TSI (Twincharger)

TSIΠρόκειται για την τεχνολογία που συνδυάζει την λειτουργία συστήματος κομπρέσορα και τούρμπο (twincharger) σε ένα κινητήρα που εμφανίστηκε για πρώτη φορά στο VW Golf GT με τους 170 ίππους και αργότερα στο VW Golf TSI με τους 140 ίππους. Συγκεκριμένα, την βάση για την κατασκευή του TSI αποτέλεσε ο ατμοσφαιρικός κινητήρας των 1.390κ.εκ. ισχύος 90 ίππων που τοποθετείται, μεταξύ άλλων, και στο Polo.

Ωστόσο, σχεδόν όλα τα μέρη του έχουν αναβαθμιστεί στο πλαίσιο της τεχνολογίας του Twincharger. Το μπλοκ των κυλίνδρων αποτελείται από χυτοσίδηρο, και όχι από αλουμίνιο, όπως στον FSI. Ο χυτοσίδηρος μεταφράζεται σε επιπλέον βάρος αλλά μόνο με αυτό τον τρόπο θα μπορούσε να εξασφαλιστεί η απαιτούμενη αντοχή υπό πιέσεις που φτάνουν τα 21,7bar λόγω της υψηλής -για υπερτροφοδοτούμενο κινητήρα- σχέσης συμπίεσης με 10:1. Ωστόσο, μην φανταστείτε πως το μπλοκ του TSI διαθέτει κάτι το επαναστατικό καθώς στους diesel ο λόγος συμπίεσης ξεπερνά το 20:1, όπου και εκεί χρησιμοποιούνται σώματα με αυξημένα «τοιχώματα».

Υπάρχουν δύο τύποι κινητήρων TSI. Αυτοί με διπλή υπερπλήρωση (υπερτροφοδότης καυασερίων + μηχανικός υπερσυμπιεστής) και εκείνει με μονό turbo (υπετροφοδότηση καυσαερίων). Ο άμεσος ψεκασμός είναι κοινός παρανομαστής και για τους δύο τύπους. Εμείς αναλύουμε τον πιο σύνθετο με την διπλή υπερτροφοδότηση…

Φυσικά, περισσότερο μέταλλο συνεπάγεται την διατήρηση μεγαλύτερων ποσών θερμότητας και το μαντέμι (ο χυτοσίδηρος) χαρακτηρίζεται από την μεγάλη θερμοχωρητικότητα και την μικρή θερμοαγωγιμότητα του. Μαζί με τις υψηλές πιέσεις που επικρατούν στους θαλάμους καύσης η θερμοκρασία του μοτέρ αυξάνεται σημαντικά και για αυτό το λόγο η αντλία του νερού έχει αντικατασταθεί από μία ισχυρότερη νέα, η οποία μάλιστα διαθέτει ενσωματωμένο μαγνητικό συμπλέκτη που ρυθμίζει την λειτουργία του κομπρέσορα. Η μεγαλύτερη πρόκληση για τους μηχανικούς ήταν η παράλληλη λειτουργία του turbo (στροβιλοσυμπιεστή καυσαερίων) και του κομπρέσορα (μηχανικού υπερσυμπιεστή τύπου Roots).

O συγκεκριμένος τύπος κομπρέσορα αποτελείται από δύο λοβούς που περιστρέφονται με πολλαπλάσια και αντίθετη φορά για να συμπιέζουν τον αέρα στους θαλάμους. Με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνεται αύξηση της ισχύος του κινητήρα στις χαμηλές στροφές λειτουργίας του, σχεδόν από το ρελαντί. Πως όμως θα μπορούσε να συνδυαστεί η παράλληλη -για ένα συγκεκριμένο διάστημα- λειτουργία του μηχανικού υπερσυμπιεστή με το turbo; Ένα από τα τρικ που σκαρφίστηκαν οι Γερμανοί έχει να κάνει με ένα ζεύγος γραναζιών που υπάρχει στους άξονες των λοβών. Η συγκεκριμένη συναρμογή παίζει τον ρόλο ενός μειωτήρα στροφών και αναλαμβάνει να ρυθμίζει την λειτουργία, άρα και την πίεση, του κομπρέσορα ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας του μοτέρ. Να σημειωθεί πως ο κομπρέσορας δεν παίρνει κίνηση απευθείας από τον στροφαλοφόρο αλλά είναι γεφυρωμένος με ιμάντα με τον μαγνητικό συμπλέκτη που ενσωματώνεται με την αντλία νερού.

Ανάλογα με την κλίση του, ένα κλαπέτο κανονίζει πως ο φρέσκος αέρας θα περάσει τόσο από το turbo όσο και από τον κομπρέσορα. Αυτό ισχύει όταν υπάρχει ταυτόχρονη λειτουργία των δύο συστημάτων τα οποία βρίσκονται «συνδεδεμένα» σε σειρά. Στην περίπτωση που τον πρώτο λόγο έχει ο κομπρέσορας, τότε το κλαπέτο φράζει την δίοδο του αέρα προς το turbo. Στην συνέχεια το κλαπέτο γυρίζει και αφήνει τον αέρα να περάσει, όπως σε ένα συμβατικό σύστημα turbo, μίας και ο στροβιλοσυμπιεστής καυσαερίων αναλαμβάνει από τις μεσαίες στροφές και έπειτα. H ταχύτερη εμπλοκή του turbo επιτρέπει στον κομπρέσορα να ανακουφιστεί νωρίτερα, περιορίζοντας τις απώλειες ισχύος.

Με αυτόν τον τρόπο,  ο κινητήρας ανεβάζει στροφές χωρίς ο κομπρέσορας να του «κλέβει» ισχύ. Θα μπορούσε να πει κανείς πως ο κομπρέσορας λειτουργεί και σαν ένα μέσο υποβοήθησης για να υπερνικήσει την αδράνεια ο στροβιλοσυμπιεστής ο οποίος αρχίζει να παίρνει φόρα μετά τις 2.400σ.α.λ. Κάπου στις 3.500σ.α.λ. και ενώ η τουρμπίνα έχει πάρει για τα καλά τα πάνω της ο κομπρέσορας δεν χρειάζεται πλέον και τίθεται προσωρινά εκτός μάχης. Η μέγιστη πίεση του Twincharger φτάνει τα 2,5bar στις 1.500σ.α.λ. με το turbo και τον κομπρέσορα να λειτουργούν παράλληλα με την ίδια περίπου σχέση πίεσης (περίπου 1,53bar). Χωρίς την βοήθεια του κομπρέσορα ένας κανονικός turbo κινητήρας αγγίζει μόλις τα 1,3bar.

Ετικέτες

Nίκος Ι. Mαρινόπουλος

Πρόκειται για τον δημιουργό και συντονιστή του καρότου με τις περισσότερες τεχνολογικές βιταμίνες σε όλον τον κόσμο!

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *

Δείτε επίσης

Close
Back to top button
Close
Close