När statlig lagstiftning och miljöhänsyn driver en övergång från bränsletörstiga, naturligt sugande motorer med stora slagvolymer mot mindre sparsammare, använder biltillverkare i allt större utsträckning turboladdare och kompressorer för att få mer kraft från mindre bränsle.
Båda enheterna fungerar som en "ersättning för förskjutning" genom att hjälpa till att proppa samma mängd luft som en större motor naturligt skulle andas in i en mindre motor så att de kan producera samma kraft när förarens fot träffar golvet.
Syre, visar det sig, är mycket svårare att få in i en motor än bränsle. (Detta är också syftet med dikväveoxidsystem på den snabba eftermarknaden.) Låt oss ta en ny titt på de relativa fördelarna med turboladdning kontra superladdning.
En kompressor drivs från motorns vevaxel av en rem, axel eller kedja, medan turboladdare får sin kraft från en turbin som hämtar energi från motorns avgaser. Turboladdare. Enkelt uttryckt är en turbo en luftpump som gör att mer luft kan pumpas in i motorn vid högre tryck.
"Supercharger" är den generiska termen för en luftkompressor som används för att öka trycket eller densiteten hos luft som kommer in i en motor, vilket ger mer syre för att bränna bränsle. De tidigaste kompressorerna drevs alla av kraft från vevaxeln, vanligtvis av växel, rem eller kedja.
En turboladdare är helt enkelt en kompressor som istället drivs av en turbin i avgasströmmen. Den första av dessa, som dateras till 1915, kallades turbosuperchargers och användes på radiella flygplansmotorer för att öka sin kraft i den tunnare luften som finns på högre höjder. Det namnet förkortades först till turboladdaren och sedan till turbon.
Var och en kan användas för att öka kraften, bränsleekonomin eller båda, och alla har för- och nackdelar. Turboladdare utnyttjar en del av den "fria" energin som annars helt skulle gå förlorad i avgaserna.
Att driva turbinen ökar avgasmottrycket, vilket utövar en viss belastning på motorn, men nettoförlusten tenderar att vara mindre jämfört med den direkta mekaniska belastningen som drivning av en kompressor innebär (de största fläktarna som driver en dragster med toppbränsle förbrukar 900 vevaxelhästkrafter i en motor klassad till 7 500 totala hästkrafter).
Men kompressorer kan ge sin boost nästan omedelbart, medan turboladdare vanligtvis lider av viss responsfördröjning medan avgastrycket som krävs för att snurra turbinen byggs upp.
Uppenbarligen har en dragster med toppbränsle som försöker köra kvartalet på fyra sekunder ingen tid att slösa på att vänta på att avgastrycket ska byggas, så de använder alla kompressorer, medan fordon som har till uppgift att öka ett företags genomsnittliga bränsleekonomi (CAFE) inte kan råd att slösa bort dyrbara hästkrafter på fläktar, så de använder mest turbos.
Men med uppkomsten av mild hybridisering och 48-volts elektriska system, kan du förvänta dig att se större användning av kompressorer som drivs av fritt återvunnen elektricitet som lagras under retardation och inbromsning.
Mercedes-Benz nya sexcylindriga M256 som nu anländer i fordon som CLS 450 och GLE 450 använder just ett sådant system, liksom den lika stora och konfigurerade räckviddsmotorn i nya Land Rover Defender.
Ovan noterade vi att mängden syre som en motor kan "andas" är den begränsande faktorn för hur mycket kraft den kan producera eftersom bränsleinjektortekniken är mer än kapabel att tillföra så mycket bränsle som möjligtvis kan förbrännas med mängden syre i cylindern.
Naturligt aspirerade motorer som arbetar vid havsnivå får luft på 14,7 psi, så om en turbo eller kompressor lägger till 7 psi boost till en motor, så får själva cylindrarna ungefär 50 procent mer luft och borde teoretiskt kunna producera cirka 50 procent mer makt.
Det brukar inte fungera så. Komprimering av insugningsluften tillför värme, vilket tillsammans med det extra trycket ökar sannolikheten för motorskadande fördetonation eller "ping", så timingen måste ofta försenas något.
Detta kan begränsa hur lång tid bränslet har på sig att brinna helt och urholkar därför en del av effektvinsterna. De flesta moderna motorer som kör turbo och/eller kompressor inkluderar även laddluftkylare för att ta bort en del av värmen som tillförs av turbon eller kompressorn. I slutändan är den typiska förväntningen att tillförsel av 50 procent mer luft ger 30 till 40 procent mer effekt.
När de arbetar hjälper turbo och kompressor för det mesta till att förbränna mer gas, men när de är bultade till en motor som annars skulle vara för liten för att tillgodose fordonets behov när det gäller acceleration eller bogsering etc., hjälper de till. spara gas under den lågeffektscruising som utgör det mesta av vår körning.
Ett av sätten detta händer är genom att minska pumpförlusterna som uppstår när en motor med stort slagvolym går med fem procent gas eller mindre, den måste arbeta hårt för att suga luft förbi en mestadels stängd gas. Samma mängd kraft kan kräva en 20-procentig gasöppning på den mindre motorn, vilket resulterar i mindre pumparbete.
Det är därför många nyare bilar inte skapar tillräckligt med vakuum för att driva kraftbromsar, klimatkontrollsystems luftblandningsdörrar, etc., och de har antingen extra vakuumpumpar eller använder elektriska kontroller för dessa föremål.
Turbos tenderar att överträffa vevdrivna kompressorer i det kritiska FTP75 bränsleekonomistestet som bestämmer fönsterdekalens mpg-nummer och ett företags CAFE-betyg, så turbo finns på mer vanliga fordon, allt från $21 240 Ford EcoSport 1,0-liters turbo till vilken som helst av de fyra turboladdade motorerna i Ford F-150 pickupen.
Samtidigt, som denna lista över alla kompressormatade fordon som finns tillgängliga i USA indikerar, är kompressorer mestadels monterade på högpresterande fordon. Naturligtvis har alla Volvobilar utrustade med 2,0-liters dubbelladdade motorer som XC60 och XC90 T6 och T8 modellerna både turboladdare och kompressor.
Den här designen drar nytta av styrkorna i varje kompressorförstärkning vid låga varv/minut ger tryck tills den större turbon rullar upp, vid vilken punkt kompressorn kopplas bort från vevaxeln för att inte råna kraften.
Twin-turbo betyder bara att det finns två turboladdare. Dessa kan antingen arbeta oberoende (som ofta är fallet på vee-konfigurationsmotorer, där det finns separata turbos som fungerar på varje sida av motorn), eller i serie.
När de används i serie, paras en liten och en stor turbo, i vilket fall den lilla rullar upp snabbt för att minska turbofördröjningen, och när avgasflödet ökar, börjar den större turbon ge uppladdningen.
Observera att vissa hänvisar till den förra som en Biturbo (Mercedes märker många av sina AMG-bilar Biturbos) och den senare som en dubbelturbo, men vi gör inte denna skillnad. Naturligtvis betyder quad-turbo att det finns fyra av dem, som i Bugatti Chiron.
Dess stora W-16-motor använder två par sekventiella turboladdare. I flera år har de flesta turboladdade vee-motorerna hängt turbos från avgasgrenrören på motorns utombordssida, med insugningsluft som kom in i vee-dalen.
På sistone har det skett ett tryck för att vända på det och mata in insugningsluften till utombordssidorna av vee med avgasrör och turbos inbäddade i vee. Detta har fördelen av att kraftigt krympa motorns totala storlek och, med korrekt motorhuvventilation, kan det resultera i lägre underhuvstemperaturer.
Var och en av dessa krafthöjande teknologier har fördelar och nackdelar, men den mest uppenbara skillnaden bakom ratten är en liten fördröjning som svar på din högra fot i en turboladdad bil, särskilt när du trycker djupt in i gasen.
Det beror på att turboladdaren kräver ett ögonblick att "spola upp" innan den levererar sin extra kraft, det tar en sekund för avgasvärmen och trycket att öka tillräckligt för att snurra turbon efter att du tryckt på gaspedalen. Det kallas "boost lag" eller "turbo lag" av uppenbara skäl.
Däremot har en kompressor ingen fördröjning; eftersom dess luftpump är kopplad direkt till motorns vevaxel, snurrar den alltid och reagerar omedelbart. Kraftförstärkningen den ger, och därför motorresponsen du känner genom byxsätet, ökar direkt i direkt proportion till hur långt du trycker ned gaspedalen.
Medan turbons främsta nackdel är boostlag, är kompressorns effektivitet. Eftersom en kompressor använder motorns egen kraft för att snurra sig själv, suger den upp kraften mer och mer av den när motorns varvtal stiger. Överladdade motorer tenderar att vara mindre bränsleeffektiva av denna anledning. För att utveckla megakraft med omedelbar kick-you-in-the-back gasrespons reglerar dock överladdning.
Var och en kan användas för att öka kraften, bränsleekonomin eller båda, och alla har för- och nackdelar. Men kompressorer kan ge sin boost nästan omedelbart, medan turboladdare vanligtvis lider av viss responsfördröjning medan avgastrycket som krävs för att snurra turbinen byggs upp.
Ökade hästkrafter:att lägga till en kompressor till vilken motor som helst är en snabb lösning för att öka kraften. Ingen fördröjning:kompressorns största fördel jämfört med en turboladdare är att den inte har någon fördröjning. Kraftleveransen är omedelbar eftersom kompressorn drivs av motorns vevaxel.
En turboladdare fungerar med avgassystemet och kan potentiellt ge dig vinster på 70-150 hästkrafter. En kompressor är ansluten direkt till motorintaget och kan ge ytterligare 50-100 hästkrafter.
Med hjälp av vetenskapen om kompressorkartor och en uppfattning om storleken och varvtalsintervallet för din motor, kan du lägga till praktiskt taget vilken turbo som helst till vilken motor som helst. Tricket är tillgängligheten av kartorna och A/R-förhållandena för turbinhuset och storleken på turbinhjulen.
Tja, mer kraft betyder mer energiuttag per sekund. Det gör att du måste lägga mer energi när du använder den. Så du måste bränna mer bränsle. I teorin betyder det att en motor med turboladdare inte är mer bränslesnål än en utan.
Ja. Du kan använda båda. Begreppen kompressor och turboladdare är något annorlunda.
Twin-scroll-turboladdare erbjuder högre nivåer av gasflödeseffektivitet, minskad turbofördröjning och gör att motorer kan trimmas för något mer kraft än single-scroll-varianten. Till och med BMW inline-6:or behöver inte längre ett par turbo, utan förlitar sig i stället på ett system med enkel rullning.
Här är de mest effektiva sätten vi har hittat för att öka din lastbils kraft.
En turboladdare är beroende av ett fordons avgaser för att spola upp en turbin för att driva en kompressor. Kompressorn drar sedan in och matar mer luft till en motor. Å andra sidan är en kompressor beroende av att motorn roterar. Den kan vara växeldriven eller remdriven, men motorn driver enheten till slut.
Supercharging Pros:Produces significantly more horsepower than turbocharging. A quick solution to boosting power in larger displacement engines with more cylinders. No power lag as is seen with turbocharging; power delivery is instantaneous.
En turbo är mer effektiv än en kompressor eftersom din motor inte behöver arbeta hårdare för att driva turbon. Eftersom en turbo inte är kopplad direkt till motorn kan den snurra mycket snabbare än en kompressor.
A supercharger is an air compressor that increases the pressure of air supplied to an internal combustion engine. This aids in higher power output as the engine gets more oxygen in each of its intake cycles and helps it to burn more fuel.
If you don’t have a turbo, your engine will start and run without one, but make sure the oil line is not connected to the engine.
Unlike superchargers, many modern cars incorporate turbochargers as a standard part. Turbocharged vehicles are much more common in the United States, mainly due to the fact that they’re powered by exhaust gases that were not being used until now.
Surprisingly enough, peeking inside its engine bay won’t shed any light on the matter, and that’s because the Mustang has a Hellion sleeper twin-turbo system. Even so, you can get an entry-level twin-turbo setup for the same money as a supercharger, and the horsepower gain is going to be similar, if not superior.
This causes what is commonly referred to as turbo lag. Turbochargers are cheaper than superchargers, more efficient, and less impactful on your engine. One of their downfalls though is their lack of efficiency and power boost at low RPMs.
Turbos have amazing efficiency because it takes no horsepower to make power as a supercharger needs to use power to make power. Some key advantages turbochargers have over superchargers are better fuel economy and a longer lifespan. But where the turbo falls short is turbo lag.
The Dodge Hellcat has a supercharger, which is already crazy, but it also has a manual transmission. With those turbos and superchargers, it makes a ridiculous amount of horsepower, and that 800 hp figure is with the car on its lowest power level, just to run the car on regular pump gas.
The most obvious advantage of having a turbo engine is that it gives you more power output due to its intake of air, meaning that you’re going to have a much faster and more powerful ride. An engine fitted with a turbo is much smaller and lighter compared to an engine producing the same power without a turbocharger.
Supercharger produces significantly more horsepower than turbocharging. A quick solution to boosting power in larger displacement engines with more cylinders. No power lag as is seen with turbocharging; power delivery is instantaneous.
From an efficiency standpoint, the turbocharger has an advantage. It takes wasted exhaust and turns it into something useful. Meanwhile, a supercharger won’t do this and acts more like a naturally aspirated engine. However, with a turbocharger comes lag.
Unfortunately, consumers don’t know the full, long term effects turbochargers have on their engine. Superchargers are arguably more reliable than turbochargers. They’re easy to install and maintain.
