Τρίτη, 3 Φεβρουαρίου 2009

TSI.........Unplugged



Πρόκειται για έναν από τους πιο δημοφιλείς κινητήρες παγκοσμίως και έχει δημιουργήσει αρκετό θόρυβο γύρω από τη VW. Πριν όμως εισέλθω στα ενδότερα αυτού του άρθρου ίσως θα ήταν σκόπιμη μια αναφορά στην ονοματολογία TSI.



Όταν κυκλοφόρησε αρχικά ο συγκεκριμένος κινητήρας τα αρχικά TSI σήμαιναν Twincharged Stratified Injection. Είχε ονομαστεί έτσι προκειμένου να διαχωριστεί από τους ήδη υπάρχοντες υπερπληρωμένους ΤFSI (Turbocharged Fuel Stratified Injection) και υπεδείκνυε τη διπλή υπερπλήρωση που υφίστατο στον συγκεκριμένο κινητήρα καθώς και τον άμεσο ψεκασμό καυσίμου κατευθείαν στο θάλαμο καύσης. Ωστόσο στις μέρες μας ο όμιλος VW ονομάζει όλους τους υπερπληρωμένους κινητήρες ανεξαρτήτως τύπου υπερπλήρωσης TSI.


Εδώ πρέπει να αναφερθεί ότι τα αρχικά SI αναφέρονται στις λέξεις Stratified injection που σημαίνουν στρωματοποιημένη έγχυση και αναφέρονται στους γνωστούς σε όλους FSI φυσικής αναπνοής. Οι συγκεκριμένοι κινητήρες μπορούν να δουλέψουν με πολύ φτωχό μείγμα σε συνθήκες χαμηλού φορτίου δεδομένο που δε συναντάται συνήθως  στους υπερπληρωμένους TSI γιατί δεν υπάρχουν υπερπληρωμένοι κινητήρες που να δουλεύουν με πολύ φτωχό μείγμα, τουλάχιστον με τον τρόπο που γίνεται σε φυσικής αναπνοής κινητήρες διότι πολύ απλά θα έσπαζαν.





Εδώ θα πρέπει επίσης να προστεθεί για λόγους επιστημονικής πληρότητος ότι όλοι οι υπερτροφοδοτούμενοι κινητήρες γενικά λειτουργούν με πλούσιο ως και πολύ πλούσιο μείγμα , κατά περιπτώσεις, περισσότερο από όσο πραγματικά χρειάζεται για την παραγωγή έργου και αυτό συμβαίνει για λόγους ψύξης του θαλάμου καύσεως αφού το πλεονάζον άκαυστο καύσιμο χρησιμοποιείται τελικά σαν ψυκτικό μέσο.

Επιστρέφοντας στην ονοματολογία, στους TSI το SI δε σημαίνει stratified injection όπως αναφέρθηκε ανωτέρω ωστόσο έχει διατηρηθεί για ομογενοποίηση των μοντέλων του ομίλου και για να μη δημιουργείται σύγχυση.


Η συγκεκριμένη τοποθέτηση αφορά τον κινητήρα με τη διπλή υπερπλήρωση που απετέλεσε και αποτελεί ακόμα θαύμα της εφηρμοσμένης μηχανολογίας. Ποιος ο λόγος ύπαρξης αυτού του κινητήρα αρχικά όμως ; Η αλήθεια είναι ότι λόγω των αυστηρότατων πλέον κανονισμών ρύπων καθώς και η καλπάζουσα τιμή των καυσίμων έχει αναγκάσει τους κατασκευαστές να μειώσουν τις χωρητικότητες των κινητήρων τους το λεγόμενο downsizing και αυτό το έλλειμμα σε κυβικά προσπαθούν να το αντισταθμίσουν με τη χρήση υπερπλήρωσης.




Ο TSI λοιπόν είναι ο μοναδικός κινητήρας ευρείας παραγωγής παγκοσμίως αυτήν τη στιγμή που ενσωματώνει τη λεγόμενη διπλή υπερπλήρωση. Τι σημαίνει όμως διπλή υπερπλήρωση στην προκείμενη περίπτωση ; Έχουμε 2 υπερπληρωτές που δρουν από κοινού σε σειριακή σύνδεση και εκτοξεύουν τις τιμές ισχύος και ροπής σε υψηλότατα επίπεδα για κινητήρα 1.4 λίτρων.



Οι μηχανικοί της VW γνωρίζοντας το από καταβολής μειονέκτημα των στροβιλοσυμπιεστών εξάτμισης στις χαμηλές στροφές όπου η κινητική ενέργεια των καυσαερίων είναι χαμηλή το γνωστό σε όλους μας turbo lag καθώς και τη χαμηλή χωρητικότητα του κινητήρα έκαναν το εξής "απλό". Τοποθέτησαν έναν μηχανικό υπερσυμπιεστή που παίρνει κίνηση από τον στροφαλοφόρο άξονα και δεν εξαρτάται από τα καυσαέρια της εξαγωγής με τέτοιο τρόπο ώστε να λειτουργεί από το ρελαντί μέχρι τις 3500 στροφές όπου εκεί απεμπλέκεται μέσω ηλεκτρομαγνητικού συμπλέκτη και αναλαμβάνει πλέον την πρωτοβουλία αποκλειστικά ο υπερπληρωτής εξάτμισης μέχρι το όριο της περιστροφής του κινητήρα.



Στην πράξη ο μηχανικός υπερσυμπιεστής λειτουργεί με μέγιστη πίεση υπερπλήρωσης 0.8 bar και ήδη από τις 2500 στροφές δουλεύει ταυτόχρονα με τον υπερσυμπιεστή εξάτμισης διατηρώντας την πρωτοκαθεδρία ως τις 3500 στροφές όπου και απεμπλέκεται πλήρως για να αναλάβει το turbo με μέγιστη πίεση υπερπλήρωσης το 1.1 bar και να εκτοξεύσει την ιπποδύναμη στους 170 ίππους και τη ροπή στα 240nm αποδιδόμενα ήδη από τις 1750 στροφές και διατηρώντας τα σταθερά στο διάγραμμα ως τις 4500 στροφές.


Η αίσθηση που αποκομίζει κανείς είναι ότι αυτός ο κινητήρας σε χαρακτηριστικά λειτουργίας είναι ότι πιο κοντά υπάρχει στον ηλεκτροκινητήρα που ως γνωστόν αποδίδει τη ροπή του από μηδενικές στροφές.


Συν τοις άλλοις ο άμεσος ψεκασμός συνεπάγεται και υψηλή συμπίεση που εδώ είναι 10:1 τιμή τυπική για έναν κινητήρα φυσικής αναπνοής όχι όμως για έναν κινητήρα με εξαναγκασμένη αναπνοή γεγονός που προσθέτει ακόμα περισσότερους πόντους στον συγκεκριμένο κινητήρα.


Εδώ πρέπει να αναφερθεί για λόγους ακριβείας ότι πλέον ο ίδιος κινητήρας που τοποθετείται στο GOLF VI καθώς και στο scirocco αποδίδει σε αμφότερα τα μοντέλα 160 ίππους ωστόσο αναμένεται σε μελλοντικές υλοποιήσεις να φτάσει σε επίπεδα 180 ίππων

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου