När någon säger "turbofördröjning" pratar de om den fördröjda responsen en turboladdad motor kan ha när du sätter ner höger fot på gaspedalen. En turboladdare använder flödet av avgaser för att snurra ett hjul, rulla upp och mata in extra frisk luft i motorintaget för att i slutändan få mer kraft. Men den spolningen kan inte alltid ske omedelbart, särskilt med större turbo och äldre bilar.
Den där turbofördröjningen du kan sitta kvar med skapar en gummibandsliknande effekt, vilket gör att en bil känns slö tills den plötsligt får en ström av kraft. Dagens turboladdningsteknik har kommit långt från sitt ursprung, och till och med de stora förstärkta tunerbilarna från det senaste förflutna. Faktum är att tekniska framsteg har gjort att det mestadels är ett minne blott, åtminstone när det gäller omodifierade bilar. Låt oss gå mer på djupet om vad turbofördröjning är, samt vilken typ av teknik som implementeras för att minimera, eller helt släcka, dess eftersläpande sätt.
Låt oss först diskutera hur en turbo fungerar. Avgaser snurrar turbons kompressorhjul, eller turbin, tillräckligt snabbt för att komprimera insugningsluften, tvinga in den i motorn, och när den blandas med lämplig mängd bränsle skapar den mer kraft. Normal insugningsluft är vid det som kallas atmosfärstryck, medan förstärkt luft är över atmosfärstrycket. När tryckluft skapas kallas det "att vara i boost."
En frisk, naturligt aspirerad motor arbetar med 100 procent volymetrisk verkningsgrad, vilket betyder att den gör det bästa den kan för att producera kraft med atmosfärstryck. En turboladdad motor arbetar över 100 procent volymetrisk verkningsgrad, vilket innebär att den producerar mer än 100 procent av vad motorn skulle kunna producera när den är naturligt aspirerad.
För mer info om hur en turboladdare fungerar, samt vilka olika typer av turboladdare finns, kolla in det här. För ännu mer information, inklusive vad som händer med oanvänt laddtryck, kolla in den här grundliga förklaringen.
När boosten byggs upp kommer den fördröjda responsen du känner att få mer luft till insugningsventilerna för att sedan skapa mer boost. För kom ihåg, avgastrycket är det som snurrar turbon. Nyckelaspekten här är "som boost bygger", vilket innebär att den redan produceras, men inte tillräckligt för att motivera en avsevärd, märkbar ökning av kraften.
Många blandar ihop att ligga under boost-tröskeln och turbolag. Boost tröskel är punkten i varvtalsbandet när motorns avgaser snurrar turbon tillräckligt mycket för att börja skapa laddtryck (nyckelord:start), vilket innebär att när tröskeln passerats ökar motorns volymetriska verkningsgrad med över 100 procent. Turbofördröjning är den tid det tar att sedan känna kraften kommer på stark när den når peak boost, eller den maximala mängden som turbon har ställts in för att leverera.
Av personlig erfarenhet körde jag en gång en manuell förstagenerations Audi TT med en turboladdad 1,8-litersmotor och en viss mycket uttalad turbofördröjning. Det var helt lager, men i god mekanisk form. När jag satte ner foten i ett lägre varvtal kunde jag tydligt känna när motorn träffade boost-tröskeln, och sedan började byggas upp till toppökning vid ett mycket högre varvtal. Den sistnämnda biten om att långsamt bygga upp till toppökning var turbolag. Även när jag var i boost skapade det fortfarande en gummibandsliknande effekt att sätta ner foten.
Det finns flera anledningar till att turbofördröjning kan uppstå. Turbons design kanske inte är optimerad för snabb, effektiv spolning, vilket är när turbon snurrar med rätt hastighet för att komprimera luft upp till maximalt laddtryck. Serien av rör som den komprimerade luften färdas genom innan den når insugningsventilerna kan vara för långa eller ineffektiva. Motorns gasspjällskropp kan vara lite på den lilla sidan, så att det inte släpper in tillräckligt med luft för att producera mer avgaser och hålla laddtrycket sammansatt. Designen på turbon kanske inte är idealisk heller, särskilt om den är äldre och därför har gammal, mindre effektiv teknik. Det finns andra skäl, men dessa är några av de vanligaste.
För mer information om olika typer av turboladdning, kolla in detta. Twin-scroll turboladdare är en relativt nyare form av turboladdare i moderna bilar, framför allt under huven på Hyundai Veloster N och Elantra N.
Att minimera turbofördröjningen är ganska enkelt, åtgärda bara allt ovanstående. Det är dock inte alltid så enkelt på grund av den tid det tar att konstruera ett idealiskt, fördröjningsfritt system, materialkostnaden för att designa och bygga de rätta komponenterna för att göra det, att komma fram till rätt ECU-inställning, samt designa och bygga de idealiska egenskaperna för själva motorn för att optimera insugs- och avgasflödet, som att ha ett mindre avgashus som gör att gaserna strömmar snabbare.
Oavsett vilket har biltillverkare kommit på några smarta sätt att åtgärda turbofördröjning. Den ena är att designa turboladdare som snurrar mer effektivt och därför pressar in mer boost, snabbare. Dessa kan ha lättviktskomponenter, som tunna aluminiumkompressorhjul eller lättare och mer effektiva keramiska lager. En annan är att helt enkelt installera en mindre turboladdare som kommer att nå boost-tröskeln snabbare, släcka varje märkbar känsla av eftersläpning och därmed nå toppförstärkning snabbare. Sedan är att öka motorns kompressionsförhållande en annan metod, eftersom motorer med högre kompression gör att mer kraft sänks lågt i varvtalsområdet, vilket sänker boosttröskeln med dem. Högre kompressionsförhållanden brukade skapa katastrof för turboladdade motorer, men framsteg inom tekniken har gjort det möjligt för tillverkare att ta fram dem och fortfarande få fordonet att fungera säkert.
I praktiken är att hålla uppe varvtalet det enklaste sättet att undvika eller minimera turbofördröjning, åtminstone långt över boost-tröskeln. Men med moderna bilar är turbofördröjning betydligt mindre än för bara 15 år sedan.
Det häftiga är dock att en stigande tidvatten höjer alla båtar. Vad jag menar med detta är att när avancerad teknik utvecklas och används, blir den så småningom mer och mer vardag, sipprar ner till andra områden och sparkar ut gammal teknik. Eftermarknadstuners i slutet av 90-talet kunde bara drömma om de turbos som tillverkarna kastar på helt nya bilar nuförtiden, eller hur de sätter ihop sina cylinderhuvuden.
Till exempel, Hondas turboladdade L15-motor som finns i 2017-aktuella Honda Civic Si gör mycket kraft för sin storlek, och har en riktigt snygg teknik för att bygga boost så effektivt som möjligt. En av dessa är natriumfyllda avgasventiler, som hjälper till att dra ut värme ur cylinderhuvudet, vilket inte bara minskar värmen, utan också säkerställer en mer idealisk avgasladdning.
Sedan är turbon som eftermarknadstuners köper och fäster vid sidan av sina motorer nu för tiden ännu mer fascinerande. Vissa kanske ser för stora ut för motorn de är fastskruvade på, men eftersom de fungerar så effektivt når de inte bara boosttröskeln snabbare, de har också minimal fördröjning när de matchas med ett lika effektivt insugssystem och cylinderhuvud.
Vi lever verkligen i några episka, tekniskt avancerade tider, där en bra blandning av trimning, förbättrat flöde och turboladdning kan göra mycket kraft i ett annars litet deplacement kraftverk. Detsamma gäller effektivitet, eftersom att använda dessa i kombination med teknik som mild hybridassistans ger en häpnadsväckande bränsleekonomi. Det är lite tråkigt att allt detta så småningom kommer att sluta ge plats enbart för elmotorteknik. Men då kommer det att vara ett helt nytt teknikområde att mixtra och perfekta också.
