מנוע טורבו חסכוני יותר מאטמוספרי?!

[BMW]

במהלך שיחה מאוד מעניינת, עם איש מבין עניין, גיליתי לראשונה שהחשיבה שלי בנושא הכותרת שגוי.

 

לאחר נסיעות רבות ברכבי דיזל ובנזין מוגדשי טורבו האמנתי תמיד שהטורבו מגדיל את צריכת הדלק.(על חשבון המהירות/הכוח/הביצועים וכו')

גם בטארנו, גם בפאג'רו וגם באימפרזה טורבו שנהגתי לאחרונה הרגשתי שהמנוע שותה דלק קצת מהר מדי- שכן בבנזין לבטח מד הדלק היה יורד לאט יותר.

 

ההסברה הייתה פשוטה:

טורבו מכניס יותר אויר, תערובת גדולה יותר של אויר מקורר לטמפ' הצתה היעלה ביותר(תפקידו של האינטרקולר) תוריד את הכמות והצורך ביותר דלק. (לייצור אותו הספק).

 

-אז למה אימפרזה טורבו צורכת המון דלק?

-או למה נסיעה לאילת בפאג'רו דורשת מילוי של שני מיכלי דלק מלאים ואילו ב-קנגו/ברלינגו דרוש בקושי מיכל אחד?

 

אז פה קיבלתי תשובה:

הכל שאלה של כמה הספק אתה תוכל או תוציא מהמנוע שלך!

 

כלומר-

אם ניקח לצורך העניין מאזדה לאנטיס 1.6 ליטר עם מגדש טורבו שתספק בשיאה 115 כ"ס,

וניקח מאזדה לאנטיס דומה לחלוטין, עם מנוע 1.6 אטמוספרי רגיל, שגם הוא מייצר בשיא 115 כ"ס..

 

נקבל שהלאנטיס טורבו תהיה חסכונית הרבה יותר מזו האטמוספרית!

(למרות ביצועים הרבה יותר טובים בלאנטיס טורבו)

 

בעצם, גם חיסכון, גם יעילות (שימוש בגזי פליטה לצורך יצור כוח) וגם ביצועים טובים יותר בהרבה יותר פאן והרבה פחות כסף!

 

(חשוב לציין שהספק המנוע חייב להיות שווה לצורך ההשוואה הזאת!!)

 

-לגבי נפח המנוע, אני לא יודע אם גם הוא חייב להיות דומה (מאמין מבחינה הגיונית שכן)

-כמו-כן, לא דובר על סופרצ'רג'ר אז גם פה אין ידע בשוני הצריכה בין שני רכבים זהים.

 

אשמח אם מישהו יוכל לשפוך מידע על שתי הפסקאות האחרונות.

 

אמיר.

[sronis]

לא יודע מי אמר לך את זה, אבל זה פשוט לא נכון.

 

הנוסחה פשוטה - יותר אוויר = יותר דלק. יש יחס תערובת של אוויר ודלק והוא קבוע לצורך פעולה תקינה של המנוע. בגלל שהוא קבוע אם תכניס יותר אוויר בעזרת המגדש, כך גם צריכת הדלק תעלה.

 

אם תקח שתי לנטיסים בעלות הספק דומה, אחת מוגדשת ואחת לא, לא תקבל חסכון גדול יותר בזאת המוגדשת. גם לא תקבל ביצועים עדיפים (הרי שיא ההספק זהה!!).

 

אם לעומת זאת תקח לנטיס 1.6 רגילה עם 115 כ"ס נניח, ולנטיס עם מנוע 1.3 מוגדש המייצר גם 115 כ"ס, יכול להיות שלמוגדשת יהיה יתרון מסוים בצריכת הדלק בתנאים מאוד ספציפיים. אבל הביצועים של שתיהן יהיו דומים בהחלט.

 

רוני

[BMW]

לא יודע מי אמר לך את זה, אבל זה פשוט לא נכון.

 

הנוסחה פשוטה - יותר אוויר = יותר דלק. יש יחס תערובת של אוויר ודלק והוא קבוע לצורך פעולה תקינה של המנוע. בגלל שהוא קבוע אם תכניס יותר אוויר בעזרת המגדש, כך גם צריכת הדלק תעלה.

 

אם תקח שתי לנטיסים בעלות הספק דומה, אחת מוגדשת ואחת לא, לא תקבל חסכון גדול יותר בזאת המוגדשת. גם לא תקבל ביצועים עדיפים (הרי שיא ההספק זהה!!).

 

אם לעומת זאת תקח לנטיס 1.6 רגילה עם 115 כ"ס נניח, ולנטיס עם מנוע 1.3 מוגדש המייצר גם 115 כ"ס, יכול להיות שלמוגדשת יהיה יתרון מסוים בצריכת הדלק בתנאים מאוד ספציפיים. אבל הביצועים של שתיהן יהיו דומים בהחלט.

 

רוני

אני צופה פה תר'ד מעניין.

 

רוני, הדברים האלו נאמרו לי ע"י שני אנשים.

הראשון שהפגין את התאוריה הזאת הוא מוסכניק, חבר טב של אבא, בעל ניסיון עשיר בתחום הרכב מזה שנים רבות.

 

לא הקשבתי לדבריו וטענתי מולו שהוא טועה.

 

אתמול זה כבר היה אחרת.

דיברתי עם קצין, תואר שני בהנדסת מכונות שבמשך 10 שנים הוא מלווה את המנועים של הטנקים בישראל תוך כדי שליחויות לחברה הגרמנית שמייצרת אותם.

 

ידוע שהוא שופע ידע נרחב, והוא מבין כמעט לכל עניין בנושא מנוע באופן כללי.

 

ואם תחשוב על זה, מבינת הגיון, בתא השריפה של הבוכנה בצילנדר:

אם תכניס יותר אויר אתה תשתמש במקום של הדלק.

 

כלומר נפח תא השריפה לא משתנה, ככה שלא תוכל בו זמנית להוסיף גם דלק וגם אויר.

מה גם שברגע שאויר נכנס בטמפ' הצתה היעילה ביותר (מה שלא קורה ברכב אטמוספרי)

לא דרוש יותר דלק ע"מ להשיג את אותו הספק.

 

לגבי הביצועים, נכון שההספק זהה, אבל לטורבו עדיין תיהיה השפעה על התאוצה וחדות התגובה של המנוע.

 

אני מאוד מבולבל, וגם אני סברתי כפי שאתה סברת בנוסחא שנתת.

אבל כנראה ששנינו טועים.

 

אמיר.

[ishpuz]

ואם תחשוב על זה, מבינת הגיון, בתא השריפה של הבוכנה בצילנדר:

אם תכניס יותר אויר אתה תשתמש במקום של הדלק.

 

כלומר נפח תא השריפה לא משתנה, ככה שלא תוכל בו זמנית להוסיף גם דלק וגם אויר.

מה גם שברגע שאויר נכנס בטמפ' הצתה היעילה ביותר (מה שלא קורה ברכב אטמוספרי)

לא דרוש יותר דלק ע"מ להשיג את אותו הספק.

מנוע פועל ביעילות על תערובת ביחס קבוע של דלק ואויר. 1:14.7 בערך (אם אני זוכר נכון).

אין דבר כזה להוסיף אויר על חשבון דלק. אתה מכניס למנוע תערובת ביחס קבוע קרוב כמה שיותר ליחס הזה (מעט עשיר יותר בדרך כלל). אם תכניס יותר אויר תיאלץ להוסיף יותר דלק כדי לשמור על יחס קבוע.

 

מלבד זאת - אינטרקולר - ויהיה זה אפילו צ'ראג'קולר בעל יעילות מטורפת, לעולם לא יכניס למנוע אויר קר יותר מהאויר שנכנס למנוע אטמוספירי. כמה שהוא לא ינסה לפלוט חום לאטמוספירה, האויר החופשי שנכנס למנוע לא מוגדש יהיה קר יותר.

[BMW]

מנוע פועל ביעילות על תערובת ביחס קבוע של דלק ואויר. 1:14.7 בערך (אם אני זוכר נכון).

אין דבר כזה להוסיף אויר על חשבון דלק. אתה מכניס למנוע תערובת ביחס קבוע קרוב כמה שיותר ליחס הזה (מעט עשיר יותר בדרך כלל). אם תכניס יותר אויר תיאלץ להוסיף יותר דלק כדי לשמור על יחס קבוע.

 

מלבד זאת - אינטרקולר - ויהיה זה אפילו צ'ראג'קולר בעל יעילות מטורפת, לעולם לא יכניס למנוע אויר קר יותר מהאויר שנכנס למנוע אטמוספירי. כמה שהוא לא ינסה לפלוט חום לאטמוספירה, האויר החופשי שנכנס למנוע לא מוגדש יהיה קר יותר.

אז בעצם ההסברה של אותו קצין שגויה?

 

בוא נעזוב לרגע את הניסוח.

 

עובדתית ניתן לקבוע שמנוע מוגדש יצרוך יותר דלק??

 

לא הבנתי לגמרי מה שרשמת בסוף..

 

למה לכל מנוע מוגדש יש אינטרקולר/מצנן ביניים? ולאטמוספרי אין?

איך הגיוני שהאויר, שעובר דרך אותו מצנן, נכנס בסופו של דבר בטמפ' רגילה והוא לא מתקרר?

 

ואם כך, אז למה בכלל הוא נמצא שם?

 

התבלבלתי לגמרי!!!

[sronis]

קודם כל בקשר לביצועים - ההספק הוא מה שקובע בנוגע לתאוצה של הרכב. טל שביט הראה את זה יפה מאוד בטור שלו במגזין אוטו מלפני כמה חודשים כשהוא השווה שתי פאביות עם מומנט זהה, אחת דיזל מסכנה עם 70 כ"ס ואחת בנזין עם 100. אני מוכן להתערב איתך שבשתי מכוניות בעלות הספק זהה, אחת עם טורבו ואחת בלי, ההבדלים בתאוצות יהיו זניחים. הם יבואו לידי ביטוי במקרים שבהם מנוע הטורבו מקבל את היתרון שלו - בימים קרים ובמקומות עם לחץ ברומטרי משתנה (נמוכים או גבוהים)

בנוגע לחדות התגובה של המנוע - כן, לטורבו באמת תהיה השפעה - לרעה כמובן.

 

יש הסבר יפה על חלק מהעניין באיך דברים עובדים:

http://auto.howstuffworks.com/turbo.htm

 

רוני

[sronis]

למה לכל מנוע מוגדש יש אינטרקולר/מצנן ביניים? ולאטמוספרי אין?

איך הגיוני שהאויר, שעובר דרך אותו מצנן, נכנס בסופו של דבר בטמפ' רגילה והוא לא מתקרר?

 

ואם כך, אז למה בכלל הוא נמצא שם?

 

התבלבלתי לגמרי!!!

 

אטמוספרי לא דוחס את האוויר. לכן האוויר לא מתחמם משמעותית, כמו בטורבו. המצנן רק נועד להוריד קצת את הטמפ' שעולה באופן דרסטי בעת דחיסת האוויר.

 

רוני

[ishpuz]

נניח שהטמפרטורה במקום בו יונק המנוע (מוגדש או אטמוספירי) את האויר היא 40 מעלות.

במנוע טורבו, גדישת האויר גורמת לחימומו - בגלל חום המגדש ובעיקר בגלל חוק בויל בתרמודינמיקה שקובע שגז שנדחס מתחמם (ולהיפך, גז שמתפשט מתקרר - וכך עובד מזגן, אגב).

 

אז אינטרקולר - שהוא מחליף חום שמטרתו לקרר במעט את האויר הדחוס, מוריד את הטמפרטורה שלו, אבל אף פעם לא יגיע ליעילות של 100% ויוריד אותו חזרה לטמפרטורה של 40 מעלות, כמו טמפרטורת האויר ששואב מנוע אטמוספירי.

[BMW]

אטמוספרי לא דוחס את האוויר. לכן האוויר לא מתחמם משמעותית, כמו בטורבו. המצנן רק נועד להוריד קצת את הטמפ' שעולה באופן דרסטי בעת דחיסת האוויר.

 

רוני

נניח שהטמפרטורה במקום בו יונק המנוע (מוגדש או אטמוספירי) את האויר היא 40 מעלות.

במנוע טורבו, גדישת האויר גורמת לחימומו - בגלל חום המגדש ובעיקר בגלל חוק בויל בתרמודינמיקה שקובע שגז שנדחס מתחמם (ולהיפך, גז שמתפשט מתקרר - וכך עובד מזגן, אגב).

 

אז אינטרקולר - שהוא מחליף חום שמטרתו לקרר במעט את האויר הדחוס, מוריד את הטמפרטורה שלו, אבל אף פעם לא יגיע ליעילות של 100% ויוריד אותו חזרה לטמפרטורה של 40 מעלות, כמו טמפרטורת האויר ששואב מנוע אטמוספירי.

הסבר משכנע

 

-אז למה בכל זאת יהיו ביצועים רעים יותר בטורבו?

[RS]

טל שביט הראה את זה יפה מאוד בטור שלו במגזין אוטו מלפני כמה חודשים כשהוא השווה שתי פאביות עם מומנט זהה, אחת דיזל מסכנה עם 70 כ"ס ואחת בנזין עם 100. רוני

 

רוני , האחת 1.9Sdi , בעלת 64 כ"ס די מסכנים. השנייה 1.4 16v , בעלת 101 כ"ס די בריאים .

 

ד"א , יש פביה 1.9Tdi Pd , בעלת 101 כ"ס ו-24.5 קג"מ מומנט. נשמע מעניין .. חבל שלא מייבאים אותה ארצה.

[sronis]

הסבר משכנע

 

-אז למה בכל זאת יהיו ביצועים רעים יותר בטורבו?

 

לא יהיו ביצועים רעים יותר בטורבו (אם ההספק זהה). פשוט גם לא טובים יותר. וצריכת הדלק לא תהיה שונה כ"כ. אבל אין טעם לשים טורבו על מנוע קטן כשאפשר לשים פשוט מנוע גדול יותר. מבחינה פרקטית, לפחות.

 

רוני

[drugstore]

ד"א , יש פביה 1.9Tdi Pd , בעלת 101 כ"ס ו-24.5 קג"מ מומנט. נשמע מעניין .. חבל שלא מייבאים אותה ארצה.

מצאת בדיוק את האוטו ששווה לבכות על אי-יבואו ארצה.

[~TB~]

קודם כל בקשר לביצועים - ההספק הוא מה שקובע בנוגע לתאוצה של הרכב. טל שביט הראה את זה יפה מאוד בטור שלו במגזין אוטו מלפני כמה חודשים כשהוא השווה שתי פאביות עם מומנט זהה, אחת דיזל מסכנה עם 70 כ"ס ואחת בנזין עם 100. אני מוכן להתערב איתך שבשתי מכוניות בעלות הספק זהה, אחת עם טורבו ואחת בלי, ההבדלים בתאוצות יהיו זניחים.

אתה יכול להסביר את הפיסקה הזאת שוב?...

 

זה דיי ברור שבדוגמא שנתת הדיזל תיהיה החלשה יותר מכיוון שאין לה שום יתרון על הבנזין - אותו המומנט ופחות כ"ס. אבל במידה ויש את אותו הכ"ס אך ברכב הדיזל יהיה יותר מומנט, ולכן רצועת כח גדולה בהרבה, למה התאוצה בטורבו לא תיהיה מהירה יותר? הדבר תקף גם על תאוצות ביניים?

[RS]

מצאת בדיוק את האוטו ששווה לבכות על אי-יבואו ארצה.

דבר אליה יפה

 

לא הייתי מתנגד לפביה RS..

[sronis]

אתה יכול להסביר את הפיסקה הזאת שוב?...

 

זה דיי ברור שבדוגמא שנתת הדיזל תיהיה החלשה יותר מכיוון שאין לה שום יתרון על הבנזין - אותו המומנט ופחות כ"ס. אבל במידה ויש את אותו הכ"ס אך ברכב הדיזל יהיה יותר מומנט, ולכן רצועת כח גדולה בהרבה, למה התאוצה בטורבו לא תיהיה מהירה יותר? הדבר תקף גם על תאוצות ביניים?

 

אין לי ממש תשובה טכנית מדויקת, אבל אני יכול לתת כמה כיוונים.

 

בוא נניח שיש שתי מכוניות. אחת טורבו דיזל עם 100 כ"ס ו-25 קג"מ, השניה בנזין עם 100 כ"ס ו-15 קג"מ. לפי הנתונים הללו בלבד הדיזל מנצחת בנוק אאוט, א-ב-ל אין פה השוואה של גרף המומנט וההספק. לדיזל אין רצועת כח גדולה יותר, היא פשוט ממוקמת נמוך יותר. מ-2000 עד 4000 יש לו את שיא המומנט, אבל לבנזין יש את השיא מ-4000 עד 6000. כלומר הבנזין נושם הרבה יותר טוב, התגובות שלו מהירות יותר, וההספק בא לידי ביטוי יותר טוב ונמצא בתחום ארוך יותר. בתאוצות ביניים הדיזל יתן פייט טוב, אבל מאפס למאה הוא ישתווה בקושי ובמהירות סופית גם כן. ואל לנו לשכוח שמדובר גם ביחסי העברה שמשפיעים הרבה.

 

אם קראת את הטור של טל שביט שדיברתי עליו, או אם יש לך הבנה כלשהי בפיזיקה, תבין למה אין שום משמעות אמיתית בהאצות למומנט העדיף במקרה הזה.

 

רוני