Hibridno prehranjivanje

Poslednjih godina dizel koncept se toliko razvio da je ozbiljno ugrozio, do nedavno, aristokratsku konkurenciju koja se napaja benzinom. Trend razvoja, koji je pokrenut u Evropi, izrodio je odlične motore koji po svojim karakteristikama prevazilaze benzinske konkurente na gotovo svim poljima. O dometima motora sa kompresionim paljenjem puni su časopisi, no da li su benzinski motori zaista poraženi? Najnovija izdanja oto motora potvrđuju da je ishod trke još uvek neizvestan.

Direktno ubrizgavanje

Tajna ekonomičnosti leži u sposobnosti formiranja slojevitog punjenja u trenucima kada se od motora ne zahteva maksimum. Na taj način, benzinci imitiraju način rada dizelaša i primetno smanjuju potrošnju. U momentu kada se od njih zahteva razvoj pune snage oni su sposobni da se vrate na svoj teren i vozaču pruže maksimum.

Korak dalje

Iako sam po sebi donosi bitne prednosti nad motorima konvencionalne gradnje, nov koncept poseduje i ogroman potencijal povećanja specifične snage, te dodatnog smanjenja potrošnje. Naime, direktno ubrizgavanje umanjuje problem koji klasične oto motore udaljuje od prehranjivanja. Pošto se kod motora sa direktnim ubrizgavanjem pri parcijalnim opterećenjima sabija samo vazduh, nema opasnosti od detonacije koja stvara glavobolju konstruktorima klasičnih benzinskih motora. Vrata široke primene prehranjivanja su ovim otvorena i izbor tipa punjača se postavio kao prvo pitanje koje čeka na odgovor – da li primeniti mehanički ili turbinski punjač?

Osobine punjača

Dejstvo mehaničkog punjača oseća se u celom području brojeva obrtaja. U širokoj zoni niskih i srednjih obrtaja pogon uživa blagodeti njegovog angažovanja, ali kada motor uđe u polje visokih obrtaja punjač počinje da smeta razvoju snage. Porast energije koja je potrebna za njegov rad na kraju dovodi do spuštanja maksimalnog broja obrtanja i ograničava snagu motora.

Kod turbopunjača stvari su upravo obrnute. Pri niskim obrtajima motora, energija izduvnih gasova jednostavno nije dovoljna da zavrti turbinu i potisne vazduh ka cilindrima. Sve dok obrtaji motora ne dovoljno ne porastu motor je lenj i nevoljno se vrti. Trenutak kada turbopunjač počinje da daje svoj doprinos manifestuje se kao nagli priliv snage, kao da se usnuli motor naglo budi i počinje primetno jače da vuče, što zna da ometa «tečnu» vožnju. Iz tog razloga prednosti turboprehranjivanja su vidljive tek pri srednjim obrtajima ali se protežu i duboko kroz visoke obrtaje. Idealno rešenje bi, stoga, bilo kombinacija svojstava mehaničkog i turbo punjača ali uređaj takvih karakteristika još uvek ne postoji.

Dvostruko prehranjivanje motora

TSI tehnologija - snaga sa malim apetitom

U okviru projekta unapređenja oto motora pod nazivom TSI (Torque Strong Twincharger), dilema izbora tipa punjača se postavila i pred ekipu inženjera razvoja pogona VW. Suočeni sa predočenim činjenicama stručnjaci su se odlučili na solomonsko rešenje uposlivši oba punjača u zonama njihove specijalnosti. Nasuprot konvencionalnim rešenjima gde je mehanički punjač aktivan od minimalnog pa sve do maksimalnog broja obrtaja, TSI koncepcija koristi samo deo njegovih potencijala i to u zoni gde turbopunjač nije potpuno operativan. Tako je mehanički punjač zadužen da potiskuje vazduh prema cilindrima samo u područiju niskih obrtaja, a kako motor povećava broj obrtaja, ovaj zadatak prelazi u ruke turbopunjača. Na taj način obezbeđen je momentalni odziv motora na pritisak papučice gasa.

Sa druge strane, kada tok izduvnih gasova postane dovoljno jak da pokreće turbinu, mehanički punjač se isključuje iz dejstva. Pogonsko je vratilo tada rasterećeno zadatka pogona punjača, te više energije stiže do točkova doprinoseći boljim vučnim karakteristikama ili smanjenju potrošnje goriva. Naravno, posao dirigovanja radom oba punjača poveren je elektronskom mozgu koji budno prati zahteve vozača i postupa u pravcu njihovog ispunjenja. Na parcijalnim opterećenjima, kada ne postoji potreba za velikim obrtnim momentom motora (npr. održavanje krstareće brzine), kontrolna jedinica može da donese odluku o izostanku angažovanja mehaničkog punjača i bez toga da je turbopunjač aktivan, a sve u pravcu postizanja minimalne potrošnje.

Mehanizam dvostrukog prehranjivanja TSI motorima daruje pun obrtni moment gotovo od samog starta. Prednosti ovakve koncepcije jesu mogućnost više specijalizacije komponenti. I mehanički punjač i turbo punjač zbog podele posla projektovani su za rad u suženom područiju brojeva obrtaja, pa svoje maksimume pružaju upravo u tim zonama. Precizna kontrola njihovog rada donosi izuzetno povoljnu isporuku snage na točkove i obrtni moment veći od 200 Nm u širokoj zoni od 1250 pa sve do 600o/min. Na kraju, iz skromne zapremine od 1390 ccm, TSI izvlači čitavih 170 KS i to dinamičnošću koja ubedljivo prevazilazi mogućnosti savremenih turbodizel agregata.

U odnosu na druge

Ukoliko bi ga poredili sa usisnim FSI agregatom od 2 litra u pogonu Golfa, pored izdašnijeg obrtnog momenta prednosti bi bile 20 konjskih snaga više, veća ubrzanja vozila, viša elastičnost, viša maksimalna brzina, te niža potrošnja i manji doprinos globalnom zagrevanju. Dakle, samo viša proizvodna cena može izbaciti novu tehnologiju iz izbora kupaca.

Radi slikovitijeg prikaza napravimo i poređenje pomenuth karakteristika sa konvencionalnim motorima. Ukoliko ne bi bio informisan o mašini ispod haube, iskusan vozač bi ocenio da vozilo pogoni benzinski usisni agregat ukupne zapremine, ni manje ni više nego 2,3 litra! Pri tom je nepotrebno isticati da je potrošnja 1.4 TSI motora kreće u zoni 20% nižih vrednosti.

Koncept TSI motora je premijerno prikazan na ovogodišnjem salonu automobila u Frankfurtu. Tom prilikom uskomešao je krv, kako potencijalnih kupaca, tako i konstruktora konkurentskih firmi. Tačan datum njegovog izlaska na tržište nije preciziran, no on i nije tako bitan koliko su bitne reakcije tržišta koje će uslediti na njegovu pojavu. Nama ostaje da se nadamo da će ovo izazvati preusmeravanje novca u usavršavanje benzinaca čiju čast TSI ponosno brani, te da ćemo kao korisnici opet profitirati – svako već u nekoj svojoj budućnosti...