Garretten Greddy'ye, Turbo İnqilabının Yarış və Küçə Sərgüzəşti

1905-ci ildə patentlənən turboşarj, egzozun israf edilən gücünü motorsportda 1.000 at gücündəki canavarlara çevirərək küçələrə qədər yayıldı.
1905-ci ildə patentlənən turboşarj, egzozun israf edilən gücünü motorsportda 1.000 at gücündəki canavarlara çevirərək küçələrə qədər yayıldı.

Bu Səhifəni Paylaşın

Turboşarj, egzoz qazının enerjisini geri qazanıb motorа daha çox hava sıxan mexaniki çeviricidir; ilk patentini 1905-ci ildə alıb və yarış pistlərindən keçərək bu gün seriya istehsalı avtomobillərinin dayağına çevrilib. Bu səhifədə, 1938-ci ildəki ilk yük maşını tətbiqindən 1962-ci ilin ilk istehsal avtomobillərinə, Porsche-nin 1.000 at gücündəki Can-Am canavarlarından Formula 1-in turbo dövrünə və neft böhranından sonra kiçik həcmli turbo mühərriklərin yüksəlişinə uzanan hekayəni tək bir zaman xətti şəklində izləyəcəksiniz.

Önə Çıxanlar

  • İlk turboşarjlı istehsal avtomobilləri: 1962 Chevrolet Corvair Monza Spyder və Oldsmobile Jetfire
  • Porsche 917/30 Can-Am: sınaq turlarında 1.500 a.g. üzeri, 32 psi təzyiq
  • Formula 1 turbo dövrü: 1977–1988, zirvədə litr başına təxmini 1.000 a.g.
  • Porsche 917/30 ilə Talladega-da 221,160 mph tur rekordu (1975)
  • Müasir downsizing ilə kiçik turbo mühərriklərdə %20–30 yanacaq qənaəti

Turboşarjın tarixçəsi: egzozdan doğan ideya

Turboşarjın əsas məntiqi sadədir və mühəndislik baxımından çox zərifdir: motordan xaricə atılan egzoz qazı artıq enerji daşıyır; bu enerjini turbinlə döndərib eyni şaftdakı kompressorla sorulma havasını sıxmaq. Supersarjdən fərqli olaraq, bu güc mühərrikin krank şaftından deyil, əksər hallarda boşa gedən egzoz axınından gəlir. İdeya 1905 tarixli ilk patentlə rəsmiləşdi, amma avtomobilə enməsi qırx ildən artıq vaxt apardı.

İlk kommersiya nəqliyyat tətbiqi yolu nəqliyyat vasitəsində baş tutdu: İsveçrə istehsalçısı Saurer, 1938-ci ildə turboşarjlı yük maşını mühərrikini təqdim etdi. Avropada turbo dizel yol yük maşınları İkinci Dünya Müharibəsinin astanasında görünərkən, müharibə aviasiyası texnologiyanı yetkinləşdirdi. P-38, B-17 və P-47 kimi turboşarjlı hərbi təyyarələr, mexaniki supersarjdən fərqli olaraq egzoz enerjisindən istifadə edərək böyük yüksəkliklərdə performansını qoruya bilirdi.

1962: İlk turboşarjlı istehsal avtomobilləri yollarda

Turboşarjın seriya istehsalı avtomobilləri ilə ilk görüşü eyni model ilində iki fərqli GM məhsulunda baş verdi: Chevrolet Corvair Monza Spyder və Oldsmobile Jetfire. Oldsmobile, 215 düymküp V8-i turbo ilə 155 a.g.-dən 215 a.g.-ə çatdırdı; Chevrolet isə 145 düymküp düz altı silindrini 98-dən 150 a.g.-ə yüksəltdi. Hər iki sistem təxminən 5 psi təzyiq və karburatorlu "suck-through" sxemi ilə işləyirdi - bu günün ölçüləri ilə son dərəcə mülayim, amma o dövr üçün inqilabi güc artımı.

Jetfire-ın yolu daha qısa oldu. Aşağı sıxma nisbətli mühərriklərdə qaçınılmaz olan detonasiyanı idarə etmək üçün Turbo-Rocket fluid adlı metil spirti-su inyeksiyu sistemindən istifadə etməli olan model, təxminən 9.600 ədədlik istehsalı ilə iki model ildən sonra istehsaldan çıxdı. Corvair isə beş il satıldı, 50.000-dən çox satdı və seçim 1966 model ilinin sonunda ləğv edildi. Qısası, turboşarj ilk cəhdində texnoloji cəhətdən doğru, kommersiya cəhətdən erkən bir ideya idi.

Yarış pistlərində turbo: Indy 500-dən Can-Am nəhənglərinə

Porsche 917/10 ve 917/30, Can-Am serisinde egzozdan yaklaşık 1.500 beygire ulaşan ikiz turboşarjıyla dönemin en güçlü yarış araçlarından biri oldu.

Turboçarjın avtomobil idmanına girişi seriya istehsalından əvvəl idi. 1952-ci ildə Cummins-in 6.4 litrlik turbodizel mühərrikli Kurtis Kraft xüsusi avtomobili, Fred Agabashian ilə Indy 500-də pole pozisiyası aldı; lakin hava filtresi zolaqdan toplanan dağıntıları udandan sonra yarışdan kənarlaşdırıldı. Əsl partlayış 1966-cı ildə ilk turboçarjlı Offenhauser-in start cərgəsində görünməsi ilə başladı; 1968-ci ildə Bobby Unser turbo-Offy ilə Indy 500-ü qazandı və bu mühərriklər seçim turlarında 54 psi təzyiqlə 1.200 a.g verə bilirdi. 1973-cü ildəki ölümcül qəzalardan sonra təzyiq ~39 psi ilə məhdudlaşdırıldı.

Porsche 917/10 və 917/30: egzozdan 1.500 at gücü

Porsche, 3 litrlik mühərrik qaydası üzündən 917-nin 4.5 litrlik mühərriki ilə davam edə bilmədi. Ferdinand Piëch-in rəhbərliyi altında Hans Mezger və Valentin Schäffer-in rəhbərlik etdiyi komanda, mühərriki əkiz egzoz turboçarjı ilə 1.000 PS-ə (735 kVt) çatdırdı. 30 iyul 1971-ci ildə Jo Siffert, Hockenheimring-də turboçarjlı 917/10-u ilk dəfə istifadə etdi. Sonradan gələn 917/30, 5.4 litrlik əkiz turbo flat-12-si ilə seçim turlarında 1.500 a.g üstdə güc istehsal edir, təzyiq 32 psi-a qalxırdı. Mark Donohue 1973 Can-Am sezonunda 8 yarışdan 6-sını qazandı; 1975-ci ildə Talladega-da 221,160 mph tur rekordu qırdı. Sürücü tərəfindən idarə olunan təzyiq tənzimi də olan bu avtomobil, 1972 versiyasının qaz reaksiyasının "açba-aç açarı" kimi təsvir edilməsi ilə, turbo gecikməsinin ən radikal üzünü göstərirdi.

Formula 1-in turbo dövrü: 1977-dən 1988-ə

Renault RS01, 1977-ci ildə Silverstone-da Formula 1-in turbo dövrünü başlatdı. Tək turbo və 500 a.g ilə zolağa çıxan avtomobil, rəqiblər tərəfindən "yellow teapot" - sarı çaydan - deyə məsxərəyə qoyuldu. Qiymətsizləndirmə uzun sürmədi: 1979-cu ildə RS10 əkiz turbo və intercooler gətirdi, Jean-Pierre Jabouille-in Dijon qələbəsi turbonu ciddi bir seçim halına gətirdi. 1983-ə gəldikdə BMW, Honda, Renault, Alfa Romeo, Hart və TAG/Porsche turbo mühərrik təchiz edirdi; seçim turlarında 45 psi təzyiq və 700 a.g dan bəhs edilirdi. 1985-ci ildə 5,5 bar (~82 psi) təzyiq və təxminən 1.500 a.g - litr başına 1.000 at gücü, 1.200 funtlıq avtomobillərə.

Dövrün finalı bir şou idi: 1988-ci ildə McLaren MP4/4 və Honda RA168E əkiz turbo V6 ilə Senna və Prost, 16 yarışdan 15-ini qazandı. FIA, 1989 sezonundan etibarən turbo mühərrikləri qadağan etdi; buna görə bəzi təqvimlər dövrü 1988-də, bəziləri 1989-da bağlayır - praktikada fərq, son avtomobillərin yarışdığı il ilə qadağanın qüvvəyə mindiyi il arasındakı bir mövsümlük sürüşmədir.

Küçə avtomobillərinə eniş: 70-lərin çətin yüksəlişi və 80-lərin qızıl dövrü

Yarış texnologiyasının küçəyə dönüşü düz bir xətt deyildi. BMW 2002 Turbo (1973–74) 170 a.g və 240 lb-ft torq istehsal edir, yalnız 6,9:1 sıxılma nisbəti ilə 1.672 ədəd istehsal edilə bilirdi və ABŞ-yə rəsmi idxal edilmirdi. Elə həmin il Porsche 911 Turbo (930) 1975 modeli ilə 3.0 litr və 260 bg sundu; "whale tail" qanadının altındakı performans, nəzərə çarpan yanacaq gecikməsi və snap oversteer meyli ilə birlikdə gəlirdi. Bu avtomobillər, turbo ləngiməsi və idarəolunabilirlik məsələsinin hələ də həll olunmadığını göstərirdi.

Daha səssiz amma daha qalıcı bir addım Mercedesdən gəldi: OM617A turbo dizel, 1978'də W116 sedanı ilə ilk seriya istehsalı turbo dizel avtomobil oldu və turboşarjı yanacaq səmərəliliyi ilə aşağı emissiya sözü ilə anılmağa başlayan bir dövrün qapısını açdı. 80-ci illərdə isə xarakter müxtəlifləşdi: Ferrari 288 GTO (1984) 2.8 litrlik əkiz IHI turbo V8-i ilə 400 bg istehsal edir, yalnız 277 ədəd istehsal olundu və F40-ın təməlini qoydu. Buick Grand National / GNX (1987) 547 ədədlik GNX versiyası ilə 0-60-ı ~5 saniyəyə endirir, çeyrek milli 13,2 saniyədə bitirərək dövrün ən sürətli sürətlənən GM məhsulu oldu. Chrysler tərəfində 1984 Dodge Daytona və Plymouth Laser 146 bg Garrett turbo təklif etdi; 1986 Shelby GLHS bunu 175 bg'ə daşıdı. İlk istehsal dəyişən həndəsəli turbo (VGT) tətbiqi isə 1989'da bir Chrysler CSX variantında görüldü.

Yapon istehsalçıların 80-ci illər partlayışı

1980-ci illərdə Yapon istehsalçıları turboşarjı yüngül şassi və motorsport mənbəli texnologiya ilə birləşdirərək sərhədləri zorladı; dövr, turboşarjlı Nissan-lar, rotorlu Mazda-lar və Honda-nın yüksək tirajlı mühərrikləri ilə "qızıl dövr" kimi anılır. Bu xətt 90-cı illərdə Nissan Skyline GT-R R32-R34, Honda NSX, Mazda RX-7 FD, Toyota Supra MK4 və Subaru Impreza WRX STI kimi ikonlarla davam etdi. Porsche-nin yarış tərəfi də turbodan əl çəkmədi: 1982'dəki 956, 2.8 litrlik əkiz turbo mühərriki ilə Le Mans-da bir-iki-üç finiş əldə etdi; ABŞ bazarı üçün hazırlanan 962 isə 1984'dən etibarən 4 ardıcıl IMSA çempionluğu qazandı.

Neft böhranı və downsizing: turboşarj niyə seriya istehsalına hökm sürdü?

Turboşarjın küçə avtomobillərindəki ikinci baharı, performans hədəfindən çox iqtisadi bir məcburiyyətdən gəldi. 1973 OPEC ambargosundan sonra ABŞ avtomobillərində güc azalması yaşandı; kiçiltmə birbaşa bu böhrana cavab olaraq başladı və CAFE yanacaq iqtisadiyyatı standartlarını doğurdu. Kiçik avtomobilə keçid ilk ambargodan əvvəl başlasa da, böhran prosesi onu daimi hala gətirdi. 1970-dən əvvəlki böyük V8-lər 5,7-7,5 litr hecmlləri və yüksək at gücləri ilə standart idi; o mənzərə bağlanmağa başladı.

Müasir mühərrik kiçiltməsində, böyük təbii asmali mühərriklərin yerinə kiçik turbo mühərriklər istifadə etməklə %20-30 yanacaq iqtisadiyyatı qazancı əldə olunur; Ford-un filosunun böyük hissəsinin EcoBoost ilə işləyəcəyi proqnozu bu istiqaməti xülasə edir. Silindr bloklarının arasına turbonun yerləşdirildiyi hot-vee düzülüşü də Formula 1-dən təkamül edərək istehsalda ilk dəfə BMW N63 mühərriki ilə görüldü; BMW və Mercedes bu düzülüşdə 600 bg üstdə güclər istehsal edir.

Turbo lag nədir və mühəndislik onu necə məğlub etdi?

Turbo lag, gaz verildiyi anda turbinin kifayət qədər fırlanma sürətinə çata bilməməsi səbəbindən güc gələnə qədərki gecikmədir; 70-ci illərin 911 Turbo'sunda bu gecikmə sürüş xarakterinin müəyyənedicisi idi. Mühəndislik cavabı üç əsas istiqamətdə irəlilədi:

  • Twin-scroll turbo: Egzoz qazı axınlarını ayrı kanallarla turbinə çatdıraraq girişi azaldır və reaksiyanı sürətləndirir; bölünmüş giriş turbin korpusu və manifold tələb edir.
  • Paralel twin-turbo: İki daha kiçik turbo istifadə olunur; hər turbo daha az həcm qidalandırdığı üçün daha sürətlə fırlanır və eyni güc üçün gecikmə azalır.
  • Kiçik turbo + səmərəli axın: Daha kiçik turbin daha aşağı fırlanma sürətində səmərəli işləyir; twin-scroll dizaynı bu axını optimallaşdıraraq gecikməni aydın şəkildə azaldır.

Tarixi kökünü də unutmaq lazım deyil: Porsche 917/30-dakı sürücü idarəli boost tənzimi, gecikmənin yarış dünyasında ilk idarəetmə formalarından biri idi. Bugün isə twin-scroll və hot-vee düzümləri gecikməni gündəlik istifadədə hiss olunmayan səviyyəyə endirib.

Nəticə: pisdən yola, yoldan motora

Turboşarjın tarixi bir komponentin deyil, bir yanaşmanın hekayəsidir: enerjini itirməmək. Saurer yük maşınından Jetfire'a, Offy'lərdən RS01'ə, 917/30-dan MP4/4'ə uzanan xətt hər addımda eyni fizika prinsipini fərqli miqyaslarla tətbiq etdi. Neft krizisindən sonrakı kiçilmə dalğası bu texnologiyani variant olmaqdan çıxarıb standart hala gətirdi. Bugün 600 at gücünü aşan hot-vee mühərriklərdə belə eyni 1905-ci il fikri işləyir - yalnız çox daha səssiz, səmərəli və gecikməsiz.

Mənbələr