Know How: Turbo Part XXΙII

Know How: Turbo Part XXΙII

Τουρμποβαβέλ

Σε αντίθεση με πολλά πράγματα στη ζωή και παραβλέποντας για την ώρα το θέμα κόστος προκρίνοντας την απόδοση, με τα τούρμπο δεν ισχύει το «καλύτερα ένα μεγάλο παρά δύο μικρά»... Επίσης, η «δουλειά» που μπορεί να βγει με δύο ή περισσότερα τούρμπο μαζί, μπορεί στην πράξη να μην γίνεται να βγει καν από ένα μεγάλο τούρμπο, όσο καλό κι αν είναι αυτό. Όλη η κουβέντα με τα πολλαπλά τούρμπο έχει να κάνει μεταξύ του βασικού συμβιβασμού κάθε τούρμπο, που είναι η απόκριση/καθυστέρηση κόντρα στις απαιτήσεις παροχής και πίεσης. Προσπαθούμε να βρούμε τη χρυσή τομή ανάλογα με την κάθε εφαρμογή και οι εφαρμογές των τούρμπο, οι ριμάδες, είναι πολλές: μιλάμε από μικρά οικολογικά downsized δικύλινδρα πόλης, μέχρι κτήνη dragster χιλιάδων ίππων. Και τα δύο είναι τουρμπάτα, αλλά χρησιμοποιούν τα τούρμπο με άλλο σκοπό και απαιτήσεις. Τρεις είναι οι παράμετροι, που έχουμε να συζητήσουμε, όταν συζητάμε για μοτέρ με πάνω από ένα τούρμπο: 1. η διάταξή τους (παράλληλη ή σειριακή), 2. η λειτουργία τους (παράλληλη ή σειριακή)  και 3. ο αριθμός τους (δύο, τρία ή τέσσερα, πέντε, ακόμα, δεν φτάσαμε). Καθένας από τους τρεις αυτούς παράγοντες συνδυάζεται σε διάφορους συνδυασμούς με τους άλλους δύο και έτσι έχουμε μία τεράστια γκάμα αποτελεσμάτων, καθένα από τα οποία και θα δούμε αυτό και τον επόμενο μήνα, ξεκινώντας σήμερα από την παράλληλη διάταξη και ολοκληρώνοντας τον επόμενο με τη σειριακή. Όπου λαλούν πολλά τουρμπίδια αργεί να φουσκώσει..? Κάθε άλλο...

Παράλληλη διάταξη, παράλληλη λειτουργία

Η πιο απλή διάταξη πολλαπλής υπεροτροφοδότη που υπάρχει είναι αυτή όπου δύο όμοια τούρμπο δουλεύουν μαζί, χωρίζοντας τη δουλειά επακριβώς στα δύο (εξ ου και το «twin turbo», θεωρητικά ο όρος «biturbo» είναι γενικότερος, αφού περιλαμβάνει και ανόμοια διπλά τούρμπο, όμως στην πράξη χρησιμοποιούνται και τα δύο ομοίως, π.χ. πολλά γερμανικά ή ιταλικά Biturbo με δύο ίδια τούρμπο): παράλληλη διάταξη σημαίνει ότι και τα δύο -από την πλευρά του στροβίλου- τροφοδοτούνται ισόποσα (από ίδιο αριθμό κυλίνδρων το καθένα) από την εξαγωγή των καυσαερίων, ενώ από την πλευρά των συμπιεστών, η μισή συνολική παροχή στην πολλαπλή ή τις πολλαπλές εισαγωγής προέρχεται από το ένα και η άλλη μισή από το άλλο, περνώντας κατά κανόνα από το ξεχωριστό δικό της intercooler η καθεμία. Παράλληλη λειτουργία σημαίνει ότι και τα δύο δουλεύουν με το ίδιο προφίλ πίεσης: τουρμπίζουν μαζί, ανεβάζουν την ίδια πίεση (η οποία, σε αντίθεση με την παροχή, δεν «χωρίζεται» στα δύο, όπως θα ακούσετε από τους αδαείς: αν το μοτέρ στην πολλαπλή σηκώνει 1 bar, τότε 1 bar δίνει το καθένα τούρμπο, δεν δίνει από μισό bar το καθένα...) καθόλο το εύρος στροφών και ψοφάνε τέλος μαζί προς τον κόφτη. To πρώτο αυτοκίνητο με διπλά τούρμπο (όχι μόνο παράλληλης διάταξης/λειτουργίας, αλλά συνολικότερα) ήταν η, αναλόγως ονοματισμένη ώστε να φωνάζει την πρωτοπορία της, Maserati Biturbo, το 1981.

Χωροταξικά και ως προς την πολλαπλή/πολλαπλές εξαγωγής έχει να κάνει με το αν έχουμε να κάνουμε με εν σειρά κινητήρα ή V: στην πρώτη περίπτωση (βλ. π.χ. Nissan RB26DETT, BMW Ν54 κτλ.) μπορεί είτε κάθε τούρμπο να έχει δικιά του πολλαπλή (2 x 3 κυλίνδρους το καθένα δηλαδή, όπως στον RB26) ή -πιο σπάνια- να υπάρχει ένα ενιαίο χυτό πολλαπλής, που απλά έχει δύο συμμετρικές εξόδους κατά μήκος για τους δύο στροβίλους. Στα V διπλοτούρμπινα μοτέρ ουσιαστικά είναι σαν να έχουμε δύο ανεξάρτητα τουρμπισμένα σε σειρά μοτέρ ως προς τις σωληνώσεις των τούρμπο: κάθε πλευρά του V παίρνει από ένα τούρμπο, γεγονός που από την πλευρά της εξαγωγής μειώνει κατά πολύ το μήκος των σωληνώσεων, το οποίο φυσικά είναι ένας από τους βασικούς παράγοντες δημιουργίας lag (τα χταπόδια από παλιότερα μεγάλα μονοτούρμπινα V ή επίπεδα μοτέρ, όπως αυτά της Alfa Romeo ή των προ-993 911 turbo είναι χαρακτηριστικά αντι-παραδείγματα...).

Το turbo lag/threshold εξαρτάται άμεσα από την αδράνεια ολόκληρου του άξονα του τούρμπο και έτσι η βασική θεωρία πίσω από τη χρήση διπλών παράλληλων τούρμπο κόντρα σε ένα μεγάλο (για δεδομένη συνολική παροχή πάντα) είναι η μειωμένη συνολική αδράνεια των φτερωτών και πιο συγκεκριμένα η συνολική ροπή αδρανείας (μάζας) τους: χωρίς να μπαίνουμε σε λεπτομέρειες εξισώσεως, αρκεί να πούμε ότι η ροπή αδρανείας είναι ανάλογη της μάζας της φτερωτής, αλλά από την άλλη διπλά ανάλογη (τετράγωνο στον τύπο) της (μέσης ως προς τη μάζα) ακτίνας της, δηλαδή πρακτικά του μεγέθους της. Με άλλα λόγια, μία φτερωτή που ζυγίζει το διπλό από μία άλλη ελαφρύτερη ίδιας διαμέτρου έχει και διπλάσια ροπή αδρανείας, αλλά μία φτερωτή που ζυγίζει το ίδιο με μία άλλη, άλλα έχει διπλάσια διάμετρο, χοντρικά έχει τετραπλάσια αδράνεια. Προκύπτει λοιπόν ότι μπορεί σε μία twin turbo εφαρμογή οι δύο φτερωτές να ζυγίζουν ίδιο ή ακόμα και περισσότερο από την αντίστοιχη ίδιας παροχής single turbo εφαρμογή, αλλά η συνολική αδράνεια του μονοτούρμπινου να είναι μεγαλύτερη!

Προχωρώντας στις εξελίξεις των πολύ τελευταίων ετών ως προς τις twin turbo παράλληλες διατάξεις των V κινητήρων, πρέπει να κάνουμε ειδική μνεία στη «hot V» διάταξη, η οποία τα τελευταία χρόνια όχι απλά είναι της μόδας, αλλά -απ’ ό,τι φαίνεται- ειδικά οι Γερμανοί την έχουν υιοθετήσει πλήρως: Audi (RS6 κτλ.) / BMW (Μ5 κτλ.) / Mercedes (ένα κάρο AMG), όλοι έχουν αντικαταστήσει τα παραδοσιακά V8 μοτέρ τους με hot-V νέα μοτέρ. «Hot-V» μοτέρ σημαίνει ότι οι κυλινδροκεφάλες είναι γυρισμένες 180 μοίρες ως προς την κλασσική διάταξη, όπου οι εξαγωγές είναι έξω από το V και οι εισαγωγές στο εσωτερικό του V κι επομένως σε ένα hot-V οι πολλαπλές εισαγωγής είναι έξω από το V (εκεί που παραδοσιακά ήταν τα τούρμπο) και τα τούρμπο φωλιάζουν δίπλα-δίπλα ανάμεσα στα δύο banks κυλίνδρων, εκεί που ήταν η εισαγωγή. Υπάρχουν τρεις βασικοί λόγοι που τα τελευταία χρόνια η ιστορία πάει προς τα εκεί και οι ...δυόμιση από αυτούς διευκολύνουν τους οικολόγους και τους λογιστές, αλλά κάνουν τη ζωή των βελτιωτών στην αναζήτηση τρελής δύναμης πιο δύσκολη. Ο πρώτος έχει να κάνει με τη θερμότητα που κρατάει η φιλία των τούρμπο και πιο συγκεκριμένα με την αυξημένη θερμότητα που παρέχεται στους καταλύτες. Όσο πιο κοντά στα τούρμπο (και στην κοινή τους θερμική εστία) είναι οι καταλύτες τόσο πιο γρήγορα θα έρθει σε θερμοκρασία λειτουργίας, πράγμα βασικότατο για τις εκπομπές ρύπων, ειδικά σε κρύα εκκίνηση. Σε μία παραδοσιακή, μη hot-V, διάταξη τα τούρμπο είναι χαμηλότερα στο μηχανοστάσιο, χαμηλά στο μπλοκ εκατέρωθεν του κάρτερ και αυτό σημαίνει ότι παίρνουν πολύ αέρα από την αεροδυναμική ροή κάτω από το αυτοκίνητο. Ομοίως οι εξατμίσεις-καταλύτες είναι μακριά σχετικά από το μοτέρ και σε ελεύθερη δροσούλα, οπότε ζεσταίνονται του αγίου λούτσου ανήμερα. Σε ένα hot-V οι καταλύτες είναι αγκαλιά με τα τούρμπο ουσιαστικά μέσα στο V και τσουρουφλάνε πάραυτα. Θα πει κάποιος, τι γίνεται με θερμοκρασίες, ρε φίλε, κάτω από το καπό με όλα αυτά μαζί σε τόσο λίγο χώρο..? Η απάντηση είναι ότι σε εργοστασιακό επίπεδο όλα αυτά είναι φυσικά υπερμελετημένα και οι θερμοκρασίες είναι ελεγχόμενες. Από εκεί και μετά, ο Θεός κι η ψυχή τους τι γίνεται, αν προσθέσουμε καμιά τρακοσαριά άλογα και τελικιάζουμε με τις ώρες... Ο δεύτερος λόγος είναι ο συνολικός όγκος όλου του μοτέρ, που προκύπτει με ένα hot-V. Χωρίς χταποδάρες και σαλίγκαρους να κρέμονται στο πλάι, αλλά αντ’ αυτών πολύ πιο «ρηχές» πολλαπλές και σωληνώσεις εισαγωγής, το μοτέρ είναι πιο κόμπακτ σε φάρδος, χωρίς να έχει επηρεαστεί το μήκος του και αυτό έρχεται λουκούμι στους κατασκευαστές: στην πράξη, από πλευράς πλατφορμών που μπορεί να μπει, σημαίνει ότι το ίδιο μοτέρ μπορεί να εξοπλίσει πολύ περισσότερα μοντέλα, αφού δεν απαιτεί μηχανοστάσιο-καταβόθρα, αλλά μπαίνει και σε μικρότερα.

Τρίτο και πιο σημαντικό -για διαφορετικούς λόγους- τόσο για τους κατασκευαστές όσο και για τα δικά μας χωράφια είναι το γεγονός ότι η είσοδος του μαντεμιού του στροβίλου μπορεί να είναι πιο κοντά στις θυρίδες εξαγωγής της κυλινδροκεφαλής: το μήκος των αυλών της πολλαπλής εξαγωγής μπορεί να είναι πολύ μικρότερο μέσα στο hot-V και ουσιαστικά εντελώς πρόσωπο με την πλευρά της κυλινδροκεφαλής, σε αντίθεση με τα παραδοσιακά εξωτερικά biturbo, όπου, επειδή δεν θέλουμε να αυξηθεί ακόμα περισσότερο το άρθρο, κρεμάμε τα τούρμπο με πιο μακριά χταπόδια πιο χαμηλά προς το σημείο σύγκλισης του V στο ύψος του μπλοκ χαμηλά κι όχι ψηλά στο ύψος της κεφαλής, όπως στα hot-V. Και γιατί θέλουμε κοντά το στρόβιλο..? Δεν είναι τόσο για το lag, αλλά περισσότερο για την ακρίβεια ρύθμισης της ροής-συντονισμού των καυσαερίων και επομένως ουσιαστικά επηρεάζει άμεσα την απόδοση ολόκληρου του μοτέρ. Ειδικά στα V8 με cross-plane στρόφαλο (όπως όλα τα παραπάνω hot-V μοτέρ που αναφέραμε και π.χ. αντίθετα με φρέσκα flat-plane V8, όπως της 488 GTB που δεν είναι hot-V) υπάρχουν τρομερά πλεονεκτήματα, εκμεταλλευόμενοι τους παλμούς της εξαγωγής: το χαρακτηριστικό γουργούρισμα των cross-plane V8 έχει να κάνει με το firing order τους και συγκεκριμένα την «ασυμμετρία» που προκύπτει από αυτό στη συχνότητα-σειρά των παλμών διπλανών κυλίνδρων στις δύο πλευρές του V. Αυτό είναι καλό για τα αυτιά μας, αλλά δεν το πολυγουστάρει η φτερωτή του στροβίλου: ένα τούρμπο, όπως και κάθε στροβιλομηχανή, ιδανικά θέλει ομαλή-σταθερή ροή καυσαερίων, ώστε η επιτάχυνση-επιβράδυνση του άξονα να είναι όσο πιο γραμμική γίνεται και χωρίς on-off παλμούς, που καθιστούν την επιτάχυνση διακοπτόμενη και την επιβράδυνση, τώρα κοντράρω-τώρα δεν κοντράρω. Αυτό οι επιστήμονες, που σχεδιάζουν τα hot-V, μπορούν και το κουμαντάρουν με χταπόδια-πασπαρτού, παντρεύοντας τις σωληνώσεις από κάθε κύλινδρο και από τις δύο πλευρές του V όχι βάσει φυσικής-γεωμετρικής σειράς των οκτώ κυλίνδρων, αλλά βάσει firing order. Ρυθμίζουν δηλαδή στο collector του κάθε χταποδιού να έρχονται παλμοί με σταθερή συχνότητα, εκμεταλλευόμενοι ως πηγή τέσσερις συνολικά κυλίνδρους και από τις δύο πλευρές του V στο ίδιο τούρμπο αντί για διάταξη, όπου κάθε τούρμπο αναλαμβάνει τα καυσαέρια ολόκληρου του ενός bank του V. Αυτό θα μπορούσε φυσικά να γίνει θεωρητικά και σε παραδοσιακό V, αλλά θα απαιτούσε από μήκος σωληνώσεων όχι χταπόδια, αλλά μακαρονάδα... Αυτό μειώνει το lag και την απόκριση στο γκάζι, ενώ είναι κάτι που αρέσει και στη θυρίδα της wastegate. Τέτοια χταποδοδιάταξη έχουν και τα τελευταία Μ5 και τα AMG, αλλά η Audi, στα ντιζελάτα hot-V8 της, το πήγε ακόμα παραπέρα: δεν χωρίζονται απλά οι κύλινδροι και από τις δύο πλευρές του V ως προς τα τούρμπο, αλλά και οι παλμοί καθεμίας από τις δύο θυρίδες εξαγωγής του ίδιου κυλίνδρου, όπου η μία πάει στο ένα τούρμπο και η άλλη στο άλλο. Γιατί..? Γιατί μέσω του valvetrain το μοτέρ μπορεί να κρατά κλειστή τη μία βαλβίδα εξαγωγής κάθε κυλίνδρου σε χαμηλά φορτία, κατευθύνοντας τα καυσαέρια απ’ όλο το μοτέρ στο ένα μόνο τούρμπο. Σε μεγαλύτερα φορτία-στροφές ανοίγει και η άλλη, όποτε δουλεύουν και τα δύο τούρμπο μαζί. Έχουμε δηλαδή παράλληλη διάταξη με σειριακή λειτουργία, χωρίς τις πολύπλοκες διατάξεις οδήγησης των καυσαερίων, που έχουν τα μοτέρ «πραγματικής» παράλληλης διάταξης/σειριακής λειτουργίας, όπως αυτά που θα δούμε αμέσως πιο κάτω. Κλείνοντας όμως με τα παράλληλα-παράλληλα τούρμπο, αξίζει να αναφέρουμε ότι δεν χρειάζεται να είναι «μόνο» δύο, αλλά μπορεί να είναι και δύο ζευγάρια άμα λάχει: η Bugatti είναι αυτή που έχει βγάλει και τα δύο μοναδικά τετρατούρμπινα παράλληλης διάταξης/παράλληλης λειτουργίας, την EB110 το 1991 και δεκαπέντε χρόνια μετά την Veyron.

Παράλληλη διάταξη, σειριακή λειτουργία

Αφού έχουμε που έχουμε δύο τούρμπο, όμως, γιατί να προσπαθούμε να σπουλάρουμε το καθένα με τα μισά μόνο καυσαέρια και να μην παρέχουμε όλα τα (μικρής παροχής) καυσαέρια στο ένα μόνο («primary», πρωτεύον) κατά τις χαμηλές στροφές, ώστε να έχουμε πίεση πολύ νωρίτερα..? Όταν με το καλό οι στροφές ανέβουν και χρειαζόμαστε μεγαλύτερη παροχή, τότε σταδιακά ρίχνουμε και το δεύτερο («secondary», δευτερεύον) στο παιχνίδι, μιας και το ένα μόνο του θα έχει αρχίσει να λαχανιάζει...Αυτό μπορεί να γίνει είτε με δύο όμοια τούρμπο, που απλά στις ψηλές στροφές δουλεύουν και τα δύο μαζί και ίσοτιμα από πλευράς καυσαερίων/παροχής συμπιεστή ακριβώς όπως τα παράλληλα-παράλληλα, που είδαμε πιο πάνω, είτε με δύο τούρμπο διαφορετικού μεγέθους, όπου το μικρό βγαίνει τελείως εκτός ψηλά και μένει το μεγάλο. Οι περισσότερες εφαρμογές παράλληλης διάταξης/σειριακής λειτουργίας στα (σχιστομάτικα..!) ΙΧ που μας ενδιαφέρουν γενικώς χρησιμοποιούν τον πρώτο υποτύπο, όμως ο δεύτερος υποτύπος είναι ο πραγματικά σειριακής λειτουργίας, αφού ο πρώτος στα ψηλά είναι ουσιαστικά παράλληλης διάταξης/παράλληλης λειτουργίας. Η όλη θεωρία εδώ με τη σειριακή λειτουργία και στις δύο παραλλαγές, είναι ότι προσπαθούμε να εξομοιώσουμε τη λειτουργία του μοτέρ σαν να είχε ιδανικά δύο διαφορετικού μεγέθους τούρμπο, μικρό χαμηλά, μεγάλο ψηλά. Για να γίνει η μετάβαση από το ένα τούρμπο (και) στο άλλο, απαιτούνται, όπως θα δούμε, ένας στρατός από υποσυστήματα ελέγχου και ρύθμισης, αφού μην ξεχνάμε ότι η μετάβαση αφορά και τις δύο πλευρές και το στρόβιλο και το συμπιεστή.

Το πρώτο αυτοκίνητο με παράλληλης διάταξης/σειριακής λειτουργίας διπλή υπερτροφοδότηση ήταν η τρομερή Porsche 959. Την ίδια εποχή που στη Ferrari απλά πετάξανε ένα απλό παράλληλο-παράλληλο σύστημα στην F40, οι Γερμανοί το πήγαν «λίγο» παρακάτω: στη βασική παράλληλη διάταξη του flat-6, το πρώτο (KKK) τούρμπο συνδέεται και γυρνάει παντού και πάντα όπως τα ξέρουμε, με την external του στη θέση που ξέρουμε κτλ. Το δευτερεύον (όμοιο με το πρωτεύον) τούρμπο όμως είχε δύο παραπάνω βασικές διατάξεις: μία βαλβίδα που έμοιαζε με wastegate, αλλά ήταν μετά την έξοδο του στροβίλου (δεν είχε καν wastegate στη κλασσική θέση) και επίσης μία δεύτερη βαλβίδα-κλαπέτο στην εισαγωγή ανάμεσα στο ιντερκούλερ και την πεταλούδα. Οι δύο πολλαπλές εξαγωγής λίγο μετά το collector ενώνονταν με μία crossover (όχι από ICE σαν του Πάνου του Μπόη!) σωλήνωση. Στις χαμηλές στροφές, οι δύο βαλβίδες του δευτερεύοντος τούρμπο ήταν κλειστές, οπότε τα καυσαέριά του δεν μπορούσαν να γυρίσουν το τούρμπο και ως διαφυγή πέρναγαν απέναντι μέσω του crossover στην έξοδο του πρωτεύοντος χταποδιού. Ψηλά, όταν άνοιγαν οι βαλβίδες του δευτερεύοντος, η διάταξη δούλευε σαν ένα κανονικό παράλληλο-παράλληλο σύστημα, με τη διαφορά ότι επειδή το δευτερεύον δεν είχε wastegate για τη ρύθμιση, η όποια διαφορά πίεσης μεταξύ των δύο κλάδων εξισωνόταν μέσω του crossover.

Και άλλα αυτοκίνητα (Eunos Cosmo JC, διάφορα JDM Subaru με EJ20TT μοτέρ, Peugeot 407 2.2 Hdi ντιζελιά) εκεί στα ωραία 90s είχαν σειριακής λειτουργίας τουρμπίδια, όμως μακράν τα πιο γνωστά, βαρβάτα και ιστορικά ήταν αυτά του 2JZ-GTE no shit της Supra Mk. IV και αυτά του 13B-REW βάνκελ του RX-7 FD3S Turbo. Τρομακτικής πολυπλοκότητας συστήματα (λόγω και του γεγονότος ότι μιλάμε για εν σειρά μοτέρ και άρα χωρίς πολύ χώρο και μία πλευρά εξαγωγής), ο ορισμός του over-engineered από τα Γιαπώνια τη στιγμή που οι Γερμανοί απλά παίζανε με μονό τούρμπο στην 964 turbo. Τόσο πολύ σύνθετα, όχι τόσο το κύριο σύστημα όσο τα περιφερειακά ελέγχου και μετάβασης, που ελάχιστοι πραγματικά τα γνώριζαν-γνωρίζουν αρκετά καλά στις λεπτομέρειές τους, ώστε να μπορούν να τα φτιάξουν, αν το παραμικρό υπο-υποεξάρτημα χαλούσε (και χαλούσε συχνά): μέχρι τώρα ψιλοέβριζα ως ασεβείς προς τα Γιαπώνια όσους πετάγανε κομπλέ, όπως ήταν, στα σκουπίδια τις διατάξεις και των δύο, απλά τοποθετώντας ένα απλό μονό τούρμπο με δύο σωλήνες και ένα χταπόδι, κατεβάζοντας όμως τα αντίστοιχα service manual της Toyota και της Mazda άρχισα να τους καταλαβαίνω. Η μηχανικό-πνευματικό-ηλεκτρικό πολυπλοκότητα των υποσυστημάτων ελέγχου τους είναι τέτοια που τα προαναφερθέντα service manuals τους είναι μικροί ξεχωριστοί τόμοι από μόνοι τους. Η ειρωνεία είναι ότι οι Ιάπωνες μπήκαν στη διαδικασία να τα εξελίξουν παρόλο που γνώριζαν φυσικά ότι δεν έχουν την παροχή να εξυπηρετήσουν τις απαιτήσεις των πελατών τους για αυξημένη ισχύ και ότι τα περισσότερα από αυτά θα πάνε σε βελτιωτή για διπλασιασμό-τριπλασιασμό δύναμης: φροντίσανε να κάνουν τα σωθικά του μοτέρ (ΟΚ, στο RX-7 το συζητάμε αυτό..!) να αντέχουν οτιδήποτε θα αντικαθιστούσε το μαμά σύστημα, αλλά παρόλα αυτά μπήκαν στον κόπο και το εξέλιξαν όσο δεν πήγαινε άλλο. Ανάλογα με το πώς το βλέπει κάποιος, μπορεί να τους πει ή πρώτους μάγκες ή ματαιόδοξους, εσύ αποφασίζεις...Η ιστορία πάντως έδειξε ότι ήταν τα πρώτα και τελευταία του είδους τους, αφού στη συνέχεια με τα απείρως πιο απλά τούρμπο νέας σοδιάς με τις εδράσεις και τις φτερωτές χαμηλής τριβής και αδρανείας αντίστοιχα, πεθάνανε και αυτά μαζί με τη δεκαετία του ’90. Απλά δεν υπήρχε πλέον ανάγκη για τέτοια δαιδαλώδη και ακριβά πράγματα. Κανονικά το καθένα από τα δύο μόνο του θέλει ένα δικό του Know How (και ίσως το κάνουμε σε κάποια φάση καλά να ‘μαστε), αλλά εδώ μιλώντας γενικά για σειριακή λειτουργία, θα τα δούμε αμέσως πιο κάτω σχετικά «περιληπτικά». Πάει όμως και πιο πέρα με την παράλληλη διάταξη-σειριακή λειτουργία διπλού «μόνο» τούρμπο..? Ω, ναι, πάει, αν σε λένε Bugatti και έχεις την Chiron για μοντέλο: και εδώ έχουμε 2x2 / quad turbo διάταξη, αλλά τα (κατά 69% μεγαλύτερα από την Veyron) τούρμπο κάθε πλευράς του W16 δουλεύουν σειριακά και όχι παράλληλα: μέχρι τις 3.800rpm δουλεύει μόνο το ένα από τα δύο κάθε πλευράς και από εκεί και μετά με κλαπετοδιάταξη (η οποία κατ’ ειρωνεία είναι λιγότερο σύνθετη από των παλιότερων Toyota-Mazda!) σπρώχνουν και τα τέσσερα. Με τις υγείες μας. 

2JZ-GTEvs. 13B-REW: στα ενδότερα της μάταιης sequential τιτανομαχίας

Της Supra το σύστημα είναι το λιιιίγο λιγότερο πολύπλοκο (είναι πολύ κοντά στο σύστημα της 959 σε φιλοσοφία και ρυθμιστικά) και λίγο περισσότερο αξιόπιστο από τα δύο. Τα δύο (απολύτως όμοια μεταξύ τους, σε κάποιες «αξιόπιστες» πηγές θα βρείτε λανθασμένα ότι το ένα είναι μεγαλύτερο από το άλλο) τούρμπο είναι καρπός συνεργασίας της Toyota με την Hitachi (CT20 με κεραμικό στρόβιλο για τα JDM, CT12B με ατσάλινο για τα υπόλοιπα) και μαζί αποτελούν ένα ενιαίο μακρινάρι από δύο «σιαμαία» τούρμπο: φανταστείτε δύο τούρμπο κώλο με κώλο (μαντέμι με μαντέμι) ευθυγραμμισμένα ομοαξονικά, όπου ανάμεσα στα δύο μαντέμια τους υπάρχει ενδιάμεση διάταξη-πλακάκι με μία είσοδο εκατέρωθεν του (η έξοδος κάθε τούρμπο) και μία κοινή έξοδο προς την εξάτμιση. Οι δύο συμπιεστές επομένως είναι στα δύο άκρα αυτού του μακριναριού, ενώ η πολλαπλή εξαγωγής είναι ένα ενιαίο χυτό με δύο εξόδους (μία για κάθε είσοδο μαντεμιού τούρμπο) και με τις δύο τριάδες κυλίνδρων του χυτού να ενώνονται και εδώ με crossover (πάλι καμία σχέση με Πάνο Μπόη) σωλήνωση στο χταπόδι. Αρχικά όλα τα καυσαέρια κατευθύνονται στον ένα στρόβιλο, κάτι που κατεβάζει το boost threshold στις περίπου 1800rpm. Από τις 3.500rpm αρχίζει μία ποσότητα καυσαερίων να κατευθύνεται προς το δεύτερο τούρμπο, αλλά χωρίς να έχει ανοίξει ακόμα η έξοδος του συμπιεστή του προς την εισαγωγή του μοτέρ: το τούρμπο λοιπόν απλά προφορτίζεται-προετοιμάζεται, όντας σε μία κατάσταση που ονομαζόταν «pre-boost». Στις 4.000rpm, με το άνοιγμα των βαλβίδων σε εξαγωγή και εισαγωγή του δευτερεύοντος τούρμπο απελευθερώνεται το δεύτερο τούρμπο και από εκεί και μετά είναι και τα δύο σε φουλ παράλληλη κατάσταση. Wastegate είχε μόνο το πρωτεύον τούρμπο, ενώ συνολικά το σύστημα είχε τέσσερις solenoid-ηλεκτροβαλβίδες (όλες 2-port, βλ. Part  XVIII), οι οποίες σε έναν κυκεώνα σωληνώσεων συνδέονταν όλες σε κύκλωμα είτε απευθείας με συσσωρευτή-δοχείο υπερπίεσης είτε μεταξύ τους: μία για τη wastegate, μία για το κλαπέτο στην έξοδο του δευτερεύοντος τούρμπο μετά το στρόβιλο, μία για το κλαπέτο στην έξοδο του συμπιεστή του δευτερεύοντος τούρμπο και μία για την βαλβίδα by-pass που ένωνε μέσω ενός μικρού σωλήνα τις εξόδους των δύο στροβίλων. To σύστημα του RX-7, που εξελίχτηκε καναδυό χρόνια νωρίτερα από της Toyota, δούλευε με παρόμοιο τρόπο αλλά ήταν ακόμα πιο πολύπλοκο και ακόμα λιγότερο αξιόπιστο, εξελίχτηκε ολόκληρο με τη βοήθεια της Hitachi και είχε ήδη χρησιμοποιηθεί πριν στον JDM Cosmo. Το πρώτο τούρμπο (HT12-3) σήκωνε 0,7 bar και εδώ από τις 1.800rpm και το όμοιο δεύτερο επίσης κι εδώ έμπαινε στο παιχνίδι κοντά στις 4.000rpm για να κρατηθεί η ίδια πίεση και με τα δύο μαζί μέχρι τον κόφτη, με τη μετάβαση να μην είναι απόλυτα ομαλή και γραμμική (αισθητά πιο απότομη από της Supra), με την πίεση να πέφτει ελάχιστα κοντά στα 0,6 bar κοντά στις 4.500rpm. Εδώ έχουμε έξι solenoid-ηλεκτροβαλβίδες (τρεις 2-port και τρεις 3-port, όπου -σε αντίθεση με τον 2JZ- δεν δούλευαν όλες με υπερπίεση, αλλά κάποιες με υποπίεση) και έξι ενεργοποιητές-βαλβίδες (όσες και ο 2JZ, αλλά πιο πολύπλοκες) συνολικά σε στροβίλους-συμπιεστές, επιπλέον, σε σύγκριση με το Supra, το RX-7 είχε εκτός από δοχείο πίεσης και δοχείο κενού-υποπίεσης στο κύκλωμα (το οποίο κενό αποθηκεύονταν για να παρέχεται στην «turbo control valve» για όταν το μοτέρ ήταν σε υπερπίεση και ουσιαστικά δούλευε ως σπρώξε-τράβα σε συνδυασμό με την πίεση από το δοχείο υπερπίεσης), ενώ και εδώ οι σωληνώσεις-μακαρονάδα ήταν πολλάααα μέτρα (περισσότερα κι απ’ τον 2JZ), πολλά από τα οποία περνάγανε από πολυύυυ ζεστές περιοχές του μηχανοστασίου με ό,τι αυτό συνεπάγεται...Και εδώ έχουμε λειτουργία  «precontrol» με την ομώνυμη βαλβίδα, όπου κομμάτι των καυσαερίων από το πρωτεύον τούρμπο «προφορτίζει» μέσω bleed το στρόβιλο του δευτερεύοντος πριν αυτός μπει στο παιχνίδι και εδώ έχουμε «charge control» βαλβίδα-πεταλούδα από την πλευρά του συμπιεστή, ώστε να μην παρέχει πίεση πριν μπει στο παιχνίδι (η όποια πίεση μέχρι εκείνο το σημείο, και σε αντίθεση με τον 2JZ, γύρναγε στο φιλτροκούτι μέσω της «charge relief», που ήταν ουσιαστικά μία τύπου σκάστρα του δευτερεύοντος). Σε αντίθεση με τον 2JZ και την 959, όμως, ο έλεγχος των καυσαερίων προς τον δευτερεύοντα στρόβιλο μέσω των control/precontrol βαλβίδων γινόταν πριν το στρόβιλο εν είδει wastegate και όχι μετά. Και όλα αυτά έπρεπε εκείνη την εποχή να ελέγχονται από 8-bit ECU, αντίστοιχων δυνατοτήτων με το NES τότε... Γι΄ αυτό λατρεύουμε τα ‘80s και τα ‘90s, γιατί προσπαθούσαν να καταφέρουν τα ακατόρθωτα, χωρίς τον Deep Blue και χωρίς VR γυαλιά. Καλή άνοιξη!

 

Αρθρογράφος