Πώς «αναπνέει» ένας θερμικός κινητήρας - Ατμοσφαιρικός vs Turbo vs Κομπρέσορα

Από την «καθαρότητα» της φυσικής αναπνοής του ατομοσφαιρικού κινητήρα μέχρι το σφύριγμα του turbo και το μηχανικό ουρλιαχτό του κομπρέσορα, ο τρόπος με τον οποίο μπαίνει ο αέρας στον κινητήρα καθορίζει όχι μόνο την ισχύ, αλλά και το πώς νιώθεις το αυτοκίνητο στον δρόμο. Οι όροι είναι γνωστοί, οι διαφορές όμως συχνά παρεξηγημένες. Ώρα να τις ξεκαθαρίσουμε.

Ατμοσφαιρικός

Όταν μιλάμε για ατμοσφαιρικό κινητήρα, εννοούμε απλώς έναν κινητήρα που δεν χρησιμοποιεί καμία μορφή εξαναγκασμένης πλήρωσης. Ο αέρας μπαίνει στους κυλίνδρους μόνο χάρη στην υποπίεση που δημιουργεί η κίνηση των εμβόλων και αναμιγνύεται με το καύσιμο για να γίνει η καύση. Τίποτα περισσότερο, τίποτα λιγότερο.

Αυτός ο τρόπος λειτουργίας δίνει συνήθως γραμμική απόκριση στο γκάζι. Πατάς το πεντάλ και οι στροφές ανεβαίνουν με έναν προβλέψιμο, σχεδόν «αναλογικό» τρόπο. Η σχέση μεταξύ ποδιού και κινητήρα είναι άμεση και καθαρή, κάτι που πολλοί οδηγοί εκτιμούν, ειδικά σε σπορ οδήγηση.

MUST READ

Γιατί οι diesel έχουν υψηλότερη ροπή σε σχέση με τους κινητήρες βενζίνης (video)

Το μειονέκτημα είναι ότι για να πάρεις επιδόσεις πρέπει να ανεβάσεις στροφές. Οι μικρού κυβισμού ατμοσφαιρικοί κινητήρες θέλουν δουλειά ψηλά για να δείξουν χαρακτήρα, κάτι που δεν ευνοεί ούτε την κατανάλωση ούτε την καθημερινή άνεση. Παρ’ όλα αυτά, η αίσθηση «αγνότητας» είναι ο λόγος που σήμερα οι ατμοσφαιρικοί κινητήρες αντιμετωπίζονται σχεδόν με σεβασμό, ειδικά καθώς γίνονται όλο και πιο σπάνιοι στα σύγχρονα μοντέλα.

Υπερτροφοδότηση – Η δύναμη των καυσαερίων

Ο υπερτροφοδότης, ή αλλιώς turbo, αξιοποιεί κάτι που αλλιώς θα χανόταν: τα καυσαέρια. Αυτά κινούν έναν στρόβιλο, ο οποίος με τη σειρά του συμπιέζει τον εισερχόμενο αέρα πριν αυτός μπει στον κινητήρα. Περισσότερος και πυκνότερος αέρας σημαίνει πιο έντονη καύση και, τελικά, περισσότερη ισχύς.

Toyota GR Yaris 1.6 L Turbo

Στην πράξη, το turbo επέτρεψε στις αυτοκινητοβιομηχανίες να συνδυάσουν μικρότερο κυβισμό με υψηλές επιδόσεις, διατηρώντας παράλληλα χαμηλότερες εκπομπές σε τυποποιημένες συνθήκες. Γι’ αυτό και σήμερα το turbo είναι σχεδόν παντού, από οικογενειακά hatchback μέχρι μεγάλα SUV.  Οι παλαιότερες γενιές turbo είχαν έντονη καθυστέρηση απόκρισης, το γνωστό turbo lag. Η ισχύς ερχόταν απότομα, συχνά σε ακατάλληλη στιγμή. Στους σύγχρονους κινητήρες, με μικρότερους υπερτροφοδότες και εξελιγμένη διαχείριση, η απόκριση είναι σχεδόν άμεση και η ροπή διαθέσιμη από χαμηλά. Το αποτέλεσμα είναι αποτελεσματικό και εύκολο στην οδήγηση, αν και αρκετοί οδηγοί το βρίσκουν λιγότερο «ζωντανό» σε αίσθηση. 

Το τίμημα είναι η πολυπλοκότητα. Περισσότερα εξαρτήματα, υψηλότερες θερμοκρασίες και μεγαλύτερες πιέσεις σημαίνουν αυξημένο κόστος και πιθανώς περισσότερη φροντίδα σε βάθος χρόνου.

Κομπρέσορας – Μηχανική υπερπλήρωση

Ο κομπρέσορας ή supercharger επιδιώκει το ίδιο αποτέλεσμα με το turbo: περισσότερο αέρα στον κινητήρα. Η διαφορά βρίσκεται στον τρόπο. Εδώ, η συμπίεση γίνεται μηχανικά, μέσω ιμάντα που συνδέεται απευθείας με τον στροφαλοφόρο άξονα.

Ο κινητήρας της Mustang GTD με κομπρέσορα

Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι, όπως roots, twin-screw και centrifugal, με διαφορές στον τρόπο συμπίεσης και στην απόδοση. Το κοινό τους χαρακτηριστικό είναι ότι η υπερπλήρωση είναι άμεση, χωρίς lag. Η ροπή αυξάνεται σε όλο το φάσμα λειτουργίας, δίνοντας την αίσθηση ενός ισχυρότερου ατμοσφαιρικού κινητήρα.

Το μειονέκτημα είναι ότι ο κομπρέσορας καταναλώνει μέρος της ισχύος του κινητήρα για να λειτουργήσει. Αυτή η «παρασιτική»  απώλεια επηρεάζει την κατανάλωση, γι’ αυτό και οι supercharged κινητήρες δεν έχουν στόχο την οικονομία, αλλά καθαρά τις επιδόσεις.

Υπάρχει βέβαια και ο ήχος. Το χαρακτηριστικό μηχανικό «ουρλιαχτό» είναι στοιχείο ταυτότητας, ιδιαίτερα σε muscle cars, και για πολλούς αποτελεί αναπόσπαστο κομμάτι της εμπειρίας.

MUST READ

Omoda & Jaecoo: Φέρνει επανάσταση στους κινητήρες εσωτερικής καύσης που μπορεί να αλλάξει τις ισορροπίες (video)

Τι σημαίνουν όλα αυτά στην πράξη

Στον δρόμο, οι διαφορές δεν είναι μόνο θέμα αριθμών. Ο ατμοσφαιρικός κινητήρας ξεχωρίζει για την αίσθηση και τη γραμμικότητα, ο υπερτροφοδοτούμενος για την ευκολία και την αποδοτικότητα, ενώ ο κομπρεσοράτος για την άμεση δύναμη και τον χαρακτήρα.

Καμία λύση δεν είναι απόλυτα καλύτερη. Η επιλογή εξαρτάται από το τι ζητάς από το αυτοκίνητο: γραμμικότητα, πρακτικότητα ή ωμή απόδοση. Και ίσως γι’ αυτό η συζήτηση γύρω από το πώς «αναπνέει» ένας κινητήρας παραμένει τόσο ζωντανή, ακόμη και σε μια εποχή που όλα δείχνουν να οδεύουν προς την ηλεκτροκίνηση.

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ:

Μazda: Ετοιμάζει εξάχρονο κινητήρα βενζίνης με μηδενικές εκπομπές CO2 - Πώς τα κατάφερε

Δεν έχεις χρήματα για τιμονιέρα; Αυτό το gamepad έρχεται να δώσει τη λύση (video)

Αυτόματο κιβώτιο: Πως λειτουργεί, ποιοι είναι οι πιο διαδεδομένοι τύποι (video)