Kāpēc turbomotori rada to slaveno “šņākoņu”? Atklājiet gaisa maģiju zem dzinēja pārsega

Turbokompresoru dzinējiem piemīt neatkārtojama skaņu palete, kas tos atšķir no atmosfēriskajiem agregātiem. Ir dzirdams augsts svilpiens, dzinēja apgriezieniem pieaugot, raksturīga “šņākoņa”, kad atlaižat gāzes pedāli, un reizēm pat dūkoņa no ieplūdes sistēmas. Nepieredzējušiem autovadītājiem šīs skaņas var radīt iespaidu, ka kaut kas noplūst vai ka motors gatavojas palaist kosmisko kuģi. Tomēr lielākā daļa no šiem trokšņiem ir vienkārši gaisa kustības skaņas caur turbokompresora sistēmu.

Kas tad īsti notiek zem dzinēja pārsega, lai radītu šo akustisko pieredzi? Turbokompresors būtībā ir gaisa sūknis, kas izmanto dzinēja izplūdes gāzu enerģiju. Šīs gāzes griež turbīnas riteni, kas savukārt caur vārpstu ir savienots ar kompresora riteni ieplūdes pusē. Kompresors iesūc āra gaisu, saspiež to un nosūta šo blīvāko gaisu dzinējā. Lielāks gaisa daudzums ļauj dzinējam sadedzināt vairāk degvielas un tādējādi ģenerēt ievērojami lielāku jaudu.

Šis process ir ārkārtīgi dinamisks. Kompresors var griezties neticami lielā ātrumā – daži “Garrett” turbokompresori var darboties ar desmitiem tūkstošu apgriezienu minūtē, bet mazākās vienības spēj pārsniegt pat 300 000 apgriezienu minūtē. Iedomājieties šo milzīgo gaisa daudzumu, kas tiek pārvietots ar tik lielu ātrumu! Tieši šī straujā gaisa kustība rada spiediena izmaiņas un gaisa plūsmas troksni. Atkarībā no konkrētā turbokompresora modeļa, ieplūdes sistēmas, gaisa filtra korpusa, starpdzesētāja cauruļvadiem un izplūdes sistēmas konfigurācijas, jūs varat dzirdēt visu – no smalka svilpiena līdz ļoti izteiktai “šņākoņai”. Jāatzīmē, ka mūsdienu automašīnu ražotāji bieži cenšas padarīt šīs sistēmas klusākas, tāpēc daži turbodzinēji ir gandrīz nedzirdami, kamēr citi šķietami cenšas paziņot par katru gāzes pedāļa nospiešanu.

Visinteresantākā skaņa – “šņākoņa” – visbiežāk rodas, kad atlaižat gāzes pedāli. Iedomājieties situāciju: jūs paātrināties, turbokompresors rada spiedienu, un tad pēkšņi atlaižat gāzes pedāli. Droseles vārsts aizveras, taču turbokompresors joprojām griežas inerciāli ar milzīgu ātrumu, turpinot sūknēt gaisu. Saspiestais gaiss ieplūdes sistēmā joprojām virzās uz slēgto droseles vārstu. Šim spiedienam ir jāatrod izeja, un šeit talkā nāk izpūšanas vārsts (angliski – blow-off valve vai bypass valve).

Izpūšanas vārsts ir spiediena samazināšanas ierīce, kas paredzēta, lai novērstu kompresora “pārspriegumu” (surge) brīdī, kad droseles vārsts aizveras. “Pārspriegums” ir nevēlams stāvoklis, kad saspiestais gaiss atduras pret slēgto droseli un mēģina atgriezties atpakaļ kompresorā, radot nestabilitāti un potenciāli bojājot turbokompresoru. Dažas sistēmas izvada lieko gaisu atmosfērā, radot to labi pazīstamo, skaļo “šņākoņu”. Citas, tā sauktās recirkulācijas sistēmas, nosūta šo gaisu atpakaļ uz kompresora ieplūdes pusi, pirms tas tiek saspiests, tādējādi samazinot troksni un uzlabojot degvielas efektivitāti.

Tieši tāpēc modificētas turbomašīnas dažkārt var izklausīties ievērojami skaļāk, kad vadītājs atlaiž gāzes pedāli. Izmaiņas ieplūdes sistēmā un izpūšanas vārsta konfigurācijā var padarīt gaisa plūsmas trokšņus daudz pamanāmākus, nekā tas ir rūpnīcas aprīkojumā. Ir svarīgi atzīmēt, ka ne katrs turbodzinēja troksnis nozīmē vienu un to pašu. Svilpiens, šņākoņa, dūkoņa un šņirkstēšana var norādīt uz dažādām parādībām dzinēja darbībā, taču lielākoties tās liecina par turbokompresora efektīvu darbību un liek katram auto entuziastam smaidīt.