussüsteemile.
• Kompressor saavutab oma efektiivse kiiruse peaaegu kohe pärast mootori käivitamist. See on selle absoluutne eelis. Turbiin ei tööta madalatel pööretel. Samas ei tohi unustada, et kompressor võtab küll mootorilt voolu, aga turbiin ei võta lisakoormusest osa mootori võimsusest ära.
• Kompressori miinusteks on selgelt turbiinidega võrreldes suurenenud kütusekulu. Ka kompressori kasutegur on märgatavalt madalam. Kütusesäästlikkuse mõttes tundub auto turbiin olevat parim variant.
• Mootorilt juhitakse kompressorit veorihm või kett, mis nõuab elemendi perioodilist hooldust. Kui rääkida turbiinist, siis selle hoolduskulu võrreldes kompressori hooldusega on ikka palju suurem.
• Kindlasti on vabamüügis lihtsam ja lihtsam valida kompressorit või valmis paigalduskomplekti. Kaasaegsel turul on lai valik erinevat tüüpi kompressoreid. Turbiinide valik on võrreldes sama kompressorite valikuga väga piiratud.
• Kvaliteetne kaasaegne turbiin maksab mõnel juhul rohkem kui mehaaniline kompressor. Sellest hoolimata on enamik autosid varustatud turbolaaduriga, kuna turbiin parandab sisepõlemismootori jõudlust palju paremini.

Mis on tulemus

1. Kompressor tagab mootori korrektsema ja stabiilsema töö kõigis töörežiimides, pikendab mootori vastupidavust;
2. Turbiin ei võta protsenti sisepõlemismootori koguvõimsusest;
3. Kompressorit on lihtsam paigaldada ja konfigureerida;
4. Turbiin nõuab nafta tarnimise ja tühjendamise korraldamist;
5. Kompressoril on pidev tagasivool ja turbiin sõltub sisepõlemismootori kiirusest;
6. Turbiin vajab regulaarset diagnostikat ja hooldust, kompressorit on lihtsam hooldada;
7. Kompressor tarbib rohkem kütust ja näitab turbiiniga võrreldes madalamat efektiivsust;
8. Turbiin paigaldatakse mootorisse modifikatsioonidega, samas kui kompressorit esindab täiesti eraldi seade ja see tagab paigaldamise lihtsuse;
9. Turbiin tagab parima jõudluse suurel ja maksimaalsel kiirusel ning tippkiirusel; Kompressorit eristab pikap väga "allosas";
10. Kompressorit saab vabalt valida ja osta ning seda saab teha peaaegu iga automudeli puhul, kuid turbiinide valik on tuntavalt piiratud;
11. Kompressori ja selle paigalduse maksumus on turbiiniga võrreldes soodsam;

Nagu kõigest ülaltoodust juba aru saite, ei ole mis tahes tüüpi kompressori paigaldamine kõige lihtsam ülesanne. Enne paigaldamist tasub hoolikalt kaaluda iga saadaoleva võimenduslahenduse plusse ja miinuseid ning arvutada vastavalt ülesandele vajalikud väljundvõimsused.

Tänapäeval võib optimaalseks pidada kahekordset võimendussüsteemi, kui samal mootoril kasutatakse samaaegselt mehaanilist kompressorit ja turboülelaadurit. Samal ajal töötavad seadmed erinevatel pööretel, pakkudes maksimaalset elastsust ja mugavust paljudel mootori pööretel.