Turbók hatásfoknövelése

A belső égésű motorokkal szemben napjainkban támasztott – egyre szigorodó – elvárások nagy kihívások elé állítják a motorfejlesztőket. Az üvegházhatásért felelőssé tett szén-dioxid-kibocsátás mérséklése elsősorban a hatásfok folyamatos javítására ösztönöz, miközben egyre kisebb lökettérfogatokból kell megfelelő teljesítményt elérni a járművek dinamikus vezethetőségének megőrzése vagy javítása érdekében. Az egységnyi lökettérfogatból kinyerhető munka legegyszerűbben a motorok légfelvételének javításával érhető el, melynek közismerten legnépszerűbb eszköze a turbófeltöltők alkalmazása.

A downsizing-elvek alkalmazása a motortechnikában különösen megnehezítik az egylépcsős turbótöltés hatékony alkalmazását, szemben a drágább motoroknál megfizethetően alkalmazott többfokozatú feltöltő rendszerek rugalmas szabályozási lehetőségeivel a pillanatnyi hajtásigények kényelmes megvalósítására. Az egyfokozatú turbótöltővel megoldandó jellegmező konfliktus – a nagy névleges teljesítményigény és a jó gyorsítóképességet lehetővé tevő alsó fordulatszámon magas nyomatékszint biztosítása – optimális megoldása jelentős fejlesztési munkát kíván a turbótöltő fejlesztőktől. A modern égési eljárásokkal rendelkező motorok, mint például a Miller-ciklusú motorok is igénylik a gyors töltőnyomás felépülést. A maximálisan megvalósítható töltőnyomás mind a kompresszor stabil jellegterületétől, mind a mindenkori munkapontban rendelkezésre álló turbinateljesítménytől függ.

Az egyik legelterjedtebb módszer a motor teljesítményének növelésére kis fordulatszám tartományban az öblítési töltetcsere kihasználása. Ennél a nagy szelepösszenyitás miatti pozitív öblítés levegőt juttat a turbina elé. Egyidejűleg az égéstérben a lokális légviszony lecsökken, miközben a kipufogógáz sztöchiometrikussá válik.