Turbo vs Ατμόσφαιρα από τεχνικής πλευράς
''Αιώνια'' αντιπαράθεση μεταξύ των φίλων της αυτοκίνησης, με φανατικούς οπαδούς και των δυο ''στρατοπέδων'' είναι και αυτή που αναφέρεται στον τίτλο του τρέχοντος άρθρου. Είναι σχετικά πρόδηλο ότι η αντιπαράθεση αφορά τους κινητήρες βενζίνης, μιας και οι πετρελαιοκινητήρες αυτήν τη στιγμή στις επίγειες μεταφορές είναι σε συντριπτικό ποσοστό υπερπληρωμένοι. Ας δούμε όμως λίγο τη μηχανολογική σκοπιά του ζητήματος ξεκινώντας από μια παρουσίαση των δύο ''μονομάχων''.
Κινητήρες φυσικής αναπνοής
Οι γνωστοί σε όλους μας ατμοσφαιρικοί κινητήρες. Ονομάζονται έτσι γιατί η κατάσταση του αέρα μπαίνοντας στον θάλαμο καύσεως είναι πανομοιότυπη με αυτή της ατμόσφαιρας από πλευράς πιέσεως και θερμοκρασίας. Βασικό τους χαρακτηριστικό είναι η δυνατότητα υψηλής γεωμετρικής συμπιέσεως του μείγματος αέρα-καυσίμου με αποτέλεσμα την βελτίωση του βαθμού απόδοσης αλλά και της αποδιδόμενης ισχύος και ροπής.
Τελευταία με τον άμεσο ψεκασμό καυσίμου στον θάλαμο καύσεως η γεωμετρική τους συμπίεση αυξήθηκε περισσότερο, με εντυπωσιακό παράδειγμα τον καινοφανή 2λιτρο κινητήρα SKYACTIV-G της Mazda στον οποίο η τιμή της είναι στα επίπεδα του 14:1 και είναι ο πιο προηγμένος τεχνολογικά, mainstream κινητήρας φυσικής αναπνοής στον κόσμο.
Γενικά, το γεγονός ότι οι συνθήκες εντός τους θαλάμου καύσης δεν είναι τόσο δυσμενείς, επιτρέπει την αύξηση του ρυθμού περιστροφής τους και κατά συνέπεια αύξηση της μέγιστης συγκέντρωσης ισχύος τους σε αρκετά ικανοποιητικά επίπεδα. Συνήθης σχετική ισχύς ενός ατμοσφαιρικού κινητήρα είναι περίπου 75-80ps/ λίτρο με τους κινητήρες πολύ καλής σχεδίασης να είναι στην περιοχή των 100ps/ λίτρο, με ακραία παραδείγματα κάποια supercars και το Honda S2000 που ξεπερνούν τους 120ps.
Θα μπορούσε κάποιος να πει ότι η τρέχουσα εξέλιξή τους είναι σχεδόν στα όριά της και ίσως η στροφή του μηχανοκίνητου αθλητισμού στις υπερπληρωμένες μηχανές, να τους παραγκωνίσει ακόμα περισσότερο με τελικό απότοκο, την πλήρη εγκατάλειψη, τουλάχιστον στα αυτοκίνητα.
Κινητήρες εξαναγκασμένης αναπνοής
Οι λεγόμενοι υπερπληρωμένοι κινητήρες αυτήν τη στιγμή είναι στο επίκεντρο του ενδιαφέροντος αφενός λόγω της απόλυτης εφαρμογής τους στους κινητήρες πετρελαίου, αλλά και στην ολοένα γεωμετρικά αυξανόμενη υιοθέτησή τους και στους κινητήρες βενζίνης.
Ονομάζονται έτσι γιατί ο αέρας μπαίνοντας στον θάλαμο καύσεως έχει πίεση και θερμοκρασία αυξημένη σε σχέση με του περιβάλλοντος. Το πόσο πεπιεσμένος και θερμός θα είναι ο αέρας εξαρτάται από τον τύπο και το βαθμό της υπερπληρώσεως αλλά και τον εναλλάκτη αέρα που υπάρχει ή στα ελληνικά intercooler.
Επιπροσθέτως οι δεδομένες συνθήκες της ατμόσφαιρας επηρεάζουν επίσης τον βαθμό της υπερπληρώσεως. Αυτό που θα έχετε παρατηρήσει όσοι οδηγείτε υπερπληρωμένο αυτοκίνητο είναι ότι το χειμώνα αποδίδει καλύτερα λόγω του ότι η θερμοκρασία της ατμόσφαιρας είναι χαμηλότερη και έτσι η υπερπλήρωση είναι αποδοτικότερη.
Οι κινητήρες turbo νέας εσοδείας με άμεσο ψεκασμό καυσίμου, twinscroll στροβίλους αλλά και ισχυρούς βαθμούς υπερπληρώσεως, έχουν οδηγήσει τη σχετική ισχύ στα επίπεδα των 140-150ps/lt στις βέλτιστες περιπτώσεις που είναι πραγματικά εντυπωσιακό νούμερο.
Αυτό που είναι το πιο χαρακτηριστικό γνώρισμα όμως των υπερπληρωμένων κινητήρων, είναι φυσικά η παραγωγή ροπής, η οποία είναι υψηλή σε απόλυτο μέγεθος αλλά και αποδίδεται επαρκώς χαμηλά στην κλίμακα των στροφών η οποία είναι κεφαλαιώδους σημασίας προκειμένου να κινηθούν ευχερώς τα σημερινά οχήματα που το βάρος τους ως τώρα τείνει αυξανόμενο.
Ευτυχώς η συνεχής αύξηση του βάρους από γενιά σε γενιά των αυτοκινήτων, δείχνει να αντιστρέφεται πλέον. Θα μπορούσε κάποιος να πει ότι οι σύγχρονοι turbo κινητήρες μας δίνουν μια ιδέα για τα χαρακτηριστικά λειτουργίας των ηλεκτροκινητήρων που θα υιοθετηθούν στο μέλλον σε ευρεία κλίμακα από την αυτοκίνηση, αφού και αυτοί χαρακτηρίζονται από μεγάλη παραγωγή ροπής και αποδιδόμενη από μηδενικές στροφές καταργώντας πρακτικά τα κιβώτια ταχυτήτων.
Επιλογή
Αν το δούμε ψυχρά και λογιστικά το ζήτημα, οι τελευταίοι turbo κινητήρες βενζίνης είναι σαφώς ανώτεροι και προτιμότεροι από τους φυσικής αναπνοής και αυτό λόγω του ότι απαιτούν λιγότερο καύσιμο για την ίδια αποδιδόμενη ισχύ που επίσης σημαίνει χαμηλότερους ρύπους, αλλά και γιατί η παραγωγή ροπής τους είναι τέτοια που απλά τους καθιστά καταλληλότερους για τα αυτοκίνητα.
Μια κοινή σύγχυση των οδηγών έχει να κάνει με την αναγωγή της απόλυτης ισχύος ως απόλυτη αλήθεια, όμως αυτή είναι κάτι που δεν έχει άμεση σχέση με την πραγματική καθημερινή οδήγηση. Συχνά λέω ότι “δεν με ενδιαφέρουν τα άλογα, πείτε μου πόση ροπή έχει ένα αυτοκίνητο αλλά και σε ποιες στροφές αυτή αποδίδεται”.
Η ροπή είναι που μας βοηθά να προσπεράσουμε γρήγορα και με ασφάλεια, μας βοηθά να ξεκινήσουμε ευχερέστερα σε μια ανηφόρα με το αυτοκίνητο φορτωμένο, αλλά και μας επιτρέπει να κινούμαστε χωρίς πολλά κατεβάσματα ταχυτήτων και έτσι να μειώνουμε την κατανάλωση.
Όταν το θυμικό εισέλθει όμως ως παράγοντας που επηρεάζει την επιλογή, τότε ίσως τα πράγματα αλλάζουν. Δεν υπάρχει καμιά αμφιβολία ότι οι κινητήρες φυσικής αναπνοής παράγουν ήχο πολύ εντυπωσιακότερο και εθιστικότερο από τους υπερπληρωμένους και αυτό γιατί στις turbo μηχανές τα καυσαέρια είναι ''φιμωμένα'' αφού περνούν πρώτα από τον στρόβιλο.
Επίσης το υψηλό στροφάρισμα είναι κάτι που το εκτιμούν μερικοί οδηγοί και είναι κάτι που δεν το βρίσκει κάποιος σε υπερπληρωμένο κινητήρα, αλλά και η οξύτατη αρχική απόκριση, που έχουν οι κινητήρες φυσικής αναπνοής που πάντα θα είναι οξύτερη από ενός υπερπληρωμένου, όσο εξελιγμένος και αν είναι αυτός...