E-Turbo, tak pomagają ograniczyć lag i emisje

Marki takie jak Mercedes-Benz, a zwłaszcza jego dywizja sportowa Mercedes-MercedesAMG, wprowadzają do swoich modeli elektryczne turbosprężarki, znane jako e-Turbo. Ta technologia zapewnia szybsze reakcje, ogranicza lag oraz emisje CO2.

Dużo słyszeliśmy w ostatnich latach o elektrycznym wspomaganiu (e-boosting) silników Diesla. Kilka marek premium stosuje je obecnie razem z konwencjonalnymi turbosprężarkami, aby poprawić reakcję przy niskich obrotach i małej mocy, a konwencjonalna turbina przejmuje kontrolę.

Najnowszy postęp, który ma dodatkowo pomóc silnikom spełnić przyszłe przepisy dotyczące emisji, to jednak elektroniczna turbosprężarka. Ta już jest stosowana w Formule 1, a obecnie jest rozwijana do użytku drogowego przez Mercedes-AMG wspólnie z producentem turbin Garrett Motion.

E-boostery (czyli elektryczne doładowania) i e-turbosprężarki to zupełnie różne rozwiązania. Konwencjonalna turbina napędzana jest energią spalin i składa się z dwóch głównych elementów: turbiny napędzanej gazami oraz sprężarki, która faktycznie spręża powietrze dolotowe silnika.

e-Turbo: czy pomogą producentom osiągnąć emisje wymagane przyszłymi normami?

E-boostery zastępują turbinę silnikiem elektrycznym 48 V, więc spaliny nie biorą w tym udziału. Zaletą e-boostera jest to, że może wygenerować doładowanie, gdy energia spalin jest bardzo niska, eliminując opóźnienie i zapewniając szybką reakcję na pedał gazu.

Elektroniczne turbosprężarki zachowują turbinę i sprężarkę, ale dodają silnik, który zwiększa reakcję turbo, pokonując bezwładność turbiny i sprężarki, przez którą trudno im przyspieszać. Pomaga to także reakcji, gdy energia spalin jest mniejsza, i odzyskuje ją dzięki odpowiednikowi hamowania regeneracyjnego w turbinie. Gdy kierowca zdejmuje nogę z gazu, w wirujących częściach i początkowo w spalinach wciąż jest dużo energii.

W rzeczywistości jest jej wystarczająco dużo, by turbo nadal generowało doładowanie, nawet gdy nie jest już potrzebne. Elektroniczna turbosprężarka wykorzystuje ten nadmiar energii do wytwarzania prądu, który magazynowany jest w akumulatorze hybrydy.

Mercedes-MercedesAMG Garrett E-Turbo zawiera silnik o grubości zaledwie 40 mm, umieszczony między turbiną a obudowami sprężarki. Silnik rozpędza turbosprężarkę, zanim spaliny wprawią w ruch turbinę, dzięki czemu nawet na biegu jałowym reakcja jest natychmiastowa, a lag ograniczony.

Turbo może, jak mówi Garrett, mieć „odpowiedni rozmiar” do zadania, co będzie kluczowe, aby strategie spalania spełniały przyszłe normy emisji. Mercedes-AMG na tym etapie nie zdradziło natomiast, czy będzie stosować praktykę z F1 i wykorzysta funkcję odzysku energii elektrycznej.

https://www.youtube.com/watch?v=4nLIgb8swGc

Co z doładowaniami mechanicznymi?

Doładowania mechaniczne (superchargery) nadal istnieją, ale ich zastosowanie maleje ze względu na wyższą sprawność i lepszą reakcję turbosprężarek. Napęd mechaniczny nie ma opóźnień, dzięki niskiemu ciśnieniu spalin. Nadal są stosowane przez Jaguar, Land Rover, Lotus i Volvo.