Turboahdin

Kohteesta AutoWiki
Versio hetkellä 12. helmikuuta 2014 kello 20.04 – tehnyt 84.249.172.104 (keskustelu)
Siirry navigaatioon Siirry hakuun
Muuttuvageometrinen Garrett-turboahdin

Turbo eli turboahdin (engl. Turbocharger) on laite, jolla voidaan lisätä polttomoottorin tehoa. Turboahdin koostuu kaasuturbiinista ja turbokompressorista. Kompressori puristaa moottorin imuilman ulkoilmaa suurempaan paineeseen. Tällöin sylinteriin saadaan suurempi määrä ilmaa ja siinä voidaan polttaa enemmän polttoainetta. Näin saadaan moottorista enemmän tehoa ja parempi tehotiheys.

Turboahtimessa on kaksi siipipyörää, jotka molemmat ovat omissa koteloissaan akseloituna samalle akselille. Turbo saa käyttövoimansa moottorin pakokaasuista. Moottorin pakotahdin aikana pakokaasut virtaavat ahtimen turbiiniosaan. Pakokaasu johdetaan ahtimelle toisen kotelon läpi ja siipipyörä pyörii. Ensimmäinen siipipyörä eli turbiinipyörä pyörii hyvin suurella nopeudella (useita kymmeniä tuhansia r/min) ja toinen siipipyörä eli ahdinpyörä, joka on samalla akselilla, pyörii ja puristaa ilman ylipaineeseen ja se siirtyy moottorin imukanaviin ja -sarjoihin.

Turboahtimen pyörintänopeus saattaa täydellä kaasulla olla lähemmäs 200 000 kierrosta minuutissa ja lämpötila yli 800 °C. Turbon hyviä puolia on sen erinomainen hyötysuhde, sillä se käyttää pääasiassa pakokaasujen hukkatehoa toimiakseen.

Turboviive johtuu siitä, että ahtopaine ei ehdi nousta heti kun painetaan kaasua, koska ahtimelta kestää hetken aikaa että se saa kerättyä riittävästi kierroksia toimiakseen tehokkaasti.

Turboahtimia on monenlaisia. Osassa ahtimista on hukkaportti, jonka avulla turbon tuottamaa painetta voidaan rajoittaa. Hukkaportti alkaa päästää pakokaasuja turbiinipyörän ohi kun haluttu paine on saavutettu. Näin ollen paine imupuolella ei pääse nousemaan liian korkeaksi. Useissa ahtimissa hukkaportti on kiinteästi kiinni, mutta on olemassa myös erillisiä hukkaportteja.

Muuttuvageometrinen turboahdin

Muuttuvageometrinen tai muuttuvasiipinen turboahdin on kuin tavallinen turboahdin, jonka pakopesässä on muuttuvat säätösiivet. Näin saadaan ahtimen toiminta-alue laajemmaksi, ja ahtopaine alkaa nousta jo alemmilta kierroksilta. Muuttuvageometrisia ahtimia (VNT-ahtimia, Variable Nozzle Turbine) käytetään lähinnä dieselmoottoreissa, koska liikkuvat siivet eivät kestä bensiinimoottorin korkeita pakokaasun lämpötiloja. Ensimmäinen sarjatuotantoon tullut bensiinikäyttöinen auto, jossa oli VNT-ahtimet, oli vuonna 2005 esitelty 997-sukupolven Porsche 911 turbo.

Muuttuvageometrisessä turbossa siivet ovat kiinni, kun moottori käy pienellä nopeudella. Siipien ollessa kiinni pakokaasujen virtausnopeus kasvaa, mikä saa turbiinipyörän pyörimään nopeammin. Pakokaasumäärän ja kierroksien kasvaessa siipiä avataan, jotta pakokaasut pääsevät virtaamaan kunnolla ja jotta paineet eivät nouse liian korkeiksi. Ahtopaineen säätö toteutetaan muuttuvia siipiä säätelemällä esimerkiksi painekellon avulla.

Historiaa

Turboahtimen keksi sveitsiläinen insinööri Alfred Buchi, joka työskenteli höyryturbiinien parissa. Hänen patenttinsa polttomoottorin turboahtimelle hyväksyttiin vuonna 1905. Turbolla varustettuja dieselkäyttöisiä laivoja ja junia alkoi ilmestyä 1920-luvun aikana.

Yksi ensimmäisistä turboahdinsovelluksista muuhun kuin dieselkäyttöiseen moottoriin oli General Electricin insinöörin Sanford Mossin V12 Liberty -lentokoneen moottori.

Turbodieselkuorma-autoja tuotettiin Euroopassa ja Amerikassa (huomattavin valmistaja Cummins) vuoden 1949 jälkeen. Turboahdin tuli automaailman tietoisuuteen vuonna 1952, kun Fred Agabashian saavutti paalupaikan Indianapolis 500 -ajoissa, hän johti kisaa 160 kilometrin verran ennenkuin renkaista irroneet palat rikkoivat ahtimen.


Ensimmäiset turboahdetut henkilöauton moottorit valmisti General Motors. Oldsmobile Cutlass Jetfire ja Chevrolet Corvair Monza Spyder oli molemmat varustettu turboahtimella vuonna 1962. Oldsmobile tunnustetaan yleensä ensimmäiseksi koska se ilmestyi muutamaa kuukautta ennen Corvairia. Turbo Jetfire moottori oli 3,5 l (215 in³) V8. Corvairin moottori oli joko 2,3 l (145 in³) (1962-63) tai 2,7 l (164 in³) (1964-66) B6. Molempien moottoreiden valmistus loppui muutaman vuoden jälkeen ja seuraava GM:n turbomoottori esiteltiin vasta kaksi vuosikymmentä myöhemmin.

Ensimmäisiä turbomoottorisia henkilöautoja

Katso myös

Linkkejä

Lähde

  • Artikkeli käyttää sisältöä englanninkielisen Wikipedian Turbocharger-artikkelista. Wikipediasta voi ottaa tekstiä tietyin ehdoin, koska Wikipedia on GFDL-lisenssillä.