Τουρμπίνα αυτοκινήτου
πώς δουλεύει και πώς βγάζει δύναμη

Η τουρμπίνα έχει δύο πλευρές πάνω στον ίδιο άξονα. Στην πλευρά της εξαγωγής τα καυτά καυσαέρια περνάνε από μια φτερωτή και τη γυρίζουν. Στην άλλη πλευρά, τη ψυχρή, μια δεύτερη φτερωτή ρουφάει αέρα από το φίλτρο και τον συμπιέζει προς την εισαγωγή.

Ο συμπιεσμένος αέρας ζεσταίνεται, γι' αυτό περνάει πρώτα από το intercooler, που τον κρυώνει ώστε να είναι πιο πυκνός. Μετά μπαίνει στους κυλίνδρους, όπου ο εγκέφαλος ψεκάζει το αντίστοιχο καύσιμο.

Την πίεση την ελέγχει η wastegate, μια βαλβίδα που αφήνει μέρος των καυσαερίων να παρακάμψει τη φτερωτή. Όσο πιο κλειστή μένει, τόσο περισσότερη πίεση. Στα diesel και σε πολλούς νεότερους βενζινοκινητήρες υπάρχει μεταβλητή γεωμετρία ή ηλεκτρονική wastegate, που ελέγχεται απευθείας από τον εγκέφαλο. Η βαλβίδα εκτόνωσης (blow-off ή recirculation) ανοίγει όταν κλείνει το γκάζι, για να μη χτυπάει ο αέρας πίσω στη φτερωτή.

Η πίεση μετριέται σε bar ή psi πάνω από την ατμοσφαιρική. Περισσότερη πίεση σημαίνει περισσότερο αέρα, αλλά δεν υπάρχει σταθερός κανόνας «τόσοι ίπποι ανά bar». Παίζουν ρόλο η απόδοση της τουρμπίνας, η θερμοκρασία μετά το intercooler, το καύσιμο και η προπορεία που αντέχει ο κινητήρας χωρίς χτύπο.

Για μια πρώτη εικόνα υπάρχει ο υπολογιστής boost σε ίππους. Το πραγματικό νούμερο όμως το δίνει μόνο το δυναμόμετρο, όπου μετράμε ισχύ, ροπή, λάμδα και θερμοκρασίες σε κάθε pull.

Στους εργοστασιακούς turbo κινητήρες η τουρμπίνα συνήθως μπορεί να δώσει περισσότερη πίεση από αυτή που της ζητάει το εργοστασιακό πρόγραμμα. Με προγραμματισμό εγκεφάλου ανεβάζουμε την πίεση μαζί με καύσιμο και προπορεία, μέσα στα όρια της τουρμπίνας και του κινητήρα.

Γι' αυτό τα turbo αυτοκίνητα κερδίζουν τα περισσότερα σε ένα Stage 1. Στα αποτελέσματα του δυναμομέτρου τα μεγαλύτερα κέρδη είναι όλα σε turbo βενζινοκινητήρες.

Όταν η εργοστασιακή τουρμπίνα φτάσει στο όριό της, το επόμενο βήμα είναι μεγαλύτερη ή υβριδική τουρμπίνα. Αυτό όμως δεν είναι μόνο ανταλλακτικό. Μαζί χρειάζονται συνήθως:

• μεγαλύτερο intercooler και σωληνώσεις,
• εξαγωγή που να μην πνίγει την τουρμπίνα,
• σύστημα καυσίμου που να φτάνει (αντλία, μπεκ),
• συμπλέκτη που να κρατάει τη νέα ροπή,
• και πρόγραμμα γραμμένο από την αρχή γύρω από το νέο hardware, δηλαδή Stage 2 ή παραπάνω.

Η σειρά έχει σημασία. Πρώτα μετράμε το αυτοκίνητο όπως είναι, μετά σχεδιάζουμε τι χρειάζεται για τον στόχο, και στο τέλος γράφουμε και ελέγχουμε στο δυναμόμετρο.

Το να μπει turbo σε ατμοσφαιρικό κινητήρα είναι ολόκληρο project: πολλαπλή εξαγωγής για την τουρμπίνα, intercooler, γραμμή λαδιού και επιστροφή, μεγαλύτερα μπεκ, αισθητήρες πίεσης και πρόγραμμα που ελέγχει την πίεση.

Το κάνουμε σε Mazda MX-5 NC με δικό μας turbo kit για 1.8, 2.0 και 2.5, μέχρι 380 hp, με πρόγραμμα στον εργοστασιακό εγκέφαλο. Έχουμε κάνει και turbo σε BMW με κινητήρα M54, όπου το build μετρήθηκε στους 235 hp. Για αυτοκίνητο που θα πάει πίστα, σχεδιάζουμε με περιθώριο στις θερμοκρασίες και στη λίπανση.

Τα πιο συνηθισμένα σημάδια είναι σφύριγμα που δυναμώνει ή αλλάζει, μπλε καπνός στο γκάζι ή στο ρελαντί, λάδι μέσα στις σωληνώσεις του intercooler, πτώση δύναμης και βλάβες υπερπίεσης ή υποπίεσης στο διαγνωστικό.

Πριν αλλάξει τουρμπίνα, ελέγχουμε τις σωληνώσεις για διαρροές, τη wastegate και τον ενεργοποιητή της, τη βαλβίδα ελέγχου πίεσης και τους αισθητήρες. Πολλές φορές το πρόβλημα είναι εκεί. Σε αυτοκίνητο με πρόγραμμα, κάνουμε τον ίδιο έλεγχο με logging στο δυναμόμετρο.