Τι είναι το turbo lag και τι το σύστημα Anti-lag

Το φαινόμενο lag παρουσιάζεται στους στροβιλοσυμπιεστές και είναι γνωστό με την έκφραση στροβιλο-καθυστέρηση. Έχει να κάνει με τον χρόνο που απαιτείται έτσι ώστε ή φτερωτή εισαγωγής της τουρμπίνας  να ανεβάσει αρκετή ταχύτητα περιστροφής για να έχουμε σταθερή και ικανοποιητική ατμοσφαιρική πίεση σε όλο το σύστημα εισαγωγής του αέρα.

Και αυτή την πίεση την θέλουμε στην τουρμπίνα ,στο intercooler, στο σύστημα των σωληνώσεων και στην πολλαπλή εισαγωγή αέρα του κινητήρα. Όταν λοιπόν έχουμε ανεβασμένη πίεση έχουμε και καλή απόδοση του κινητήρα. Όταν όμως ο οδηγός σηκώσει το πόδι του από το γκάζι το lag παρουσιάζεται πάλι, το όχημα έχει την ανάλογη καθυστέρηση και ο κινητήρας αποδίδει πολύ λιγότερο από την ονομαστική του.

Άρα λοιπόν ο υπερσυμπιεστής δεν αποδίδει σχεδόν καθόλου στις χαμηλές στροφές.
Αυτό το θέμα γίνεται πρόβλημα σε οχήματα τα οποία στήνονται σε αγώνες αυτοκινήτου που εκεί και τα δευτερόλεπτα καθυστέρηση έχουν μεγάλη σημασία.

Λύσεις.

Οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν διπλές διόδους εισαγωγής στους στροβίλους (twinscroll), ενσωματωμένες πολλαπλές εξαγωγής στην κυλινδροκεφαλή κ.α
Η Valeo  χρησιμοποιεί  το λεγόμενο ηλεκτρικό turbo και η λειτουργία του είναι απλή.

lag 7
Εδώ ο συμπιεστής δεν εξαρτάται από την κινητική ενέργεια των καυσαερίων για να περιστραφεί αλλά περιστρέφεται μέσω ενός μικρού ηλεκτροκινητήρα. Με αυτόν τον τρόπο το φαινόμενο lag δεν παρουσιάζεται στις χαμηλές στροφές του κινητήρα. Το μειονέκτημα είναι φυσικά ότι ο ηλεκτροκινητήρας τραβάει αρκετή ισχύ από τον κινητήρα.

Μία πρόχειρη λύση που εφάρμοζαν ήταν να βάζουν υπερμεγέθη τουρμπίνες για να εξασφαλίσουν επαρκή απόδοση του κινητήρα. Αλλά αυτή η τουρμπίνα εμφάνιζε σημαντικά ποσά υστέρησης λόγω αυξημένης αδράνειας περιστροφής των εξαρτημάτων της.

Άλλη περίπτωση είναι να εκμεταλλευτούμε την βαλβίδα παράκαμψης  (bypass valve) ή βαλβίδα απορρίψεως (dump valve) . Αυτή η βαλβίδα έχει σκοπό να εκτονώνει τον περισσευούμενο αέρα από το turbo όταν κλείνει η πεταλούδα γκαζιού (όταν αφήνουμε το γκάζι). Έχουμε ανοικτού τύπου και κλειστού τύπου βαλβίδα παράκαμψης  (bypass valve).

Η βαλβίδα ανοικτού τύπου δεν βοηθάει στην περίπτωση μας γιατί τον αέρα τον στέλνει στο περιβάλλον. Ενώ η βαλβίδα κλειστού τύπου ξαναστέλνει τον αέρα πίσω στην είσοδο του τούρμπο και μέχρι ένα βαθμό βοηθάει στο να αντιμετωπίσουμε το πρόβλημα μας αλλά δεν είναι η lag 4ιδανική λύση.

Μια άλλη περίπτωση για να αντιμετωπιστεί το turbo lag είναι η τεχνική που εφάρμοσε η οδηγός Walter Röhrl γνωστή ως «αριστερό πόδι πέδησης», όπου ο οδηγός χρησιμοποιεί το αριστερό του πόδι για να φρενάρει το αυτοκίνητο, ενώ το δεξί του πόδι επιταχύνει για να κρατήσει το στροβιλοσυμπιεστή στο βέλτιστο φορτίο. Φυσικά με το αριστερό πόδι να φρενάρεις είναι πολύ δύσκολο για σένα αλλά και ζορίζονται τα φρένα αλλά είναι πολύ αποτελεσματικό για να διατηρήσεις την τουρμπίνα σε μεγάλη πίεση λειτουργίας.

Anti-lag (ALS)

Το θέμα το ανέλαβαν οι κατασκευαστές και πρόσθεσαν ένα επιπλέον προγραμματάκι το οποίο ονόμασαν σύστημα Anti-lag (ALS). Ένα σύστημα τεχνικής διαχείρισης του κινητήρα που επιτρέπει να ελαχιστοποιείται ο χρόνος του turbo lag.

Πως λειτουργεί το Anti-lag (ALS)

Το σύστημα αυτό όταν αντιλαμβάνεται ότι αφήνεται το γκάζι, από την βαλβίδα που υπάρχει πίσω από τlag 5ο πεντάλ, δεν αφήνει την πεταλούδα γκαζιού να κλείσει τελείως και ακόμα  η ανάφλεξη καθυστερείται μέχρι και 40 μοίρες ανάλογα με τον κινητήρα.
Αυτό σημαίνει ότι το καύσιμο μίγμα που εισέρχεται στον κύλινδρο και αφού δεν δίνεται ο σπινθήρας όταν πρέπει, φτάνει στην πολλαπλή εξαγωγής άκαυστο. Σε εκείνο το σημείο η θερμοκρασία είναι μεγάλη και ικανή για να εκραγεί το άκαυστο μίγμα  στην πολλαπλή εξαγωγής.

Με αυτόν τον τρόπο το τούρμπο επιταχύνεται από την αυξανόμενη θερμοκρασία/πίεση και η περιστροφική ταχύτητα του κρατιέται υψηλή και το αποτέλεσμα είναι να έχουμε πλήρης διαθέσιμη ώθηση τη στιγμή που έχουμε ξανά άνοιγμα του γκαζιού.

Τι γίνεται όμως με τις πιέσεις ;

Ένα ήπιο σύστημα ALS διατηρεί την πίεση μηδέν έως 0,3 bar περίπου στην πολλαπλή εισαγωγής, όταν ενεργοποιείται, ενώ όταν είναι ανενεργό, η πίεση στην πολλαπλή εισαγωγής με το γκάζι κλειστό θα είναι στην περιοχή περίπου του -1 bar (απόλυτο κενό).

Αγωνιστικές εκδόσεις ALS μπορεί να διατηρήσουν μια πίεση μέχρι 1,5 bar στην πολλαπλή εισαγωγής με κλειστό το γκάζι.

Και φυσικά σημαντικά μειονεκτήματα :lag 6

  • Έχουμε γρήγορη αύξηση της θερμοκρασίας του στροβιλοσυμπιεστή που ανεβαίνει από ~ 800 ° C έως το 1100 ° C κάθε φορά που το σύστημα ενεργοποιείται.
  • Μεγάλος κίνδυνος καταστροφής του συστήματος εξάτμισης μετά από κάποια χιλιάδες χιλιόμετρα.
  • Οι εκρήξεις που λαμβάνουν χώρα στους σωλήνες εξάτμισης δημιουργούν σημαντικές φλόγες οι οποίες μπορούν, μερικές φορές, να τις δεις στο άκρο του σωλήνα της εξάτμισης.

lag