node/43596

Ένα νέο, πολλά υποσχόμενο τούρμπο από την Porsche

Ακολουθώντας μία καινοτόμο προσέγγιση στην υπερτροφοδότηση, η Porsche φιλοδοξεί να κάνει τα τούρμπο -και κατ’ επέκταση τους κινητήρες εσωτερικής καύσης- πιο αποδοτικά από ποτέ.

Μπορεί η παγκόσμια αυτοκινητοβιομηχανία να έχει αποδεχτεί πως υπάρχει ημερομηνία λήξης στους θερμικούς κινητήρες, αυτό όμως δεν σημαίνει πως οι ΜΕΚ έχουν καταθέσει τα όπλα. Ούτε βεβαίως από αύριο το πρωί θα κυκλοφορούμε όλοι με ηλεκτρικά οχήματα. Τα σύνολα εσωτερικής καύσης έχουν ακόμα «ψωμί» και με εξελίξεις όπως αυτή της Porsche στα τούρμπο, μπορούν να επιμηκύνουν χρονικά την παρουσία τους στους δρόμους.

Στην προκειμένη περίπτωση, η Γερμανική εταιρία κατέθεσε μία πατέντα με την οποία στοχεύει να αναβαθμίσει την ισχύ και ταυτόχρονα την αποδοτικότητα των τούρμπο. Χοντρικά, σε ένα παραδοσιακό υπερτροφοδοτούμενο σύστημα, ο συμπιεστής που θα αυξήσει την πίεση στο σύστημα εισαγωγής συνδέεται απευθείας με τον στρόβιλο, που παίρνει κίνηση από τα καυσαέρια. Όσο μεγαλύτερος είναι ο συμπιεστής, τόσο μεγαλύτερη υστέρηση έχει ένα τούρμπο. Και αν και ο στρόβιλος είναι εξίσου μεγάλος, το σύστημα θα αποδώσει καλά μόνο στις υψηλές στροφές. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πολλοί κατασκευαστές επιλέγουν να χρησιμοποιούν διπλούς στροβιλοσυμπιεστές, καθώς αυτό συνεπάγεται γρήγορη τροφοδοσία, σε ευρύ φάσμα λειτουργίας. Τι θα γινόταν όμως αν μπορούσε να κατασκευαστεί ένας μεγάλος συμπιεστής που θα τροφοδοτεί άφθονο αέρα στον κινητήρα, χωρίς να επηρεάζεται η απόδοσή του στις χαμηλές στροφές;

Εδώ έρχεται να δώσει μία απάντηση η Porsche. Με βάση τα όσα αναφέρονται στο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, οι Γερμανοί διαχωρίζουν το συμπιεστή από το στρόβιλο (ή, στην προκειμένη περίπτωση, από τους στροβίλους). Σχεδιάζουν εκ νέου δύο στροβίλους καυσαερίων, οι οποίοι συνδέονται με μία βαλβίδα παράκαμψης. Αυτή κλείνει στις χαμηλές στροφές ώστε να μεγιστοποιήσει την παραγωγή ενέργειας από τα καυσαέρια. Και όσο για τους στροβίλους, δεν οδηγούν απευθείας το συμπιεστή αλλά τροφοδοτούν μία γεννήτρια. Με τη σειρά της, η συγκεκριμένη δίνει ρεύμα σε έναν ηλεκτρικό κινητήρα και ο ηλεκτροκινητήρας, εν τέλει, κινεί τον συμπιεστή.

turbo

Πρακτικά μιλάμε για ένα συγκερασμό κλασικού και ηλεκτρικού τούρμπο. Κάτι που συνδυάζει την υψηλή ισχύ ενός μεγάλου υπερτροφοδότη με την απόδοση και την απόκριση ενός καλού twin turbo. Όσο για την απεμπλοκή του στροβίλου με το συμπιεστή, επιτρέπει στη μία πλευρά να περιστρέφεται με υψηλή ταχύτητα, ακόμα και αν η άλλη κινείται πολύ πιο αργά. Έτσι, δίνει τη δυνατότητα βέλτιστης λειτουργίας σε ένα πολύ ευρύτερο φάσμα στροφών και φορτίου. 

Με την προσθήκη του ηλεκτροκινητήρα για την κίνηση του συμπιεστή, η παροχή ισχύος μπορεί να γίνει στιγμιαία. Όταν τώρα ανέβουν οι στροφές του κινητήρα -και κατ’ επέκταση η ροή των καυσαερίων- ανοίγει η βαλβίδα παράκαμψης (που πρακτικά λειτουργεί σαν εξωτερική wastegate) βελτιώνοντας την οικονομία και επιβαρύνοντας λιγότερο το μοτέρ.

Αν και κατάτι πιο πολύπλοκο, ως σχεδίαση, η Porsche υποστηρίζει πως ένα τέτοιο τούρμπο μπορεί να χαρίσει μεγαλύτερη ισχύ και καλύτερη απόδοση, χωρίς κάποιο μειονέκτημα. Η βελτίωση των επιδόσεων και, πολύ περισσότερο, της θερμοδυναμικής απόδοσης ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης, είναι στις μέρες μας must. Εάν μάλιστα αναλογιστούμε και την προσπάθεια που καταβάλλουν διάφοροι για την εξέλιξη συνθετικών καυσίμων, ίσως αυτό να δώσει μία μικρή παράταση στην ηλεκτρική μετάβαση.