Garretten Greddy'ye, Turbo Devriminin Yarış ve Sokak Serüveni

1905'te patentlenen turboşarj, egzozun israf edilen gücünü motorsporlarında 1.000 beygirlik canavarlara dönüştürerek sokaklara kadar uzandı.
1905'te patentlenen turboşarj, egzozun israf edilen gücünü motorsporlarında 1.000 beygirlik canavarlara dönüştürerek sokaklara kadar uzandı.

Bu Sayfayı Paylaşın

Turboşarj, egzoz gazının enerjisini geri kazanıp motora daha fazla hava sıkıştıran bir mekanik çevirici; ilk patentini 1905'te aldı ve yarış pistlerinden geçerek bugün seri üretim otomobillerin bel kemiği hâline geldi. Bu sayfada, 1938'deki ilk kamyon uygulamasından 1962'nin ilk üretim otomobillerine, Porsche'nin 1.000 beygirlik Can-Am canavarlarından Formula 1'in turbo çağına ve petrol krizi sonrası küçük hacimli turbo motorların yükselişine uzanan hikâyeyi tek bir zaman çizgisi hâlinde takip edeceksiniz.

Öne Çıkanlar

  • İlk turboşarjlı üretim otomobiller: 1962 Chevrolet Corvair Monza Spyder ve Oldsmobile Jetfire
  • Porsche 917/30 Can-Am: sıralama turlarında 1.500 bg üzeri, 32 psi boost
  • Formula 1 turbo dönemi: 1977–1988, zirvede litre başına tahmini 1.000 bg
  • Porsche 917/30 ile Talladega'da 221,160 mph tur rekoru (1975)
  • Modern downsizing ile küçük turbo motorlarda %20–30 yakıt ekonomisi kazancı

Turboşarjın tarihçesi: egzozdan doğan bir fikir

Turboşarjın temel mantığı basit ve mühendislik açısından çok zarif: motordan dışarı atılan egzoz gazı zaten enerji taşıyor; bu enerjiyi bir türbinle döndürüp aynı şafttaki kompresörle emme havasını sıkıştırmak. Süperşarjın aksine, bu güç motorun krank milinden değil, çoğunlukla boşa giden egzoz akışından geliyor. Fikir 1905 tarihli ilk patentle resmîleşti, ama otomobile inmesi kırk yılı aşkın sürdü.

İlk ticari araç uygulaması bir yol taşıtında gerçekleşti: İsviçreli üretici Saurer, 1938'de turboşarjlı kamyon motoru sundu. Avrupa'da turbo dizel yol kamyonları II. Dünya Savaşı'nın eşiğinde görünürken, savaş havacılığı teknolojiyi olgunlaştırdı. P-38, B-17 ve P-47 gibi turboşarjlı askerî uçaklar, mekanik süperşarjın aksine egzoz enerjisini kullanarak büyük rakımlarda performans koruyabiliyordu.

1962: İlk turboşarjlı üretim otomobiller yollarda

Turboşarjın seri üretim otomobilleriyle ilk buluşması aynı model yılında iki farklı GM ürününde yaşandı: Chevrolet Corvair Monza Spyder ve Oldsmobile Jetfire. Oldsmobile, 215 inçküp V8'i turbo ile 155 bg'den 215 bg'ye çıkardı; Chevrolet ise 145 inçküp düz altı silindirini 98'den 150 bg'ye yükseltti. Her iki sistem de yaklaşık 5 psi boost ve karbüratörlü "suck-through" düzeniyle çalışıyordu - bugünün ölçüleriyle son derece mütevazı, ama o dönem için çığır açan bir güç artışı.

Jetfire'ın yolu daha kısa sürdü. Düşük sıkıştırma oranlı motorlarda kaçınılmaz olan detonasyonu kontrol etmek için Turbo-Rocket fluid adında bir metil alkol-su enjeksiyonu sistemine gereksinim duyan model, yaklaşık 9.600 adetlik üretimiyle iki model yıl sonra üretimden kalktı. Corvair ise beş yıl satıldı, 50.000'den fazla sattı ve seçenek 1966 model yılı sonunda kaldırıldı. Kısacası turboşarj ilk denemesinde teknolojik olarak doğru, ticari olarak erken bir fikirdi.

Yarış pistlerinde turbo: Indy 500'den Can-Am devlerine

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

Turboşarjın otomobil sporlarına girişi seri üretimden önceydi. 1952'de Cummins'in 6.4 litrelik turbodizel motorlu Kurtis Kraft özel aracı, Fred Agabashian'la Indy 500'de pole pozisyonu aldı; ancak pist enkazını yutan hava filtresi sonrası yarış dışı kaldı. Gerçek patlama 1966'da ilk turboşarjlı Offenhauser'in gridde görülmesiyle başladı; 1968'de Bobby Unser turbo-Offy ile Indy 500'ü kazandı ve bu motorlar sıralama turlarında 54 psi boost ile 1.200 bg üretebiliyordu. 1973'teki ölümcül kazaların ardından boost ~39 psi ile sınırlandı.

Porsche 917/10 ve 917/30: egzozdan 1.500 beygir

Porsche, 3 litrelik motor kuralı yüzünden 917'nin 4.5 litrelik motoruyla devam edemedi. Ferdinand Piëch'in öncülüğünde Hans Mezger ve Valentin Schäffer'in yönettiği ekip, motoru ikiz egzoz turboşarjıyla 1.000 PS'e (735 kW) çıkardı. 30 Temmuz 1971'de Jo Siffert, Hockenheimring'de turboşarjlı 917/10'u ilk kez kullandı. Daha sonra gelen 917/30, 5.4 litrelik ikiz turbo flat-12'siyle sıralama turlarında 1.500 bg üzerinde güç üretiyor, boost 32 psi'ya çıkıyordu. Mark Donohue 1973 Can-Am sezonunda 8 yarıştan 6'sını kazandı; 1975'te Talladega'da 221,160 mph tur rekoru kırdı. Sürücü kontrollü boost ayarının da bulunduğu bu araç, 1972 versiyonunun gaz tepkisinin "açma-kapama anahtarı" gibi tanımlanmasıyla, turbo gecikmesinin en radikal yüzünü gösteriyordu.

Formula 1'in turbo çağı: 1977'den 1988'e

Renault RS01, 1977'de Silverstone'da Formula 1'in turbo çağını başlattı. Tek turbo ve 500 bg ile piste çıkan araç, rakipler tarafından "yellow teapot" - sarı çaydanlık - diye alay edildi. Küçümseme uzun sürmedi: 1979'da RS10 ikiz turbo ve intercooler getirdi, Jean-Pierre Jabouille'in Dijon zaferi turboyu ciddi bir opsiyon hâline getirdi. 1983'e gelindiğinde BMW, Honda, Renault, Alfa Romeo, Hart ve TAG/Porsche turbo motor tedarik ediyordu; sıralama turlarında 45 psi boost ve 700 bg konuşuluyordu. 1985'te 5,5 bar (~82 psi) boost ve tahmini 1.500 bg - litre başına 1.000 beygir, 1.200 poundluk araçlara.

Çağın finali bir şovdu: 1988'de McLaren MP4/4 ve Honda RA168E ikiz turbo V6 ile Senna ve Prost, 16 yarıştan 15'ini kazandı. FIA, 1989 sezonundan itibaren turbo motorları yasakladı; bu yüzden bazı takvimler dönemi 1988'de, bazıları 1989'da kapatır - pratikte fark, son araçların yarıştığı yıl ile yasağın yürürlüğe girdiği yıl arasındaki tek sezonluk bir kayma.

Sokak otomobillerine iniş: 70'lerin zorlu yükselişi ve 80'lerin altın çağı

Yarış technology'sinin sokağa dönüşü düz bir çizgi değildi. BMW 2002 Turbo (1973–74) 170 bg ve 240 lb-ft tork üretiyor, sadece 6,9:1 sıkıştırma oranıyla 1.672 adet üretilebiliyordu ve ABD'ye resmî ithal edilmiyordu. Aynı yıl Porsche 911 Turbo (930) 1975 modeliyle 3.0 litre ve 260 bg sundu; "whale tail" kanadının altındaki performans, belirgin gaz gecikmesi ve snap oversteer eğilimiyle birlikte geliyordu. Bu araçlar, turbo gecikmesi ve kontrol edilebilirlik konusunun hâlâ çözülmediğini gösteriyordu.

Daha sessiz ama daha kalıcı bir adım Mercedes'ten geldi: OM617A turbo dizel, 1978'de W116 sedanıyla ilk seri üretim turbo dizel otomobil oldu ve turboşarjı yakıt verimliliği ile düşük emisyon kelimesiyle anılmaya başlayan bir dönemin kapısını açtı. 80'lerde ise karakter çeşitlendi: Ferrari 288 GTO (1984) 2.8 litrelik ikiz IHI turbo V8'iyle 400 bg üretiyor, yalnızca 277 adet üretildi ve F40'ın temelini attı. Buick Grand National / GNX (1987) 547 adetlik GNX sürümüyle 0-60'ı ~5 saniyeye indiriyor, çeyrek mildi 13,2 saniyede bitirerek dönemin en hızlı hızlanan GM ürünü oldu. Chrysler tarafında 1984 Dodge Daytona ve Plymouth Laser 146 bg Garrett turbo sundu; 1986 Shelby GLHS bunu 175 bg'ye taşıdı. İlk üretim değişken geometrili turbo (VGT) uygulaması ise 1989'da bir Chrysler CSX varyantında görüldü.

Japon üreticilerin 80'ler patlaması

1980'lerde Japon üreticileri turboşarjı hafif şasi ve motorsport kaynaklı teknolojiyle birleştirerek sınırları zorladı; dönem, turboşarjlı Nissan'lar, rotary Mazda'lar ve Honda'nın yüksek devirli motorlarıyla "altın çağ" olarak anılır. Bu damar 90'larda Nissan Skyline GT-R R32–R34, Honda NSX, Mazda RX-7 FD, Toyota Supra MK4 ve Subaru Impreza WRX STI gibi ikonlarla devam etti. Porsche'nin yarış tarafı da turboyu bırakmadı: 1982'deki 956, 2.8 litrelik ikiz turbo motoruyla Le Mans'ta bir-iki-üç finiş elde etti; ABD pazarı için geliştirilen 962 ise 1984'ten itibaren 4 üst üste IMSA şampiyonluğu kazandı.

Petrol krizi ve downsizing: turboşarj neden seri üretime hâkim oldu?

Turboşarjın sokak otomobillerindeki ikinci baharı, performans hedefinden çok ekonomik bir zorlamadan geldi. 1973 OPEC ambargosu sonrası ABD otomobillerinde güç düşüşü yaşandı; küçültme doğrudan bu krize bir yanıt olarak başladı ve CAFE yakıt ekonomisi standartlarını doğurdu. Küçük otomobile geçiş ilk ambargodan önce başlamış olsa da, kriz süreci kalıcı hâle getirdi. 1970 öncesi büyük V8'ler 5,7–7,5 litre hacimleriyle ve yüksek beygir güçleriyle standarttı; o tablo kapanmaya başladı.

Modern motor küçültmede, büyük doğal emişli motorların yerine küçük turbo motorlar kullanılarak %20–30 yakıt ekonomisi kazancı sağlanıyor; Ford'un filtosunun büyük kısmının EcoBoost ile çalışacağı öngörüsü bu yönü özetliyor. Silindir bloklarının arasına turbonun yerleştirildiği hot-vee düzeni de Formula 1'den evrilerek üretimde ilk kez BMW N63 motoruyla görüldü; BMW ve Mercedes bu düzende 600 bg üzeri güçler üretiyor.

Turbo lag nedir ve mühendislik onu nasıl yendi?

Turbo lag, gaz verildiği anda türbinin yeterli devre ulaşamaması nedeniyle güç gelirkenki gecikmedir; 70'lerin 911 Turbo'sunda bu gecikme sürüş karakterinin belirleyicisiydi. Mühendislik cevabı üç ana hatta ilerledi:

  • Twin-scroll turbo: Egzoz gazı akımlarını ayrı kanallarda türbine ulaştırarak girişimi azaltır ve tepkiyi hızlandırır; bölünmüş giriş türbin gövdesi ve manifold gerektirir.
  • Paralel twin-turbo: İki daha küçük turbo kullanılır; her turbo daha az hacim beslediği için daha hızlı döner ve aynı güç için gecikme azalır.
  • Küçük turbo + verimli akış: Daha küçük türbin daha düşük devirde verimli çalışır; twin-scroll tasarımı bu akışı optimize ederek gecikmeyi belirgin biçimde düşürür.

Tarihsel kökeni de unutmamak gerek: Porsche 917/30'daki sürücü kontrollü boost ayarı, gecikmenin yarış dünyasında ilk yönetim biçimlerinden biriydi. Bugün ise twin-scroll ve hot-vee düzenleri, gecikmeyi günlük kullanımda hissedilmez seviyeye indirmiş durumda.

Sonuç: pistten yola, yoldan motora

Turboşarjın tarihi, bir bileşenin değil bir yaklaşımın hikâyesidir: enerjiyi kaybetmemek. Saurer kamyonundan Jetfire'a, Offy'lerden RS01'e, 917/30'dan MP4/4'e uzanan çizgi, her adımda aynı fizik ilkesini farklı ölçeklerde uyguladı. Petrol krizi sonrası küçültme dalgası bu teknolojiyi seçenek olmaktan çıkarıp standart hâline getirdi. Bugün 600 beygiri aşan hot-vee motorlarda bile aynı 1905 fikri çalışıyor - yalnızca çok daha sessiz, verimli ve gecikmesiz.

Kaynaklar