Advertisement

Know How: Turbo Part VIII

Know How: Turbo Part VIII

Η θεωρία των δύο αγωγών…

Είδαμε τον προηγούμενο μήνα διάφορες παραλλαγές κελύφων στροβίλου ανάλογα με το υλικό τους, το μέγεθος και τα γεωμετρικά τους χαρακτηριστικά, ενώ σε επόμενη συνέχεια περί bypass θα δούμε το διαχωρισμό τους ως προς την wastegate. Σήμερα, όμως, θα τα χωρίσουμε πρώτα σε δύο άλλες μεγάλες κατηγορίες, ανάλογα με την πορεία των καυσαερίων μέσα τους ή ακόμα πιο σωστά, το πως και που το κέλυφος οδηγεί τα καυσαέρια πριν τη φτερωτή του στροβίλου. Δύο είναι οι κατηγορίες εδώ και, ως συνήθως, καθεμία έχει υπέρ και κατά...

Η πρώτη είναι τα «twin-scroll» («scroll» σημαίνει «σπιράλ», αλλά και «πάπυρος», εξού και το σκρολ του ποντικιού στους υπολογιστές, που είναι σαν να ξετυλίγουμε ψηφιακά έναν πάπυρο…) ή «divided» κελύφη, τα οποία, ενώ εδώ και χρόνια με μανία αγαπάνε οι ΟΕΜ κατασκευαστές, εδώ και κάποιο καιρό αναγκαστικά έχει στραφεί προς εκεί και το aftermarket-performance σε μεγάλο βαθμό. Εκεί που δηλαδή κάποτε ήταν δεδομένο ότι ένα μαντέμι θα ήταν single-scroll, πλέον όλοι οι μεγάλοι κατασκευαστές aftermarket turbo έχουν και twin-scroll στη γκάμα τους, παράλληλα με τα single. Εδώ το πλακάκι της εισόδου από την πολλαπλή εξαγωγής έχει δύο εισόδους-υποδοχείς καυσαερίων, με άλλα λόγια οι αυλοί της πολλαπλής δεν ξερνάνε όλοι τα καυσαέρια στην ίδια οπή, αλλά οι εξαγωγές των κυλίνδρων χωρίζονται σε δύο ομάδες, μία για κάθε αγωγό του μαντεμιού. Η πολλαπλή εξαγωγής μπορεί φυσικά να είναι είτε χυτή («λουκάνικο»), με το διαχωριστικό-διάφραγμα, που ομαδοποιεί τα καυσαέρια των κυλίνδρων εσωτερικά του συλλέκτη-collector και μία κοινή οπή εξαγωγής προς το μαντέμι, είτε σωληνωτό χταπόδι, όπου συνήθως εδώ ο συλλέκτης έχει δύο οπές εξαγωγές. Σε κάθε περίπτωση-παραλλαγή πολλαπλής, στη μέση της (αντίστοιχης ως προς το σχήμα με την πολλαπλή) εισόδου του μαντεμιού υπάρχει από την άλλη ένα διαχωριστικό τοίχωμα, το οποίο χωρίζει το μειούμενης διατομής σπιράλ (ακρόφυσια) του κελύφους μέχρι αυτό να βγει στο inducer της φτερωτής σε δύο επιμέρους υπο-σπιράλ μικρότερων διατομών, τα οποία καθιστούν τις δύο ροές ανεξάρτητες μέχρι αυτές να χτυπήσουν τα πτερύγια στο inducer. Οι δύο αγωγοί μπορεί να είναι είτε όμοιοι σε διατομή και γωνία (αξονοσυμμετρικά twin-scroll), είτε διαφορετικοί, ένας μικρότερος και ένας μεγαλύτερος (τα λεγόμενα «asymmetric twin-scroll»): o μικρότερος και με πιο απότομη γωνία για καλύτερη απόκριση στο γκάζι για να καταπολεμά το lag και ο μεγαλύτερος με πιο ομαλή γωνία περιστροφής της ροής για μέγιστη απόδοση ψηλά, πηγαίνοντας προς την κατεύθυνση της λογικής, που θα δούμε και στα single-scroll, τα οποία θα εξετάσουμε παρακάτω. Τα ασύμμετρα twin-scroll κελύφη έχουν ιδιαίτερα επιτυχημένη εφαρμογή σε ντίζελ, αφού προσφέρουν μεγαλύτερη παροχή στο σύστημα EGR (επανακυκλοφορία καυσαερίων) μέσω του μεγαλύτερου back pressure από το μικρό scroll, μειώνοντας τις εκπομπές  ΝΟx. O άλλος, ο μεγαλύτερος αγωγός, δεν μπλέκει με τα EGR και έτσι αποδίδει τα μέγιστα ως προς την απόλυτη δύναμη.

Απώτερος, γενικός σκοπός κάθε «διαζευγμένης» twin-scroll διάταξης είναι να εκμεταλλευτεί ενεργειακά την κυματική συμπεριφορά των καυσαερίων, όπως αυτά βγαίνουν από τους κυλίνδρους. Είναι πιο εύκολο να κατανοηθεί σε σχέση με το όπως ίσως αρχικά ακούγεται: όπως και στο συντονισμό της εισαγωγής, όπου το κουμαντάρισμα των παλμών του εισερχόμενου μείγματος μας βοηθάει να αυξήσουμε την ογκομετρική απόδοση ανάλογα με το εύρος στροφών μας, έτσι και στην εξαγωγή έχουμε αντίστοιχα παλμούς καυσαερίων, που δραπετεύουν προς την εξαγωγή ανάλογα με το χρονισμό του ανοίγματος των βαλβίδων εξαγωγής (το λεγόμενο «blow-down»).

Μην ξεχνάμε ότι ο κινητήρας είναι ουσιαστικά μία παλινδρομική αεραντλία και επομένως τα κυματικά «πακέτα» κατά τη διάρκεια κάθε παλμού εξαγωγής καυσαερίων είναι ενεργειακά υψηλότερα σε σύγκριση με την ενέργεια ανάμεσα στους παλμούς. Ένας ωραίος παραλληλισμός είναι με ένα κομπρεσέρ αέρα σε κάποιο συνεργείο κτλ.., αν το έχετε δοκιμάσει: αν βάλετε το χέρι σας στην έξοδο του εμβολοφόρου συμπιεστή πριν τη διάταξη του δοχείου-συσσωρευτή, θα νιώσετε τα κύματα του αέρα διακοπτόμενα. Αν αυτό γίνει μετά, τότε θα νιώσετε μόνο μία συνεχή πίεση από τον αέρα, αφού η πίεση των παλμών έχει ομαλοποιηθεί-ομαδοποιηθεί ήδη πριν. Αντίστοιχα, ένα twin-scroll μαντέμι επιτρέπει σε κάθε παλμό εξαγωγής ξεχωριστά να χτυπήσει το πτερύγιο πριν προλάβει να ενσωματωθεί στην ολική ροή από τον κινητήρα, όπως θα γινόταν σε μία single-scroll εφαρμογή.

Πιο συγκεκριμένα και με δεδομένο ότι οι εκκεντροφόροι μας είναι, αν όχι μπαμπούλες, σίγουρα με performance χαρακτηριστικά, τότε οι βαλβίδες εξαγωγής διαφορετικών κυλίνδρων μπορεί να είναι ταυτόχρονα ανοιγμένες ανάλογα με το overlap, που έχουμε ρυθμίσει, π.χ. με έναν κύλινδρο στο τέλος του χρόνου ισχύος-εκτόνωσης και άλλον στο τέλος του χρόνου εξαγωγής-σάρωσης. Αυτό, λοιπόν, που πρέπει να κάνει εδώ η πολλαπλή εξαγωγής είναι να κρατήσει μακριά τον ένα από τον άλλο τους αγωγούς των κυλίνδρων, που μπορεί να αλληλοεπηρεαστούν-παρεμβληθούν κυματικά, να τους εισάγει ανεξάρτητα ως δύο ροές στο μαντέμι, έτσι ώστε τελικά οι παλμοί να μείνουν χώρια όσο στη συνέχεια κινούνται μέσα στο σπιράλ και οδεύοντας στο inducer. Αλλά και άσχετα με το overlap, τη στιγμή που θα ανοίξει κάθε μία βαλβίδα εξαγωγής ξεχωριστά, κατά το blow-down, ο κύλινδρος έχει ακόμα αρκετή πίεση, ώστε να «φύγει» προς την πολλαπλή ένα αρχικό κύμα ενέργειας, το οποίο θέλουμε να εκμεταλλευτούμε πριν καν αρχίσει για τα καλά η άνοδος του εμβόλου και επομένως η κύρια παροχή μάζας καυσαερίων προς το στρόβιλο. Ας δούμε ένα κλασικό παράδειγμα των τετρακύλινδρων μοτέρ: με ένα τυπικό firing order 1-3-4-2, αυτό των περισσότερων τετρακύλινδρων δηλαδή, μπορεί να έχουμε κατά βάση δύο διαφορετικών μηκών scroll, όπου το ένα παίρνει από το χταπόδι τα καυσαέρια των δύο ακριανών κυλίνδρων, πρώτου και τετάρτου κυλίνδρου, ενώ το άλλο παίρνει αυτά των δύο μεσαίων, τρίτου και δευτέρου. Γιατί αυτό? Γιατί στην κλασική αρχιτεκτονική ανάφλεξης 1-3-4-2, ο κύλινδρος 1 ολοκληρώνει την εκτόνωση προς το ΚΝΣ και ανοίγει τις βαλβίδες εξαγωγής, ο κύλινδρος 2 έχει ακόμα ανοικτή την εξαγωγή του λόγω overlap. Σε περίπτωση, λοιπόν, μη twin-scroll διάταξης, ο παλμός αυτός πίεσης από τον κύλινδρο 1 είναι πολύ πιο πιθανό να σκάσει στη μάπα του 2: και αυτό όχι μόνο επηρεάζει αρνητικά τον 2 ως προς την εκπνοή του, αλλά και δεν πάει εκεί που πρέπει, όταν πρέπει, δηλαδή κατευθείαν στη φτερωτή, χωρίς πολλά ντράβαλα στο δρόμο. Ομοίως μεταξύ 3 και 4 και έτσι παίρνουμε τα ζευγαράκια 1-4 και 2-3. 

Αυτό το διαδοχικό ένα-δύο-ένα-δύο των παλμών εξαγωγής από καθεμία από τις δύο επιμέρους ροές-scrolls επιτρέπει με αποδοτική σάρωση την εκμετάλλευση διαδοχικών παλμών, όπου ο ένας προπορευόμενος «τραβάει» μέσω υποπίεσης (λιγότερης υπερπίεσης πιο σωστά) τον επόμενο, κάτι που θεωρητικά μειώνει τις θερμοκρασίες καυσαερίων και επομένως και τις εκπομπές οξειδίων του αζώτου, ενώ, για τα χωράφια μας, αυξάνεται η απόδοση του στροβίλου (5-10% αύξηση δίνει ένα twin-scroll στο καλό του εύρος), χαμηλώνει το boost threshold και μειώνεται το turbo lag στο χαμηλομεσαίο εύρος των rpm.

Εδώ, όμως, πρέπει να είμαστε δίκαιοι ως προς τον υπόλοιπο ...πολιτισμένο κόσμο, ο οποίος δεν έχει μόνο τετρακύλινδρα μοτέρ και να το πάμε το θέμα πέρα από την κατηγορία των ραπτομηχανών που κυριαρχούν στα Νότια Βαλκάνια και για τις οποίες αναφέραμε το 1-3-4-2 πιο πάνω: πρέπει, λοιπόν, να πούμε ότι όλη αυτή η κουβέντα περί στοχευμένης εκμετάλλευσης παλμών των twin-scroll αποτελεί πλεονέκτημα κυρίως των κινητήρων με λίγους σχετικά κυλίνδρους και όχι V8 κτλ., αφού οι πρώτοι έχουν πολύ λιγότερους παλμούς ανά περιστροφή του κινητήρα (ένας μόλις παλμός ανά 180 μοίρες περιστροφής στον τετρακύλινδρο, διπλάσιος αριθμός στον V8) και άρα είναι πολύ πιο μακριά από την «συνεχόμενη ροή», που, όπως θα δούμε αμέσως πιο κάτω μιλώντας για ψηλές rpm, ευνοεί διατάξεις single-scroll καλύτερα. Από την άλλη, σε έναν π.χ. V8, ο στρόβιλος θα δέχεται παλμούς ενέργειας ούτως ή άλλως για πιο «πυκνό» χρονικό διάστημα, περισσότερους ακόμα κι απ’ ό,τι μπορεί ίσως να διαχειριστεί, οπότε -κατά κανόνα- ένα twin-scroll μαντέμι θα του κάνει από τίποτα έως και κακό... Προσοχή, όμως, μιλάμε πάντα για το παράδειγμα, που ενδεχομένως το τούρμπο να τρώει όλους τους παλμούς και από τους οκτώ κυλίνδρους, δηλαδή μονοτούρμπινη εφαρμογή: για twin-turbo εφαρμογή σε flat-plane στρόφαλο V8, δηλαδή σε διάταξη, που ουσιαστικά κυματικά έχουμε ενώσει απλά δύο τετρακύλινδρους σε V (βλ. Ferrari, McLaren. Lotus, Shelby GT350 κτλ., οι υψηλόστροφοι V8 γενικώς) και τον καθένα τον στέλνουμε σε άλλο τούρμπο, τότε πάλι περνάμε προς την πλευρά των πλεονεκτημάτων του twin-scroll (π.χ. Ferrari 488)!

 

Και η παραδοσιακή, μονού αγωγού, θεωρία…

Το άλλο στρατόπεδο είναι το παραδοσιακό, το απλούστερο, το …μονό: όταν η είσοδος του μαντεμιού έχει έναν αγωγό, όταν δηλαδή όλοι οι αυλοί της πολλαπλής εξαγωγής ενώνουν τις επιμέρους ροές τους μαζί στο collector-συσσωρευτή και όλοι μαζί βουρ στον πατσά μπαίνουμε μετά στη μία και μοναδική είσοδο του κελύφους-σπιράλ, τότε έχουμε «single-scroll» ή «open/ανοιχτό» μαντέμι. Η βασική ιδέα εδώ είναι ότι για βελτιστοποίηση της απόδοσης, δεν στηριζόμαστε τόσο στα κυματικά φαινόμενα, όσο στην πιο ελεύθερη -από πλευράς απωλειών- ροή, δηλαδή στη ροή με μικρότερες απώλειες πίεσης απ’ ότι στην περίπτωση του διαχωρισμού με τοίχωμα. Τι από τα δύο, όμως, υπερισχύει θεωρητικά, η κυματική και οι παλμοί της ή η απρόσκοπτη, ανεμπόδιστη ροή..? Για άλλη μία φορά εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά λειτουργίας και την εφαρμογή: σε πολύ γενικές γραμμές, για αρχή να πούμε ότι τα twin-scroll έχουν πλεονέκτημα σε εφαρμογές με σχετικά χαμηλές και προς μεσαίες rpm, όπου η ροπή χαμηλά και γενικότερα η μέγιστη ροπή είναι το ζητούμενο. Αντίθετα, η θεωρία λέει ότι τα single-scroll υπερτερούν σε εφαρμογές με ψηλότερες στροφές περιστροφής, για τον απλό λόγο ότι όσο πιο συχνοί είναι οι παλμοί, τόσο πιο κοντά στην «ενιαία» και σταθερή ροή είναι ούτως ή άλλως: οι παλμοί έχουν έννοια, όταν μπορούν να διαχωριστούν διακριτά και αυτό είναι πιο έντονο, όταν έχουν μεγαλύτερα διάκενα μεταξύ τους, δηλαδή όταν οι rpm είναι χαμηλά. Και γιατί ψηλά δεν θέλουμε τοίχωμα να παρεμβάλλεται στη ροή μας? Από τη μία, γιατί η αυξημένη επιφάνεια επαφής περιφερειακά του σπιράλ αυξάνει τις εντοπισμένες και γραμμικές απώλειες πίεσης, αλλά αυτό θα πει κάποιος ότι συμβαίνει και χαμηλά. Έλα όμως που οι απώλειες πίεσης υπολογίζονται με το τετράγωνο της ταχύτητας της ροής, με άλλα λόγια αυξάνουν εκθετικά όσο ανεβαίνουν οι rpm και όχι γραμμικά, με αποτέλεσμα -από κάποιο σημείο και μετά- στο εύρος λειτουργίας να υπερισχύει η χασούρα από τις απώλειες έναντι του κέρδους από το συντονισμό των παλμών (που εξασθενεί ούτως ή άλλως, όπως είπαμε). Mε άλλα λόγια, η φτερωτή του στροβίλου γενικώς από κατασκευής γουστάρει πολύ τα εναλλασσόμενα και με σταθερά κενά κύματα να χτυπούν πάνω της, μόνο εφόσον αυτά είναι σχετικά «αργά» και μπορεί τότε να τα εκμεταλλευτεί ενεργειακά πολύ αποδοτικά. Όταν, όμως, ανεβούμε ψηλά σε στροφές, τότε στη χειρότερη,  πέραν του single-scroll, είναι τροχοπέδη και στη καλύτερη δεν υπάρχει απολύτως κανένα κέρδος: πρακτικά, αν ένα single-scroll setup το μετατρέψουμε σε twin-scroll, κρατήσουμε όλα τα άλλα ίδια (μέγεθος τούρμπο, φτερωτές και μοτέρ αυτούσιο) και αντιπαραβάλουμε τις καμπύλες ροπής πριν και μετά, χαμηλά και προς μεσαίες θα έχουμε κέρδος, αλλά ψηλά σίγουρα είτε θα χάσουμε λίγο, είτε αισθητά, σίγουρα πάντως δεν θα κερδίσουμε.

To γενικότερο συμπέρασμα, συνεχίζοντας από το συμπέρασμα της προηγούμενης παραγράφου, είναι: όσο πιο πολλούς κυλίνδρους (ανά τούρμπο ξαναλέμε!) ή/και rpm έχουμε, τόσο πιο κοντά στο single-scroll μαντέμι πρέπει να στραφούμε και όσο πιο λίγους κυλίνδρους ή/και rpm δουλεύουμε, τόσο πιο θερμά πρέπει να δούμε το twin-scroll, παραβλέποντας τυχόν αυξημένα κόστη. Τώρα ξέρετε, γιατί όλες αυτές οι τελευταίες γενιές downsized «λιλιπούτειων» μοτέρ με τα «ελάχιστα» κυβικά, τους «ελάχιστους» κυλίνδρους και τίγκα πίεση τούρμπο από το ρελαντί, αλλά κόφτη στις ...5.500rpm, είναι εφοδιασμένες κατά κανόνα με twin-scroll τουρμπίνες. Το «λιλιπούτειων / ελάχιστων» πιο πάνω το έβαλα

σε εισαγωγικά, γιατί πολλές φορές μιλάμε για ΣΧΕΤΙΚΩΣ λιγότερα κυβικά-κυλίνδρους και όχι ΑΠΟΛΥΤΑ: ένα 2.3 Focus RS Mk.3 π.χ. ή μία 3.0 M3 F80 έχουν twin-scroll τούρμπο και ενώ σε απόλυτα νούμερα δεν είναι και ...χιλιάρια, εντούτοις αμφότερα είναι downsized σε σχέση με τους προκατόχους τους. Κακά τα ψέματα, η αυτοκινητοβιομηχανία πάει προς twin-scroll, πράγμα επ’ ουδενί κακό, απλά θέλουμε να πούμε ότι τίποτα δεν είναι πανάκεια, αφού, όπως είδαμε και θα δούμε, οι single-scroll υπό συνθήκες υπερτερούν.

 

Και τα δύο με σοκοφρέτα, ρε μάστορα..?

Όλα αυτά φυσικά, εφόσον η διαστασιολόγηση του μαντεμιού είναι αρκετά γενναιόδωρη εξ αρχής ασχέτως αριθμού scroll: αν το μαντέμι μας πέφτει μικρό για την παροχή των καυσαερίων, τότε ακόμα και single-scroll να είναι, ψηλά θα είναι το ίδιο, με αποτέλεσμα να μην υπάρχει καμία διαφορά προς το καλύτερο. Λέγοντάς το αυτό προκύπτει μοιραία η τελευταία πολύ μοδάτη τάση στο aftermarket performance tuning, όπου επιτάσσει το εξής: twin-scroll μαντέμι, αλλά σχετικά «oversize», δηλαδή κατιτίς μεγαλύτερο twin-scroll μαντέμι απ’ ό,τι θα επιλέγαμε, αν βάζαμε single-scroll. Με τον τρόπο αυτό χαμηλά και πολύ χαμηλά (όπου παίζουν ακόμα και φαινόμενα back-flow, αντιστροφή της ροής πίσω προς τον κύλινδρο), ο στρόβιλος κοιμάται λιγότερο απ’ ότι θα περιμέναμε λόγω μεγέθους κελύφους (λόγω twin-scroll κυματισμών) και ψηλά ρεφάρουμε τις απώλειες του twin-scroll μέσω λιγότερου συνολικού backpressure λόγω μεγέθους-παροχής. Πρόκειται για έναν αεροδυναμικό συμβιβασμό-κοσμοθεωρία βελτιωτών, που προσπαθεί να ενσωματώσει τα καλύτερα από τους δύο κόσμους (single και twin), η οποία -στην πράξη- ουσιαστικά προσπαθεί να μας πει ότι δεν πρέπει να φοβόμαστε (σε σχέση με ό,τι ξέραμε από τα single-scroll) ένα σχετικά μεγάλο, θεωρητικά, twin-scroll μαντέμι, ακριβώς επειδή είναι twin-scroll.

 

Χύτευση για γερούς λύτες: twin-scroll μαζί με εσωτερικό wastegate

Όπως θα δούμε σε επόμενη συνέχεια περί των wastegate συγκεκριμένα, σε ένα ανοικτό/single-scroll μαντέμι, η δουλειά της θύρας του wastegate είναι σχετικά απλή: όπου, αν κατά την περιφέρεια του σπιράλ, πριν η ροή φτάσει στη φτερωτή, ανοίξουμε την πόρτα προς την έξοδο του downpipe, παρακάμπτει η κύρια μάζα των καυσαερίων εντελώς τη φτερωτή και η δουλειά γίνεται εύκολα, αφού η κύρια αυτή μάζα είναι συγκεντρωμένη σε ένα σπιράλ. Τι γίνεται, όμως, αν πρέπει να αποδεσμεύσουμε καυσαέρια από δύο σπιράλ καυσαερίων, όπως είναι η περίπτωση των twin-scroll, μένοντας φυσικά σε διάταξη μίας θύρας wastegate στη μία πλευρά του κελύφους και όχι τίποτα διαστημικές ακριβές λύσεις? Πρόκειται για τον εφιάλτη κάθε σχεδιαστή καλουπιού χύτευσης, αφού το να ενσωματώσεις σωστά τον bypass αγωγό του wastegate σε διπλού τοιχώματος scroll (το οποίο ήδη από μόνο του δεν είναι καθόλου εύκολο) είναι κατασκευαστικός γλωσσοδέτης: τα σχήματα των πυρήνων κατά τη διαδικασία της χύτευσης πρέπει να είναι τέτοια, που, όχι μόνο να χωρίζουν το σπιράλ του μαντεμιού σε δύο αγωγούς, αλλά να χωρίζουν παράλληλα και τον bypass αγωγό του wastegate, καθόλο το μήκος του, από τα δύο σπιράλ μέχρι την κεφαλή της θύρας του. Υπάρχουν κάποιες μαμά-εργοστασιακές εφαρμογές diesel τούρμπο, όπου αυτό γίνεται πιο εύκολα, είτε μέσω πιο απλοϊκών (και λιγότερο αποδοτικών) σχημάτων, είτε με διπλή wastegate, αλλά αυτές οι λύσεις δεν είναι καθόλου επιθυμητές για performance tuning βενζίνες σαν τα χωράφια μας, αφού δύο μικρότερες θύρες wastegate, αντί μίας μεγάλης, σημαίνουν τόσο μικρότερη μέγιστη παροχή καυσαερίων, όσο και μεγαλύτερες απώλειες ροής. Για την ώρα, δείτε στα συνοδευτικά σχήματα τη διαφορά στο χυτό μεταξύ single και twin scroll στο σημείο, που το διαπερνά η wastegate και αργότερα θα επανέλθουμε πάλι στα περί wastegate γενικότερα.

 

Τι προτιμούν οι αγωνιάριδες...

Θυμάστε κάποτε, πριν τη ριμάδα την κρίση, που κάποιες εκδόσεις Impreza WRX SΤi (JDM κυρίως) και επίσης κάποιες του Mitsubishi Evolution (τα οποία παρεμπιπτόντως είχαν περάσει σε κέλυφος από ατσάλι, ενώ η Subaru συνέχιζε να προτιμάει μαντέμι) ερχόντουσαν με twin-scroll τούρμπο από το εργοστάσιο, ενώ άλλες κρατάγανε το single-scroll..? Ήταν σώνει και καλά το ένα καλύτερο από το άλλο..? Τσου: απλά σε κάποιες εφαρμογές (π.χ. ανάλογα με την αγορά και τη χρήση, το είδος  των αγώνων, που προορίζονταν, μην ξεχνάτε ότι πολλά εξ αυτών την έκαναν κατευθείαν άστρωτα προς γδύσιμο ειδικών διαδρομών...) ταίριαζε καλύτερα το χαμηλότερο spool-up των twin-scroll και σε άλλες η μεγαλύτερη αξιοπιστία και η απόλυτη δύναμη των single-scroll. Αλλά, αλήθεια, τι σχέση έχουν γενικώς τα κελύφη των τούρμπο των πολιτικών εκδόσεων σε σχέση με τα αγωνιάρικα τόσο ως προς τον αριθμό των σκρολ, όσο και γενικότερα, μιας και το πιάσαμε?

Είδαμε ότι τα twin-scroll έχουν πολλά πλεονεκτήματα για απλές πολιτικές εφαρμογές, η ιστορία, όμως, συχνά αλλάζει, όταν αρχίσουν πιο βαρβάτες ιστορίες, είτε μιλάμε για αγώνες, είτε για ... «αγώνες», ξέρετε εσείς τι εννοούμε... Υπάρχουν πολλές ιστορίες από τα Group N της προηγούμενης, χρυσής γι’ αυτά, δεκαετίας τόσο από Subaru όσο και Mitsubishi μεριά, όπου τα twin-scroll πετάχτηκαν στα σκουπίδια για χάρη των απλών single, αφού βρέθηκε ότι τα πρώτα, υπό ακραίες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας, παραμόρφωναν το ενδιάμεσο τοίχωμα του κελύφους, με αποτέλεσμα να καλύπτεται-ταπώνεται σε μεγάλο βαθμό το ένα από τα δύο σκρολ! Περάν αυτού, όμως, υπήρχαν και θέματα αξιοπιστίας με ρωγμές στο κέλυφος, ιδιαίτερα στα λίγο πιο ευαίσθητα των Evo (το παρθένο μαντέμι έχει και τα καλά του, όπως είδαμε τον προηγούμενο μήνα).  Και μιας και αναφέραμε το Group N, όπου -ως γνωστόν- δεν μπορεί και να παρεκκλίνει ιδιαίτερα από τα πολιτικά εργοστασιακά ομολογκαρισμένα, που ακριβώς είναι οι διαφορές στα αγωνιστικά? Το κέλυφος του συμπιεστή είναι πρακτικά από το ίδιο «χονδροειδές» αλουμίνιο, αλλά υπάρχουν παραπέρα περιθώρια ελιγμών: και από τις δύο πλευρές, τα κελύφη μένουν πρακτικά στις ανοχές των πολιτικών, αλλά επιλέγονται ένα προς ένα, ώστε να ανήκουν ονομαστικά-διαστασιολογικά στα μαμά μεν, αλλά από τα «καλά μαμά» δε, δηλαδή προς την πλευρά των ανοχών, που μας βολεύει. Και αυτό γιατί, όταν στη μαζική γραμμή παραγωγής των πολιτικών βγαίνουν χιλιάδες τούρμπο, κατά τα συνήθη της μαζικής παραγωγής, κάποια ξεφεύγουν λίγο προς ένα και κάποια προς άλλο κριτήριο. Πιο συγκεκριμένα π.χ. επιλέγονται κελύφη από την παραγωγή με τις ανώτερες ανοχές στη διάμετρο του wastegate και απορρίπτονται κελύφη με διάμετρο προς το χαμηλότερο εύρος της ανοχής (τα οποία θα τοποθετούνταν κανονικά σε αυτοκίνητο, που προοριζόταν για δρόμο, αφού οι διαφορές εκεί δεν θα ήταν πρακτικά ορατές, σε αντίθεση με τους αγώνες, που το εκατοστό του δευτερολέπτου μετράει). Το ίδιο συμβαίνει και με την εσωτερική επιφάνεια του κελύφους του στροβίλου, όπου από τη μαζικής παραγωγής χύτευση σίγουρα ξεφεύγουν τοπικές ατέλειες υλικού, ενώ στο Group N μας θέλουμε να ξεχωρίσουμε αυτά με την πιο λεία επιφάνεια.

Να το χοντρύνουμε περισσότερο με το τι γινόταν στα τούρμπο των WRC, όπου φυσικά δεν χρειάζεται να ακολουθήσουμε -βάσει κανονισμών- κανένα μαμά τούρμπο?! Εδώ οι διαφορές είναι χαώδεις: τα κελύφη του στροβίλου στα WRC, τότε τουλάχιστον (αρνούμαι να ασχοληθώ με τα τρέχοντα «παιδικά» WRC, έχω μείνει στα ωραία της προηγούμενης δεκαετίας των δίλιτρων «φτερούγων»), ήταν από χυτό Inconel (ο στρόβιλος έφτανε τους 1.100ο C, βλ. και anti-lag..!), άρα πολύ πιο λεπτά από την πολιτική έκδοση και επομένως 3-4 φορές ελαφρύτερα... Αλλά και από την πλευρά του συμπιεστή, το αλουμίνιο των πολιτικών/Group N έδινε τη θέση του σε μαγνήσιο, με αντίστοιχα κέρδη σε βάρος. Και για να τα ποσοτικοποιήσουμε όλα αυτά, ένα Garrett TR30R WRC τούρμπο ζυγίζει κοντά στα 4kg, τη στιγμή που ένα Group N από Evo 9 GSR (άρα και το πολιτικό εκεί κοντά) παίζει στα 10kg. Η διαφορά είναι μεγάλη, ειδικά από πλευράς κατανομής βάρους, όταν σκεφτεί κανείς ότι αυτά τα κιλά μπορεί να κρέμονται στο ύψος της μετώπης. Από πλευράς σκρολ, φυσικά και όλα τα WRC τούρμπο ήταν single-scroll, ενώ από πλευράς wastegate, υπήρχαν δύο στρατόπεδα: αυτό της Garrett, που προτιμούσε εξωτερικές και αυτό της IHI, που προτιμούσε (μεγάλες) εσωτερικές, δηλαδή πιο κοντά στο πολιτικό σχέδιο παρά τη θεωρητικά χειρότερη αποβολή bypass ροής. Τα κελύφη ήταν φυσικά όλα V-band για να μπορούν τα εντόσθια-φτερωτές να ελεγχθούν όσο πιο γρήγορα γίνεται ανάμεσα στις ειδικές. Κάπως έτσι τα WRC δούλευαν με 2bar πίεση υπερπλήρωσης όλη μέρα από το πρωί μέχρι το βράδυ συν anti-lag, χωρίς να κάνουν κιχ, ενώ το δικό μας -σε τέτοιες συνθήκες- θα έμπαινε σε τροχιά στο πέμπτο πάτημα. Θέλετε και σεις ένα τέτοιο, ε? Ευχαρίστως, ένα τούρμπο WRC κοστίζει κοντά στα €10.000, τη στιγμή που ένα Group N IHI για Impreza ή ένα Mitsubitsi για Evo κόστιζε όσο περίπου ένα μαμά, δηλαδή γύρω στο 1.500άρικο. Καλό μας χειμώνα, τουρμπόκαιρος is coming...

Πληρωμή με Κάρτα