Blower

[LukaPsB]

Imam pitanje...znaci zanima me princip rada Blowera (ukratko)....i sto on pojacava kod motora....jer uvijek kad vidim blower vidim na muscle autu....pa me zanima??

[Maniac]

kolko ja znam taj ˝blower˝ je turbo-kompresor, tj. isti stvar kao turbina samo drugi princip rada al i stvarno skupo....

[hrđa-tg]

To je kompresor vrsta Turbine za muscle aute to imaju i ostali auti samo ne ovoliki koliki je na ovome...
Eo ti nesto...
http://www.youtube.com/watch?v=dEb54k9ZReU
http://www.youtube.com/watch?v=59KjdxqJPww

[LukaPsB]

To je kompresor vrsta Turbine za muscle aute to imaju i ostali auti samo ne ovoliki koliki je na ovome.

evo malo veci.....xD


http://www.youtube.com/watch?v=vOey7ugadH8

[DanielST]

Kompresor imas u skoro svakom, ako ne i u svakom M-Benz benzincu. Dok turbine idu u diesele. Sad se vrti neka shema da ce ici motori koji imaju i jedno i drugo. Al' da ne pricam puno evo c/p jednog teksta s Interenta:

Turbo i kompresor





Kod ljudi koji se ne bave tematikom automobila spomen pojma "turbo" ih u tokom proteklih desetak godina uglavnom asocira na diesel motore.

Takozvana "turbo" era se završila krajem 90-tih godina i od tada pa sve do sadašnjih dana turbo je stvarno ono što u velikoj većini slučajeva dobra najava da je u pitanju dizel motoPrvo što moramo da naglasimo u ovom tekstu su razlike u nazivima: Turbo punjač se najčešće naziva samo turbo, a u engleskom je naziv koji se koristi "turbocharger", dok se turbo kompresor može još nazivati i kompresor (Mercedes koristi ovaj naziv, npr.), punjač (G punjač – VW) dok se u engleskoj literaturi turbo kompresori nazivaju "supercharger".

Turbine se koriste u energetici, avio i auto industriji i ono što ih razlikuju su naravno performanse obzirom da su im zadatci različiti, ali ono što ih svakako povezuje je isti izgled i princip rada. U auto industriji postoji nekoliko načina takozvanog "prehranjivanja" tj. dodatnog sabijanja više zrak nego što prirodni pritisak omogućava. Motor sagorijeva mješavinu zraka i goriva, a taj zrak ulazi u motor kroz usisnu granu motora povučen iz okolne atmosfere razlikom pritiska koju motor stvara. Da bi se snaga povećala količina zraka koriste se vještački načini kao što su: turbo punjači, mehanički kompresori i tzv. "Ram Air" sistem. Ovaj tekst za temu ima rad turbo punjača i turbo kompresora dok ćemo princip rada "Ram Air" sistema objasniti u narednih nekoliko rečenica.

"Ram Air"
Ovaj sistem ili u slobodnom prijevodu prirodna turbina je sistem koji koriste sportski automobili, a svodi se na jednostavan princip da se usisna grana (uz posredstvom odgovarajućih filtera) izvede direktno negdje na spojni dio automobila koji je okrenut smjeru kretanja i time se povećanjem brzine automobila proporcionalno povećava pritisak zraka koji ulazi u motor. Na primjer F1 bolidi imaju usis direktno iznad glave rozaca, GT automobili imaju "grbe" na haubi koje direktno ubacuju zrak u motor automobila, a taj pritisak je direktno srazmeran brzini kretanja automobila.


Kako napraviti više snage?
Četiri mogućnosti sa jednom zajedničkom osobinom

1. Kada se govori o načinima povećanja snage motora, zajednički cilj je, svakako, sagorjeti što više smjese goriva i zraka u jedinici vremena. Postoje, praktično, četiri fundamentalno različita načina da se to ostvari.1. Napraviti efikasan motor tako da se što je moguće više zraka i goriva unosi u njega kroz smanjenje restrikcija usisnih i ispušnih grana, umanjujući masu koja se rotira unutar motora, povećavajući energiju koju daje svjećica i finog štelanja tajminga rada motora. Ovo su ciljevi svih "performanse" dijelova koji povećavaju snagu motora - filtri zraka, programatori paljenja, ispušni sistemi itd. Ove modifikacije su veoma popularne zato što dodaju snagu, izgledaju dobro i zvuče dobro. Također one se mogu raditi nezavisno što je dobro za budžet. Problem ovakvih modifikacija je što donose male dobitke, a cesto su ti dobitci u snazi beznačajni i ne mogu se osjetiti. Današnji moderni motori su po izlasku iz fabrike prilično dobro podešeni i nisu opremljeni previše restriktivnim usisnim ili ispušnim granama koje bi umanjile potrošnju goriva. Drugim recima, ako tražite umjerene dobitke snage, potrebno je ići dublje od ovakvih modifikacija koje za cilj imaju samo blago povećanje efikasnosti motora.

2. Motoru se može povećati snaga tako što ćete ga ubrzati tj. motor ce se okretati na većem broju obrtaja. Ova tehnika je efikasna kada se insistira na zadržavanju male mase i kompaktnosti motora, a istovremeno se traži veća snaga. Naravno svi sportski automobili imaju motore koji postižu visoke brojeve obrtaja. Jedina mana ovog pristupa je da ako želite da omogućite motoru da se okreće na jako visokom broju obrtaja potrebni su jako kvalitetni (i skupi) dijelovi koji ce moći da izdrže rad u takvim uvjetima. Povećani broj obrtaja značajno povećava trošenje materijala što umanjuje pouzdanost motora i smanjuje mu rok trajanja. Većina normalnih automobila ima crveno polje između 6000-7000 obrtaja baš iz tog razloga da se poveća rok trajanja motora. Okretanje motora brže nego što je predviđeno je rizik za motor.

3. Još jedan način za povećanje snage motora je veoma očigledan. Korištenje većeg motora. Veći motori mogu da sagore više zraka i goriva i samim tim stvaraju više snage. Naravno, da je to tako jednostavno svi bi pod haubama imali V12 motore. Povećanje motora se lako može izvesti širenjem cilindara i stavljanjem većih klipova, ili povećanjem hoda klipa, ali takva povećanja motora su veoma ograničena obzirom da konstrukcija motora ne dozvoljava preveliko povećanje tih parametara. Da bi se motor značajno povećao potrebno je imati fizički veći motor sa više cilindara, ali on donosi veće dimenzije, veću težinu i manje efikasnost potrošnje goriva.

4. Posljednji način za povećanje snage je unošenje veće količine smjese goriva i zraka pre njenog sagorijevanja, a rezultat snaga koja je adekvatna klasičnom motoru sa većom zapreminom. Problem sa ovom tehnikom je da nije dovoljno reci da motor treba da usisa više smjese, pritisak je uslovljen atmosferskim pritiskom od 1 bar na 0 m nadmorske visine. Kako se visina povećava zrak postaje sve rjeđi i time motor ima sve manje snage. Tu na scenu stupaju turbo kompresori ili turbo punjači. Kompresor, kao što mu ime kaže, komprimira zrak i gorivo u komoru cilindra pod pritiskom većim od atmosferskog i time praktično dobiva efekt povećanja snage kao da je motor veće zapremine nego što jeste. Drugo mali motor zadržava sve svoje osobine – lagan, kompaktan, efikasno troši gorivo, a opet uz pomoć kompresora daje veću snagu. Dodatno se može kontrolirati kada kompresor radi tako da, ukoliko ne pritiskate pedalu gasa do poda, motor radi sa svojim normalnim performansama i što je još važnije troši jako malo goriva.

Realno postoji daleko više od gore navedenih četiri načina povećanja snage, ali ovi načini su najkonvencionalniji. Možete, na primjer, koristiti kaloričnije gorivo što je ideja vodilja sistema koji koriste Nitro Oksid – poznatiji kao NOS ili drugih Top Fuel sistema.


Zlatna "turbo" era
Turbo punjači su po prvi put predstavljeni u velikoserijskom putnickim automobilu ranih 1960-tih godina. Model je bio Chevrolet Corvair kojeg je proizvodio General Motors - GM. Automobil je imao lošu reputaciju zbog toga što je imao jako loše performanse pri malim brzinama, a ogroman turbo lag je normalnu vožnju činio u ovom automobilu praktično nemogućom.

Turbo lag je ono što je automobilskoj industriji pravilo veliki problem i sprečavalo da se automobili koji su u to doba koristili turbo punjač proglase praktičnima. Turbo punjači su se u to doba obilato koristili u auto sportu - počevši od ikone BMW-a 2002 turbo modela pa do "endurans" trka i na kraju same Formule 1, međutim vozači sportskih automobila su uspijevali da se izbore sa prilično neugodnim turbom motorima iz tog doba, ali to nije bilo rešenje za svakodnevnu vožnju i normalnog vozača. Turbine iz tog doba su bile veoma velike i teške pa su samim time bile veoma inertne. Takve turbine se nisu mogle zavrtjeti ispod 3500 obrtaja, pa je opseg rada motora do 3500 obrtaja bio veoma slab obzirom da je u doba kompresija turbo motora bila 6,5:1 kako bi se izbjeglo pregrijavanje glave cilindara.

Porše je pionir kada se govori o relativno praktičnim turbo automobilima. 1975. godine se pojavio model 911 Turbo 3.0 koji je koristio rešenje do koga su došli Porshe inženjeri. Mehanizam se zasnivao da se koriste takozvane “recirkulišuca” creva koja su omogućavala turbini da se zavrti pre početka rada pa se time umanjivao lag. Model iz 1978. Porsche 911 Turbo 3.3 koji je naslijedio model 3.0 turbo je unio još jedan novitet - intercoler koji je dodatno umanjio turbo rupu i doprinio povećanju snage motora.

Tokom 80-tih godina tehnologija proizvodnje turbo punjača je evoluirala u pravcu kulturnijeg rada. Tokom zadnjih godina se kod automobila sa turbo punjačima koristi još jedan sistem umanjenja turbo rupe - elektronska kontrola pritiska turbine. Rani turbo punjači su koristili primitivna mehanička rešenja sa "vejst gejt" ventilom kako bi izbjegli prevelik pritisak i preveliku brzinu turbine. Kasnih 80-tih i početkom 90-tih godina sa razvojem elektronike je omogućena fina kontrola pritiska turbine pa tim sistemom omogućeno da, na primjer, turbo isporučuje 1,4 bar ispod 3000 okretaja, 1,6 bar od 3000 do 4500 okretaja, a 1,8 bar iznad 4500 okretaja. Tako finom kontrolom je postignut linearan rast snage što je doprinijelo tečnom osjećaju u vožnji.


Kako radi turbo punjač?
Turbo punjači su jedan od nekoliko sistema za dodatno unošenje zraka u motor tj. one kompresiju (smanjuju zapreminu) zraka koji ulazi u motor. Prednost smanjivanja zapremine zraka koji ulazi u motor kroz usisnu granu je da dozvoljava motoru da ima više zraka u cilindru, a samim tim više goriva treba da bi se napravila odgovarajuća smjesa. Samim time, dobiva se više snage iz svake eksplozije unutar svakog cilindra motora. Motor sa turbo punjačem po definiciji proizvodi više snage od motora koji nema turbo punjač, a to značajno poboljšava odnos snaga / težina motora.


Da bi turbo punjači postigli odgovarajuću kompresiju, turbo punjač koristi ispušne plinove motora da bi zavrtio svoju turbinu koja opet ubrzava unos zraka. Turbina turbo punjača se obično vrti od 100 do 150 hiljada obrtaja u minuti, a kako je direktno povezana na ispušnu granu motora temperature na kojima turbina radi su veoma visoke.

Osnove:
Najlakši način da dobijete više snage iz motora je da povećate količinu zraka i goriva koje motor može da sagori. Jedan od načina je da se poveća zapremina bilo povećanjem zapremine cilindara ili dodavanjem cilindara. Ako taj način nije moguć ili isplativ, turbo punjač je jednostavnije i kompaktnije rešenje.

Turbo punjači omogućavaju motoru da sagori više goriva i zraka tako što u postojeću zapreminu motora sabijanjem ubacuje više goriva i zraka. Mjera za sabijenost je u barima (metrički sistem) ili psi (kolonijalni sistem - funte po kvadratnom inču).
1bar = 14,503 psi tj. 1psi = 0.068947 bar.

Tipičan pritisak turbina je obično oko 6-8 psi tj. oko 0,5 bar što znaci da se u motor ubacuje 50% više zraka (1 bar je normalan pritisak, a kada dodate 0,5 bar pritiska pomoću turba dobivate 1,5 bar tj. 50% povećanja pritiska). Za očekivati je da ce i snaga skočiti za 50%, međutim sistem nije 100% efikasan tako da su povećanja snage u okviru 30 – 40% u zavisnosti od konstrukcije. Dio neefikasnosti potiče od toga što zrak koji pokreče turbinu nije „besplatan“, tj. zrak koji turbina pozajmljuje iz ispušne grane motora ima svoju cijenu. Cijena je da motor mora da uloži više energije da izbaci zrak obzirom da na izlazu postoji otpor okretanja turbine koji taj ispušni gas mora da savlada.

Turbine na visini
Turbo punjači pomažu na velikim visinama gdje je zrak dodatno razrijeđen. Normalni motori ce na takvom razrijeđenom zraku imati manje snage na raspolaganju zato što ce manje zraka biti u cilindru, dok se kod motora sa turbo punjačem ta razlika daleko smanjuje (i dalje postoji pad snage, samo je manji) zato što ce turbina iako je zrak redi ugurati daleko više tog redeg zraka zato što je on lakši pa ce time malo kompenzirati gubitak gustoće zraka.

Stariji automobili sa karburatorom automatski povećavaju dotok goriva da bi parirali većem dotoku zraka u motor, dok moderni automobili sa elektronskim ubrizgavanjem goriva također to rade, ali ce to povećanje dotoka goriva biti srazmerno podatku koji šalje protokomjer zraka koji mjeri kao što mu i ime kaže koliko je zraka ušlo u motor pa ce odnos zraka i goriva kod takvih motora biti uvijek veoma blizu idealnom. Ukoliko turbina radi na visokom pritisku i elektronsko ubrizgavanje nema dovoljno jaku pumpu koja može da dopremi potrebnu količinu goriva u cilindre ili softver koji upravlja ubrizgavanjem goriva neće da dozvoli toliku količinu goriva ili brizgaljke za unos goriva u cilindar nemaju dovoljno veliku protočnu moć motor neće moći da maksimalno iskoristi turbo punjač pa ce ostali dijelovi sistema za ubrizgavanje goriva morati dodatno da se modificiraju da iskoriste pun potencijal turbo punjača.

Način funkcioniranja turbo punjača:
Turbo punjač je pričvršćen na ispušnu granu motora, a ti ispušni gasovi okreću turbinu. Turbina je osovinom povezana sa kompresorom koji se nalazi između filtera za zrak i usisne grane motora i taj kompresor sabija zrak koji se ubacuje u cilindre. Ispuh iz cilindara prolazi preko lopatica turbine koje okreću samu turbinu i što više zraka prolazi kroz lopatice, to se turbina brže okreče. Sa druge strane osovine na koju je prikačena turbina nalazi se kompresor koji pumpa zrak u cilindre. Kompresor je tzv. Centrifugalna pumpa – uvlaci zrak u centru svojih lopatica i gura ga dalje kako se okreče. Da bi izdržala 150000 rotacija u minuti osovina turbine mora biti pričvršćena veoma pažljivo. Većina ležaja bi pri ovoj brzini okretanja vjerojatno eksplodirala pa tako turbo punjači koriste fluid (ulje) koje je u veoma tankom sloju između lagera i osovine i pomoću koga se kuglagerima po kojima se osovina kreće samim tim smanjuje trenje, a istovremeno hladi osovinu i druge dijelove turbo punjača.

Sa lijeve strane je kompresor koji sabija zrak, a sa desne strane je turbina koja pomoću ispušnih gasova pokreće kompresor pomoću osovine koja ih povezuje

Problemi koji se javljaju kod turbo punjača

1. Previše pritiska
Kada se zrak sabija u cilindre pod pritiskom koji pravi turbo punjač koje zatim klip dodatno sabija postoji povećana opasnost od samozapaljivanja smjese. Samozapaljivanje smjese se pojavljuje kada se smeša zraka i goriva komprimira preko kritične točke cime dolazi do detonacije u cilindru iako svjećica nije zapalila smešu što može oštetiti motor. Automobili sa turbo punjačima obično koriste visoko oktanska goriva (koja imaju veću otpornost ka samozapaljivanju) da bi izbjegli ovaj problem. Problem se također može riješiti smanjenjem kompresije motora što naravno dovodi i do smanjenja snage motora.

2. Turbo rupa
Jedan od najlakše uočljivih problema turbo punjača je da oni rade istog trenutka kada pritisnete pedalu gasa, već je potrebno da motor osigura odgovarajuću količinu gasova, a onda je potrebno još nekoliko trenutaka da se turbina zavrti da bi počela sa radom što ima za rezultat da automobil naglo dobije snagu tek nekoliko trenutaka po pritiskanju pedale gasa. Jedan od načina za smanjenje ovog efekta (turbo rupa = zadrška prim.prev.) je da se smanji intertnost pokretnih dijelova, tj. umanjenje njihove težine. Ovo omogućava turbini i kompresoru zraka da se brzo zavrte i počnu ranije sa povećanjem snage motora.

3. Mali ili veliki turbo punjač?
Siguran način za smanjenje inertnosti turbine i kompresora zraka je da se turbo punjač načini što manjim. Mali turbo punjač ce daleko brže osigurati pritisak i na manjem broju obrtaja motora, ali neće biti sposoban da osigurati dovoljno pritiska kada se motor zavrti i kada su mu potrebne velike količine zraka da bi zadržao potreban pritisak. Dodatna opasnost je da se mala turbina na visokom broju obrtaja motora može vrtjeti prebrzo što može dovesti do njenog oštećenja. Veliki turbo punjač može da osigura veliki pritisak na visokom broju obrtaja motora, ali je on težak i inertan te mu je potrebno više vremena da ubrza svoju tešku turbinu i kompresor zraka.

... i njihova rešenja
Ventil za ispuštanje viška zraka (vejst gejt – eng. wastegate)
Većina automobilskih turbo punjača imaju ventil za ispuštanje viška zraka koji omogućava manjim turbo punjačima da se ne vrte previše brzo na visokom broju obrtaja, a istovremeno time što su mali umanjuju turbo rupu. Ventil za ispuštanje viška zraka omogućava ispušnim gasovima da ne prelaze preko lopatica turbine. Ventil „osjeća“ promjenu pritiska i ako pritisak prede određenu granicu to je indikator da se turbina okreče prebrzo i tada ventil ispušta dio ispušnih gasova tako da ne prelaze preko turbine i time omogućava turbini da uspori.

Lageri
Neki turbo punjači koriste bolje lagere umjesto lagera u tečnosti kao oslanjanje osovine turbine. To, naravno, nisu obični lageri – to super precizno napravljeni lageri, a materijali od kojih se prave su posebne legure koje mogu da izdrže velike brzine i temperature koje proizvodi turbina. Oni omogućavaju da se osovine turbine zavrte sa manje otpora nego uz pomoć korištenja tečnosti umjesto lagera koji se koriste u većini turbo punjača. Oni također omogućavaju korištenje manjih i lakših osovina što opet pomaže turbo punjaču da se brže pokrene i time dodatno smanji turbo rupa.


Lageri
Keramičke lopatice na turbinama
Keramičke lopatice na turbinama su lakše nego one od čelika koje se najčešće koriste na turbo punjačima. Naravno ovo opet omogućava brži start turbine što opet umanjuje turbo rupu. Lopatice od keramike se recimo koriste kod IHI turbine na Mitcubishi Lanceru EVO.

Intercoleri
Kada je zrak komprimiran (po zakonima termodinamike) on se greje, a kada se zrak greje on se širi. Tako jedan deo od povećanja pritiska turbo punjača je rezultat zagrijavanja zraka pre nego on ude u motor. Da bi se povećala snaga motora, cilj je povećati broj molekula zraka u motor, a ne neophodno povećati pritisak zraka. Intercoler je dodatna komponenta sistema koja lici na hladnjak, samo što zrak prolazi kako kroz intercoler tako i oko njega. Zrak koji treba da ude u motor prolazi kroz intercoler i time se hladi, dok se sabijeni zrak pomoću ventilatora puše preko intercolera. Intercoler povećava snagu automobila tako što hladi zrak pod pritiskom koji izlazi iz turbine pre nego što ude u motor. To znaci da turbo punjač koji radi na 0,5 bar pritiska uz pomoć intercolera ubacuje hladan zrak na 0,5 koji sadrži daleko više molekula zraka obzirom da hladniji zrak je gušći nego topliji.

Korištenje duplih turbo punjača je pitanje željene efikasnosti i mogućnosti da se oni negdje fizički i postave. Za veće motore, recimo preko 2,5l, je bolje koristiti 2 manja turbo punjača umjesto jednog velikog – kao što je to Porshe radio na ranim modelima 911 Turbo. Kada su u pitanju V ili bokser konstrukcija motora također je poželjno koristiti dupli turbo zato što jedan turbo opslužuje jednu stranu motora i time se skraćuje dužina crijeva turbo punjača što umanjuje turbo rupu. Neki motori koji imaju dupli turbo imaju takav sistem koji ispušne plinove sa jedne turbine vode ka drugoj turbini i to je takozvani koncept “povratne sprege” koja osigurava balansirani dovod snage u obje strane motora. Motori koji imaju paralelni dupli turbo su motori koji imaju po jednu turbinu za svaku stranu motora. S druge strane sekvencijalni dupli turbo je dizajniran da ubrza odgovor turbine i dodatno umanji turbo rupu. Takav sistem radi kako mu ime kaže sekvencijalno tj. na malom broju obrtaja radi mala turbina, a veća nije aktivna i time se postiže brz odgovor na srednjem broju obrtaja. Kada se količina ispušnih gasova dovoljno poveća uključuje se i druga turbina koja na dodatno povećava pritisak. Ono što je mana kod sekvencijalnih duplih turbo-a je velika količina crijeva koja je potrebna da bi sistem radio (ispušni plinovi moraju da dopru do obje turbine posebno kao i izlazi iz obje turbine moraju doći do usisnih grana motora) i samim tim je u posljednje vrijeme napuštena tehnika od strane proizvođača. Automobili koji koriste ovakav sistem turbina su Porshe 959, Mazda RX7 treće generacije, Toyota Supra i Subaru Legasi.

Turbo niskog pritiska (Light Pressure Turbo - LPT)
Posljednjih nekoliko godina je ovo veoma popularan način korištenja turbina. Saab kao pionir u ovoj oblasti je prvi put iskoristio LPT u masovnoj proizvodnji 1992. godine kada je prikazao, tada, novi model Saab 9000 2,3l Turbo Ecopower. Taj motor je imao samo 170KS, tj. 20KS više u odnosu na identičan motor bez turbo punjača, a 30KS manje od standardnog 2,3l Turbo motora. Dok su ostali proizvođači željeli što veću cifru snage ili obrtnog momenta, Saab je pametno zaključio da iako je takav motor slabiji od konkurentskih, uz pomoć malog turba motor ima solidan obrtni moment što omogućava dobro ubrzanje, ali je daleko lakši za vožnju obzirom da je turbo rupa praktično nepostojeći, a odgovor na komandu gasa kao i kod atmosferskih motora. Saab je zbog bolje krive obrtnog momenta produžio odnos mjenjača pa je time dodatno uspeo i da umanji potrošnju i svede je na manje od atmosferskog motora iste veličine.

U prošlosti, loše vozne osobine i visoka potrošnja goriva su sprečavale da se turbo punjači koriste u automobilima koji su namijenjeni širokom krugu ljudi. Proteklih godina taj trend je potpuno drugačiji zbog potražnje za većim prostorom i komforom što je dovelo do povećanja težine automobila pa da bi se performanse zadržale na prethodnom nivou potrebno je više snage, a za to se ili ugrađuje veći motor ili se dodaje turbo punjač. Kada u igru ude i cijena tj. želja za što manjim troškovima svakog proizvođača turbo ima nesumnjivu prednost i to je svakako tendencija koja ce u narednim godinama biti sve više izražena. Masovno korištenje turbina na dizel motorima u proteklih 15 godina je donijelo veliki broj inovacija ut istovremeno smanjenje cijene turbina, pa se proizvođači u posljednje vrijeme sve češće okreću turbo motorima. Na primjer novi Opel ima 2.0 Turbo motor, a u najavi je i 1,6l Turbo. Alfa Romeo u najavi ima nekoliko motora koji koriste Turbo i Twin Turbo. VW koncern je pored 1,8 Turbo motora u gamu uvrstio i 2,0 Turbo, itd.

Turbo kompresori
Ukoliko se pitate ko je napravio prvi turbo kompresor, odgovor je Gotlib Dajmler (da, da, Dajmler Benz ili u skorije vrijeme Dajmler Krajsler). Ovaj Njemački inženjer je patentirao pumpu koja je omogućavala povećanu kompresiju smjese unutar komore cilindara. Taj sistem nije nazvao “turbo punjač”, ali ono što je opisao u dokumentu je opis rođenja prvog automobilskog turbo kompresora. Gotlib je svoj automobilski turbo kompresor dizajnirao po ugledu na dvo-rotorni industrijski “pomerac zraka“ koji je izmišljen i patentiran 40 godina ranije od strane Frensisa Rutsa iz Indijane, SAD 1860. godine. Isti princip se i danas koristi, a odmah zatim je i Njemački inženjer Krigar izmislio pumpu za zrak pomoću koje se i danas koristi u tzv. Lysholm kompresorima. Ubrzo nakon toga turbo kompresori su pronašli veliku primjenu tokom i Svjetskog Rata u avionskim motorima, a posle rata Mercedes 1921. godine postiže veliki uspeh time što počinje serijsku proizvodnju automobila koji ima motor sa turbo kompresorom.

Na trkačkoj sceni, automobili koji su koristili turbo kompresore su imali mnogo uspjeha. 1924. godine turbo kompresori su se pojavili u Indy 500, a širom sveta trkački automobili su masovno koristili novu tehniku povećanja snage motora. Sredinom 30tih godina prošlog vijeka, Robert Pakston MekKuloh je napravio MekKuloh Inžinjering koja je prav specijalizirana firma koja je pravila turbo kompresore koji su se koristili na motorima u Američkim putničkim vozilima i to je moment u kome turbo punjači postaju ono što su i danas.

Posle II Svetskog Rata turbo kompresori su doneli novu živost u sportska takmičenja širom sveta. Alfa Romeo i Britanski Trkački Motori (BRM) su koristili turbo kompresore na njihovim "Grand Prix" bolidima, a na kojima je nedugo zatim njihova upotreba i zabranjena, dok u Indy ligi takvog ograničenja nije bilo pa su automobili sa kompresorima osvojili veliki broj nagrada. 50-tih godina MekKuloh je osnovao Pakston Inženjering kao posebnu firmu koja je preuzela razvoj turbo kompresora na sebe i kao cilj je imala pravljenje jeftinog turbo kompresora koji bi se lako plasirao na širokom tržištu. Posle potrošenih 700000$ i dvije godine testiranja, model VS57 turbo kompresora je bio spreman da se predstavi javnosti i to 1953. godine. U početku je funkcionirao samo na Fordovim automobilima proizvedenim 1950. – 1953. godine, a 1954. su poceli sa prodajom kompleta za skoro sve komercijalne modele automobila koji su imali 6 ili 8 cilindara. Nakon velikog uspjeha tog VS57, Pakston Inžinjering je nastavio sa pravljenjem velikog broja novih modela.

Načini kompresije zraka
"Roots" turbo kompresor
Roots turbo kompresor je inicijalno zamišljen kao uređaj za ventilaciju u industrijskim zgradama. Sastoji se od dvije lopatice koje se okreću u suprotnom pravcu i praktično „zgrću“ zrak sa ulaza i izbacuju ga na izlaz. Ovaj kompresor je „fiksne zapremine“ tj. On pokreče fiksnu količinu zraka u jedinici vremena pa je on nezavisan od broja obrtaja motora tj. veoma je dobar za korištenje na malom i srednjem broju obrtaja što ga čini idealnim u primjeni na kamionskim i teretnim vozilima. Ovakvi kompresori su i samo-podmazujući, a uz to su i najjednostavniji konstrukcijski pa im je cijena umjerena i veoma su pouzdani. Iz tog razloga ovakav tip kompresora koriste GM, Ford, Mercedes i Toyota. Jedina mana ovog tipa kompresora je da generira velike količine toplote. Jedan od razloga je što ovaj kompresor praktično samo ubrzava zrak, ali se sama kompresija odigrava u usisnoj grani motora tj. van kompresora.

Turbo kompresor sa "dva vijka"
Ovakav turbo kompresor sa na prvi pogled ne ralikuje previše od “roots” kako spolja tako i iznutra. Ova dva pristupa jesu slična, međutim postoje i značajne razlike. Centralni dio ovog kompresora jesu dva rotora tj. “vijka” koji se okreću jedan ka drugom i tako uvlače zrak sa ulaza u kompresor, a okretanjem vijaka se zrak pomiče k njegovom izlazu i istovremeno se komprimira. U ovom slučaju kompresija zraka se odigrava unutar samog kompresora pa ovakav dizajn generira manje toplote od roots dizajna, a on još bolje funkcionira na malom i srednjem broju obrtaja pa se i ovaj kompresor koristi kod kamionskih i drugih teretnih vozila. Za razliku od roots kompresora gdje se lopatice dodiruju kod ovog tipa kompresora nema fizičkog kontakta između dijelova tj. vijaka pa je samim tim i nepostojeće trošenje bilo kog elementa. Samim tim i pouzdanost ovog tipa je veoma velika. Jedina mana ovog dizajna je da ovaj kompresor radi uvijek (i kretanje na leru ili kočenje) pa u tim trenutcima on praktično koristi snagu motora i umanjuje je da bi zrak koji je komprimiran bio izbačen pomoću ventila koji zaobilazi usisnu granu.


Centrifugalni kompresor
Turbo kompresor sa impelerom
Iako je ovaj tip kompresora zasnovan na mnogo novijoj tehnologiji nego prethodna dva, ovo je prvi uspješno primijenjen kompresor u automobilskoj industriji. Nasuprot prethodnim kompresorima ovaj nema “fiksnu zapreminu” tj. ne pokreče istu količinu zraka u jedinici vremena. On funkcionira kao veoma brzi propeler tj. impeler (propeler koji ima obratnu funkciju) usisavajući zrak u sredinu kompresora, a izbacujući ga po obodu impelera koji se okreče na velikim brzinama (preko 40000 obrtaja u minuti). Zrak pod centrifugalnom silom se kreče po obodu elisa impelera sve do oboda gdje se taj zrak usmjerava ka izlazu, a pri tome pomoću venturija se komprimira zrak. Zrak se dalje kreče ka izlazu duž lijevka koji se sužava i time smanjuje brzinu zraka i dodatno povećava pritisak. Ovaj dizajn ima nekoliko veoma bitnih osobina. Veoma je jednostavan i samim tim pouzdan, zatim proizvodi jako malo toplote zato što se kompresija odigrava unutar kompresora, a istovremeno je veoma kompaktan i svestran pošto se može “otkačiti” i time dozvoliti da motor direktno kroz kompresor usisava zrak bez rada kompresora. Također je veoma termalno efikasan, tj. proizvodi komprimiran zrak koji ima najnižu temperaturu od sva tri predstavljena dizajna. Jedina mana je što je potrebna velika brzina impelera da bi kompresor počeo sa proizvodnjom dovoljno komprimiranog zraka pa je veoma neefikasan na malom broju obrtaja, ali mu efikasnost raste sa brojem obrtaja. Ovakvi kompresori nisu samo-podmazujući već je potrebno da se priključe na sistem za protok ulja iz motora, mada neki proizvođači prave ovakve kompresore koji imaju mogućnost samo-podmazivanja.


Izgled impelera
G punjač - Nastanak i razvoj
Obzirom da su Vokswagen-ov modeli Polo G40, Golf 2 G60 kao i Corrado G60 bili veoma popularni i svojevrsne ikone sa početka 90-tih, evo kratkog opisa kako G-punjač radi.

U vrijeme kad je u modi svih proizvođača automobila bila ugradnja turbo punjača, vodeći čovjek tadašnjeg Volkswagenovog Odjela za razvoj, preuzeo je osnovnu ideju francuza L. Creuxa o punjaču u obliku zavojnice. Mogućnosti koje nudi ovakav punjač u odnosu na tadašnje alternativu - turbo punjačima. Prvi pokušaji s spiralnim punjačem obećavali su rešenja postavljenih zahtjeva šefova iz VW-a: spontan odaziv u donjem dijelu obrtaja, snaga raspoloživa duž cijelog područja obrtaja, smanjena buka, idealno za masovnu proizvodnju, upotrebljivo za različite koncepte motora.

1987. godine, počinje maloserijska proizvodnja motora s G-punjačem u VW Polo GT G40 sa snagom od 115 KS. Naziv G40 je nastao od oblika i, jer dužina zavojnice u "ubrzavajućem pužu" (nalik na G) ima i širinu u radnom delu punjača, koja iznosi 40 mm.

1988. godine slijedi ugradnja G60 punjača sa većim "ubrzavajućim pužem" (60 mm široko radno područje) u VW Corrado 1,8 sa 160 KS. U istoj godini je proizveden i VW Golf Rallye s G60 motorm i pogonom na sve kotače, u otprilike 5000 komada, prvenstveno zbog homologacije za rally trke, ali zbog restrikcija koje su se zahtijevale na usisu, zaustavljena su službeno pojavljivanje na utrkama, te je tako oslobođen prostor za Audi Quattro. 1989. godine G60 se ugraduje u VW Passat GT Syncro, a godinu poslije i u VW Golf GTI G60.

Najsnažniji motor pogonjen G-punjačem je proizveden od strane VW Motorsporta, 1,8 16v G60 snage 210 KS i obrtnim momentom od 250 Nm pri 5000 obrtaja u minuti, a isporučivan je u verzijama VW Golfa II sa petorim vratima.

I u današnje vrijeme tehnika G-punjača odolijeva zubu vremena, iako je Volkswagen već odavno prestao s njegovom proizvodnjom. Glavni razlozi za to su relativno visoki troškovi proizvodnje i ne tako zanemarujuća mogućnost kvarova (snaga vozila se cesto precjenjivala od strane vozača). Ono što je još zanimljivo je da G punjač prati prilično loša reputacija kao kvarljivog predaja, a kako Njemački VW sajtovi kažu krivac je loše zamišljena osovina oko koje se okreče kaiš za pokretanje punjača i preporučuju ugradnju druge koja rješava bukvalno sve probleme.

G punjač - Tehnički podaci
G60 je mehanički pokretan punjač (kompresor) koji je ime dobio po obliku slova G, a 60 označava širinu spiralnih propelera izražena u mm. U spiralnom kompresoru, usisani zrak iz motora prolazi kroz kućište, nalik pužu, gdje se sabija do 0,7 bara. Ovaj kompresor, koji sam troši i do 18 KS, pokretan je zupčastim remenom. Velika prednost mu je snaga duž svih brojeva okretaja. A slabosti? Kada motor dosegne 5800 o/min, mala spirala u kompresoru se vrti na 11 000 okr/min, te je to granično područje na kojem počinju kritične vibracije u kompresoru te to može biti kobno za cijeli motor. Inače, za G60 motore, najveći obrtni moment je na 5600 obrtaja u minuti.

Turbo ili kompresor
To je jedno od češćih pitanja i koja, na žalost, nemaju jednostavan odgovor. Točnije odgovor jeste jednostavan, ali on glasi: „zavisi“. Ovaj dio teksta ce prednosti i mane kompresora navesti i pomoći da sagledate u kojim slučajevima je bolje primijeniti odgovarajući sistem.

Sličnosti
I turbo kompresori i turbo punjači su sistemi koji omogućavaju usis zraka pod pritiskom i samim tim im je cilj isti - da što više sabiju zraka u cilindre motora u odnosu na ono što atmosferski pritisak normalno omogućava. Prednost je što ce motor tada moći da izgori više goriva u jednom ciklusu sagorijevanja, a to dovodi do povećanja snage. Iz tog razloga turbo kompresori i turbo punjači omogućavaju 40 - 100 % povećanja snage (u zavisnosti od pritiska kojim se sabija zrak) nego atmosferski motori iste zapremine.

Cijena
Cijena turbo kompresora i turbo punjača za isti motor su praktično iste pa cijena ne igra nikakvu ulogu u izboru jednog od ova dva sistema.

Turbo "rupa"
Nedostatak turbo rupe je jedna od najvećih prednosti turbo kompresora u odnosu na turbo punjače. Turbo punjači su pokretani ispušnim plinovima pa se zbog toga pojavljuje ta zadrška dok se propeler ne zavrti do brzine koja omogućava odgovarajuću kompresiju zraka Turbo punjači se pogone kaišem koji je sa druge strane zakačen na radilicu i time praktično rade od najmanjeg broja obrtaja.

Efikasnost
Ovo je najveća prednost turbo punjača. Turbo punjači su u principu ekonomičniji zato što se pokreću pomoću ispušnih plinova koji su da kažemo, besplatni tj. ne služe ničemu, dok turbo kompresor koristi snagu radilice i time umanjuje snagu koja je dostupna za pokretanje automobila. Turbo punjači ipak nisu potpuno efikasni zato što okretanje lopatica turbine pravi pod pritisak na ispušnoj grani tako da motor ima određen otpor kada izbacuje ispušne plinove.

Toplina
Kako je turbo punjač montiran na ispušnu granu koja je uvijek veoma zagrijana time se samo kućište turbine greje, a time se dodatno zrak koji turbo sabija dodatno greje što negativno utječe na gustoću komprimiranog zraka pa se cesto koristi intercoler kako bi se taj zrak ohladio, a time se komplicira instalacija sistema. Kod turbo kompresora centrifugalni kompresor stvara veoma hladan komprimiran zrak pa ne postoji potreba za montiranjem intercolera za pritiske ispod 0,8 bar, dok u slučaju korištenja roots kompresora komprimirani zrak ima daleko veću temperaturu pa je potrebno koristiti intercoler i pri malim pritiscima.

Udar snage
Kako turbo punjači imaju zadršku (lag) postoji tzv. udar snage kada se vejstgejt otvori tj. kada turbo punjač proradi. Ovaj udar je veoma štetan po automobil, a posebno po nosače motora, ogibljenje i sistem za upravljanje i može da čini automobil teško upravljivim.

Povratni pritisak
Turbo punjači svojom montažom na ispušnoj grani prave parazitski povratni pritisak u samoj grani i time motor troši više energije da bi izbacio ispušne plinove za onoliko koliko je potrebno da se taj parazitski pritisak savlada. Taj pritisak umanjuje efikasnost turbo punjača.

Buka
Turbo punjači su u principu tiši od turbo kompresora, a položaj turbine na ispušnoj grani može samo da umanjuju količinu buke koju generira motor i time utišavaju motor. Turbo kompresori imaju specifičan zvuk, a pogotovu centrifugalni i mogu biti veoma glasni (naravno većina vozača ovaj zvuk naprosto obožava).

Pouzdanost
Turbo kompresori su, generalno, daleko pouzdaniji od turbo punjača. Kada se automobil (i motor) ugasi vreli motor i ispušna grana mogu da visokom temperaturom oštete ulje koje je unutar turbo punjača koje podmazuje lagere. Dodatno, veliki broj obrtaja turbine (do 150000 obrtaja u minuti) može da dovede do problema sa ležajevima u turbini ida time skrati životni vijek turbo punjača.

Maksimalna snaga
Turbo punjači su slavu stekli zato što imaju mogucnost da se okrecu veoma brzo i time generiraju fantastično visoke pritiske kompresije (preko 2 bar-a) i time naravno prave daleko više snage nego turbo kompresori.

Mogućnost poboljšanja performansi samih turbo punjača/kompresora - tjuniranje
Turbo punjači zbog svoje kompleksnosti i zavisnosti od ispušnih gasova su zloglasno teški za modifikacije. Turbo kompresori, sa druge strane, su po tom pitanju lakši i dodatno zahtijevaju samo manje intervencije na sistemima za ubrizgavanje goriva i paljenje.

Nadam se da ce ovo razjasniti sto je sto i razlike u najsitnije detalje.

[LukaPsB]

hvala na ovome tekstu....imam sta za citat slijedecih 20 dana....xD

[hrđa-tg]

hvala brate

[LukaPsB]

Tekst je stvarno opsiran....bas do svakog detalja....

[DanielST]

Kad se stalno zalite da vam fali tutora i sl. Nema na cemu!