Mitä eroa on mekaanisella- ja turboahtimella?

Turboahtimessa (eli pakokaasuahtimessa) tuotetaan tarvittava paineilma muutoin hukkaan menevän pakokaasun energian avulla. Mekaaninen ahdin (eli ns. remmiahdin) tuottaa paineilman moottorista saatavan energian avulla, eli mekaaninen ahdin "varastaa" tehoa kampiakselilta.

Mistä turboahdin koostuu ja miten se toimii?

1. Kompressoripesä 2. Kompressorisiipi 3. Akseli 4. Ahtosiipi 5. Laakeripesä 6. Pakokaasut sisään 7. Pakokaasut ulos 8. Ilma sisään 9. Ahdettu ilma ulos 10. Öljy sisään 11. Öljy ulos

Turboahdin koostuu turbiinista ja kompressorista jotka on yhdistetty akselilla toisiinsa. Turbiini pyörii pakokaasujen liike-energian voimalla pyörittäen akselin kautta kompressoria. Kompressori imee ilmaa sisäänsä ja ahtaa sitä eteenpäin moottorille.

Mikä on hybridi-turbo?

Hybridi turbo on rakennettu kahdesta turboahtimesta. Tällöin kompressori ja turbiini otetaan eri ahtimista, jolloin saadaan haluttu lopputulos. Yleensä turbiinipuoli otetaan pienemmästä turbosta ja kompressori isommasta.

Mitä on MAS ja MAP sensorit?

MAS = Mass Air-flow Sensor. MAS mittaa ilman massaa.
MAP = Manifold Absolute Pressure sensor. MAP mittaa ilman painetta.

Mitä tarkoittaa ahtimen A/R -suhde?

Mitä pienemmästä reiästä (A) ahdin imee pakokaasuja, sitä nopeammin kaasut pyörittävät turbiinin siipiä. Pieni A/R -suhde saa aikaan turbon nopean ahtamisen, mutta tällöin alkaa ahdin myös ahdistaa nopeasti, rajoittaen maksimi paineita. Pieni A/R -suhde kasvattaa myös haitallista pakokaasujen vastapainetta. Oikea A/R -suhde on aina kompromissi moottorin hyvän vasteajan ja suuren tehon väliltä.

Mikä on hukkaportti?

Hukkaportti on venttiili joka aukeaa tietyssä ahtopaineessa, päästäen läpi osan pakokaasuista. Tällöin turbiini hidastuu, tasaa ahtopaineen ja estää sen nousun liian korkeaksi. Hukkaportti on toistaiseksi paras keino ahtopaineen säätelyyn.
Hukkaportteja on kahdenlaisia, sisäisiä ja ulkoisia. Sisäinen eli integroitu hukkaportti on rakennettu ahtimen sisälle. Ulkoinen on erillinen kokonaisuus. Yleisesti pienissä ahtimissa on sisäinen hukkaportti kun taas isojen ahtimien kanssa käytetään ulkoista hukkaporttia.

Miten hukkaportti oikeastaan toimii?

Hukkaportti on oikeastaan ohikulkuventtiili jonka kautta pakokaasut pääsevät virtaamaan ahtimen ohitse. Hukkaportti kontrolloi pakokaasujen virtausta ahtimen kompressorin ohitse, näin säädellen ahtimen pyörintänopeutta ja sitä kautta sen tuottamaa ahtopainetta. Hukkaportin venttiiliä (lautasta) ohjataan imusarjan paineen avulla.

Hukkaportti ei suinkaa ole on/off -tyyppinen, vaan jos se säädetään esimerkiksi 1.0 barin paineelle, alkaa se avautua jo esimerkiksi 0.7 barissa. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että ahtimen kiihtyminen alkaa hidastua jo 0.7 barissa, pidentäen aikaa joka kestää maksimipaineiden saavuttamiseen.

Mikä on vaihtoilmaventtiili (dump valve tai blow off valve)?

Vaihtoilmaventtiili eli dumppi (Blow off valve, BOV, Pop off valve, dump valve) on venttiili jonka tehtävänä on tiputtaa painetta joka syntyy ahtimen kompressorin ja kaasuläpän välille silloin, kun kaasuläppä suljetaan nopeasti.

Mikä on se ziizizizizizi -ääni joka kuuluu vaihdetta vaihtaessa?
Se EI ole hukkaportti, kuten jotkut väittävät.

Ääni syntyy kun kompressori pyörii suurella nopeudella ja kaasuläppä suljetaan nopeasti. Tällöin kompressori jatkaa ilman pumppaamista, mutta koska turbon pyörintänopeus alkaa laskea hiljalleen, tippuu ilmanpaine heti ahtimen jälkeen. Samaan aikaan ahdettu ilmamassa joka on ollut ahtimen ja kaasuläpän välissä törmää kaasuläppään aiheuttaen paineen kasvun kaasuläpän edessä. Paine-eroista johtuen ilma alkaa siirtyä taaksepäin takaisin ahtimelle törmäten nopeasti pyöriviin kompressorisiipiin. Ä äni kuuluu kun ilma ryntää edes takaisin ahtimen siipien ja kaasuläpän välillä. Tätä tapahtuu niin kauan kuin turbo pyörii tai kunnes kaasuläppä taas avataan. Koska turbon pyörintänopeus hidastaa koko ajan, alenee äänen taajuus jatkuvasti. Vaikkakin ääni kuullostaa kivalta, on se itse asiassa vaaraksi turbon laakereille. Tämä kaikki on estettävissä vaihtoilmaventtiilillä.

Miksi moottorin puristussuhdetta tulee laskea turboa asennettaessa?

Tämä liittyy bensa/ilma seoksella toimivien moottorien nakutusherkkyyteen. Moottorista saadaan yleensä enemmän tehoa käyttämällä suurempaa ahtopainetta ja pienempää puristussuhdetta kuin käyttämällä suurempaa puristussuhdetta ja pienempää ahtopainetta.

Mihin tarvitaan välijäähdytintä?

Välijäähdyttimen tehtävä on viilentää imuilma ennen sen ohjausta palotilaan. Kun turbo ahtaa ilmaa, nousee ilman lämpötila huomattavasti. Samalla ilman tiheys laskee, tarkoittaen että ilma painaa vähemmän. Koska suuri tiheys tarkoittaa suurta määrää happea, ja suuri määrä happea tarkoittaa suurta tehoa, on kannattavaa yrittää palauttaa ilman lämpötila mahdollisimman lähelle lähtötasoa ennen kuin sitä päästetään palotilaan.

Ilman lämpötilan kasvu ei riipu siitä miten ilman painetta kasvatetaan, toisian sanoen ilman lämpötilan kasvulla ei ole mitään tekemistä turboahtimen lämmön kanssa. Kaikki kaasut (myös ilma) lämpenevät kun niiden painetta kasvatetaan.

Toinen syy välijäähdyttimen käyttöön ilmaisien tehojen lisäksi on lämpimän imuilman aiheuttama nakutusvaaran kasvaminen. Tämä on myös yksi syy miksi välijäähdyttimen kanssa voidaan käyttää korkeampia ahtopaineita kuin ilman välijäähdytintä.

Mitä hyviä ja huonoja puolia välijäähdyttimestä on?

Hyvinä puolina voidaan mainita korkeampi hyötysuhde, pienemmät NOx päästöt ja moottorin luotettavampi toiminta.

Huonoja puolia on oikeastaan vain se tosiasia, että itse välijäähdytin ja sen putket vievät melko paljon tilaa. Suuri välijäähdytin ei välttämättä tarkoita pitkää turboviivettä, itse asiassa liian pieni välijäähdytin aiheuttaa sitä, varsinkin jos imuputkisto on liian ahdas.

Ahtopaine laskee hiukan välijäähdyttimessä. Tämä johtuu jäähdyttimen virtausvastuksesta. Kaikkea virtausvastusta ei voida poistaa, sillä ilman on pyörteiltävä jäähdyttimen sisällä jotta ilman jäähtyminen olisi mahdollisimman tehokasta. Tosin, jos virtausvastus on liian suuri, menetetään tehoja. 0,1-0,2 barin ahtopaineen menetys välijäähdyttimessä on normaalia ja sallittua.

Miten voin säätää/nostaa ahtopainetta?

Ahtopaineen säätämiseen on monia tapoja, riippuen siitä minkälainen ahtopaineen ohjaus autosta löytyy - vaihtoehto on monia.

Intergroidun hukkaportin kanssa ahtopainetta muutetaan säätämällä ohjaimen ja läpän välistä tankoa. Jos tanko itsessään ei ole säädettävä, voidaan tilalle joko vaihtaa säädettävä tanko, tai sahata tanko poikki ja hitsata sopivan mittaisena kasaan.

Toinen vaihtoehto, joka toimii myös ulkoisen hukkaportin kanssa, on säätää venttiilin/läpän aukeamista ohjaavan jousen voimaa. Tämä tapahtuu joko vaihtamalla jousi tiukempaan, lisäämällä pari aluslevyä jousen alle, tai rakentamalla (ellei sellaista jo ole) kierretappi jota kääntämällä jousen esikiristystä voidaan säätää.

Edelleen, ahtopainetta voi säätää tiputtamalla keinotekoisesti ahtopainetta hukkaportin ohjausletkussa. Tämä onnistuu paineensäätö venttiilillä.

Ahtopainetta voi säätää myös tarkoitukseen suunnitelluilla elektronisilla laitteilla, kuten A'PEXi:n AVC-R.

Uusissa autoissa joita ohjataan tietokoneohjelmalla on paras tapa unohtaa vippaskonstit ja ostaa tai teettää uusi lastu. Lastuun ohjelmoidaan korkeampi ahtopaine, suuremmat bensansyötöt ja oikeat sytytysennakot.

Lähde: FFp-Motorsport / Turbo FAQ / Jyrki Repo & Tuomas Kuisma