Turbo nasıl çalışır?

Turbo Sisteminin Temelleri

Bir motordan alınabilecek maksimum gücü elde etmenin en iyi yolu silindirlere gönderilecek maksimum benzin ve hava karışımı ile olur.Bu işlem bir motoru güçlendirmenin bir numaraları kuralıdır.Bunu yapmanın bir yoluda silindir yuvalarını büyütmektir esasında.(örn:6000 cc motorlar) Fakat turbo gibi teknolojiler bunu daha kolaylaştırarak kullanışlı hale getirmektedir.

Turbochargerlar motora gönderdikleri fazla hava ve benzin karışımı ile küçük silindirlerden de güç sağlamayı amaçlamaktadırlar.Genel olarak Turbochargerlar 0.4 bar'dan 2.0 bar'a kadar güç üretebilmektedirler.Normal olarak atmosfer basıncının 1,014 Bar olduğunu düşünürsek Turbochargerların motora atmosferde olandan %50-%100 fazla basınç uyguladığını görebiliriz.Bu da %50 güç artışı anlamına gelmektedir.

Bu motorun güç artışıdır fakat bu gücü tam olarak almamızı engelleyen bir takım unsurlar vardır.Egzos çıkışında bir turbin bulunması eksoz geri basıncının artmasını sağlar ve motor eksoz gazını tam olarak dışarıya atmakta zorlandığı için güç kayıpları oluşur.

Pek tabi ki herşey enjeksiyonlu bir motora Turbo takmakla bitmez.Bunun yanında sistemin daha fazla benzine ihtiyacı olacaktır.Bir turbocharger silindirlere daha fazla benzin göndermeyi sağlayamaz, bunu yapan aracın işletim sistemidir. İşletim sistemin yanı sıra da orjinal benzin pompanızın haricinde daha fazla benzini pompalayabilecek kapasitede bir benzin pompasına ihtiyaç duyulur.


Turbo Nasıl Çalışır ?

Eksoz manifolduna takılan Turbochargerlar , motordan gelen eksoz gazı sayesinde Turbinelerini döndürürler.Yani buraya kadar motor kendi gücünü kullanmaktadır.Salyangoza bir mil sayesinde bağlı olan türbinler, dönmeye başladığı andan itibaren silindire giden havayı gitmesi doğrultusunda zorlamaya başlar.

Silindirlerden gelen eksoz gazı Türbin pervanesin bıçaklarına çarparak türbinin dönmesini sağlar.Turbine ne kadar fazla gaz gelirse o kadar hızlı döner.

Milin diğer ucundaki pervane ise kompresor pervanesidir.Bu pervane eksoz gazının silindirlere iletilmesi yolunda basınç uygulamaktadırlar.
Kompresor Pervane Bıçakları

Bu pervaneler dakikada 150.000 kere dönmektedirler.Bilgisayarınızdaki hardiskin bile dosyalarınızı okumak için dakikada 7200 kere dönebildiğini düşünürsek bu dönüş hızı inanılmazdır.Burda turbonun yağsız kalması demek anında yanması anlamına gelmektedir.O yüzden pervenaleri tutan milin çok dikkatli şekilde konumlandırılması gerekir çünkü yanlış bir setup milin kendi oluşturucağı momentumdan kırılmasına yol açacaktır.Bu pervanelerin dönmesi için sıvı yataklar kullanılmaktadır.Bu sayede hem milin soğuması sağlanıyor hemde sürtünme katsayısı düşürülüyor.

Turbo Modelleri ve Tasarımları

Turbo modellerinden bahsetmeden önce turbochargerların yol açabileceği bazı problemlerden bahsetmeliyiz.
Maxi Boost:

Turbolar büyüklüklerine göre güç artışı sağlamaktadırlar.Turbo basıncı yükseltmek her ne kadar maksimum gücü elde etmemizi sağlasada silindirlerin ve pistonların dayanabileceğinden fazla basınç içerlemek Knocing dediğimiz problemi doğurmaktadır.Knocking aslında silindir ve pistonlardan gelen tık tık sesidir.Motor bu devrede detonasyona uğrar ve silindirlerde oluşan ısı yükselir.Motora giden havayı ne kadar fazla sıkıştırırsanız, hava o kadar fazla ısınacaktır. Şimdi bir yanağınıza hava doldurun ve onu sıkıştırırak diğer yanağınıza geçirin.Bu işlemi devamlı yaptığını sürece ağzınızda bulunan havanın ısınacağını göreceksiniz.Aynı şekilde yüksek basınçlı turbolarda bu durum yaşanır.Turbo gelen gazı sıkıştırarak motora gönderir fakat doğacak bu basınçtan ısınan hava silindirler içindeki Bujiler tarafından gerçekleştirilen patlamanın önüne geçer. Eğer pistonlarınız ve silindirleriniz buna uygun değilse hepsi birer mum gibi birkaç dakika içinde erirler.Bu yüzden turbo motorları devamlı yüksek oktan benzine ihtiyaç duyar.Bu avans(knocking) problemin önüne geçmek içinde motorların sıkıştırma oranları düşürülmektedir.

Yüksek basınçtan detonasyona uğramış bir Impreza Turbo motoru

Turbo Lag:

Turbo chargerlarla ilgili en önemli problemlerden biride türbinin geç devreye girmesidir.Her ihtiyaç duyduğunuzda gaza basıp güç elde etmek mümkün değildir çünkü salyonagozun içindeki pervane ancak belli bir motor devrinden sonra dönmeye başlamaktadır.Turbonun devrede olmadığı bu zaman sürecine Turbo Lag denilir.Turbo devreye girdiği zaman ki araçtaki ani tekme etkisi bu yüzdendir.Turbo devreye girer ve araç çıldırmış gibi saldırıya geçer.

Turbodaki bu gecikmeyi azaltmanın en iyi yolu Turbo içindeki dönen ana parçaları hafifletmekle olur.Hafifletmekte küçültmekle olur.Bu da pervanin ve kompresorun daha hızlı çalışmasına olanak sağlayarak erken devreye girmesine yol açar.Dünyada bunu en iyi başaran firma WW firmasının 1700 rpm de devreye giren passat modelleri için ürettiği turbochargerlardır.Fakat bu turbochargerlar büyük turbolar gibi yüksek basınç üretemezler.


Küçük-Büyük Turbochargerlar;

Biraz öncede söylediğim gibi salyangozun içindeki parçaları hafifletmek ve aynı doğrultuda küçültmek salyangozun içindeki trübin pervanesinin erken dönmeye başlamasına yani turbonun erken devreye girmesini sağlar.Fakat bu pervaneler küçük olduklarından dolayı büyük pervaneler kadar hava sağlayamazlar.Aslında sistem çok basittir.Nasıl evinizdeki küçük vantilatör büyüğü kadar hava sağlayamıyorsa küçük turbochargerlarda büyük ağabeyleri gibi güç üretemezler.


Turbonun Özellikleri:

Bilya Yatak:

Milin bağlı olduğu pervanelerin yatağında bulunan bu bilyalar azda olsa bazı turbochargerlarda kullanılmaktadır.Tabi ki bu bilyalar sizin normal olarak bildiğiniz bilyalardan farklıdır.Hepsi kusursuz bir üretimin ürünleri olan bu bilyalar özel meteryallerden imal edilir ve dakikada 150.000 kere dönen türbin pervenesin yarattığı sürtünmelere dirençlidirler.Pek fazla tercih edilmeyen bu bilyalar aslında turbo lagını önlemektede yarar sağlamaktadırlar,

Seramik Türbin Bıçakları:

Sermik turbin bıçaklarının tek avantajı metal bıçaklara nazaran hafif olmarı ve turbo lagını azaltmalarıdır.

Sequential Turbochargerlar

Bizim, twin turbo olarakta bildiğimiz bu chargerlar iki tane salyangozu esas alarak üretilmiştir.Yani iki turbo yanyana çalışmaktadırlar.Birincisi, yani küçük olan devreye erken girer ve turbo lagını engeller.İkinci turbo ise yüksek motor devirlerinde devreye girerek yüksek basınç sağlamayı esas almışlardır.


Intercooler;

Kompresyona uğrayan hava, ısınır.Isınan hava ise genişler bu yüzden turbodan gelen basınç artışı havanın motora gitmeden önceki ısınmasının sonucudur.İyi bir güç artışı için silindirler daha fazla hava moleküllerine ihtiyaç duyarlar, sadece basınç motorun gücüne artırmaya yetmez.

Bu radyatöre benzeyen siyah kutu turbochargerdan gelen basınçlı havanın içinden geçmesine sağlar, ince kanallardan geçen basınçlı gaz süzülür ve soğutulur.Bu sayede motora daha fazla hava molekülü girmesi sağlanır.Eğer turbocharger basıncı 0,7 bar ise intercoolerda 0,7 barlık sıkıştırlılmış havayı süzecek kapasitede olmalıdır.


Turbolar hakkında bazı tezahürler;

-Motor yağını her 5000 km ya da daha erken süreler içerisinde değiştirin.
-Her zaman motor üreticisinin tavsiye ettiği yağı kullanın. -WD40 ve benzeri temizleme katkılarını ya da gevşeticileri kullanmayın.
-Her zaman motorun ısınması için 30 ila 60 saniye kadar bekleyin.
-Soğuk ve ince yağ, ısınmış bir yağ gibi kolayca hareket edemez ve parçaların bir süre yağsız kalmasına yol açar!
-Yola çıktığınızda turboyu hemen devreye sokmayın, turbo henüz yağ ihtiyacını gidermemiş olabilir.
-Aracı stop etmeden önce turbonun dinlemesi ve bir sonraki çalışma için gerekli yağlamayı yapmasına izin verin.Turboyu ne kadar zorladıysan o derecede dinlendirme yapın.
-Yüksek devirlerde türibin devamlı dönmektedir.Bu esnada motoru kapamak turboya giden yağıda kapamak anlamına gelir.Bu durumda turbo yataklarında ciddi hasarlar oluşur.
-Motoru yağını her değiştirdiğinizde yağ filitresinide değiştirin ve ilk çalıştırmada yağ basıncının sağlandığına emin olun.

Yukarıdaki tezahürleri yerine getirmeniz ve aracınızı iyi bir şekilde kullanmanız durumunda Turbochargerınız en az motorunuz kadar sorunsuz ve uzun ömürlü olacaktır.