"Turbo gecikmesi" (turbo lag) nedir?

Antonio Roncero @roncero_antonio 1 June 2020 5 min.

Birkaç istisna dışında (düşük silindir hacmi ve gücüne sahip küçük motorlar), turbo şarj cihazı bugün yanmalı motorların performansını artırmak için neredeyse bir standart haline gelmiştir; hem benzinli hem de dizel motorlarda.

Ve turbolu bir motor kullandıysanız, daha fazla güç talep etmek için gaz pedalına bastığınız an ile bu gücün etkili olduğu an arasında bazı durumlarda hafif bir gecikme fark etmişsinizdir. Bu etki, “turbo lag” veya turbonun tepki gecikmesi olarak bilinir.

“Turbo lag”in ne olduğunu daha iyi anlamak için, en azından bir turbo şarj cihazıyla motorun süper şarj sisteminin temel prensiplerini bilmek faydalı olacaktır.

Turbo şarj cihazı böyle çalışır

Turbo şarj cihazı, bir motorda emme odasına havayı zorla sokmak veya süper şarj yapmak için var olan mekanizma türlerinden biridir. Bir kompresör ile bir türbin (adını iki kelimenin birleşiminden alır) bir mille birbirine bağlanmış olup bir muhafaza içinde dönerler.

Motorun çalışması sırasında oluşan egzoz gazları türbini hareket ettirir ve bu da kompresörü döndürür. Kompresör, emme havasını, bir boşaltma valfi ile sınırlandırılmış maksimum bir basınca kadar sıkıştırmakla görevlidir. Sıkıştırılmış hava yanma odasına girer ve verimi artırır.

Turbo lag neden oluyor?

Bazı turbo şarjlı motorlarda karakteristik olan tepki gecikmesi, egzoz gazlarının durmakta olan veya düşük devirde dönen türbinin eylemsizliğini yenmesi gerektiğinde ortaya çıkar. Kompresörün emme havasını sıkıştırabilecek hızda dönebilmesi için türbinin yeterince hızlı dönmesi gerektiğini unutmayın.

Egzoz gazı akışı küçükse, örneğin düşük devirlerden hızlanırken, türbinin bu eylemsizliğini yenip onu hareket ettirmekte zorlanır. Aynı şekilde, daha yüksek süper şarj basıncı üretmek için turbo şarj cihazı çok büyükse, türbin de büyük olur ve onu hareket ettirmek daha fazla zorlaşır.

Motorların bugünkü elektronik sofistikasyona sahip olmadığı eski zamanlarda, spor araba motorlarında önemli güç artışları elde etmek için büyük turbo şarj cihazları kullanmak yaygındı. Bu turbolar yüksek devirlerde döndüklerinde çok fazla sıkıştırma üretiyor ve bu da motorun çok daha fazla güç vermesini sağlıyordu.

Ancak düşük devirlerde — egzoz gazı akışının küçük olduğu zamanlarda — devreye girmeleri uzun sürüyordu; bu da sürücüyü hızlanma konusunda önceden davranmaya zorluyor ve tüm gücün neredeyse ani bir şekilde ortaya çıkmasına neden oluyordu.

Turbo lag bu şekilde önlenir

Bu nedenle, turbo lag’i önlemek için türbini hareket ettirmenin en az zorlaştığı küçük turbo şarj cihazları veya yapımında hafif malzemeler kullanılmasının mantıklı olduğu anlaşılıyor.

Sorun şu ki küçük bir turbo şarj cihazı, süper şarj sisteminin performansını artırma kapasitesini sınırlar. Öte yandan, turbo şarj cihazının ulaştığı yüksek sıcaklıklar ve dönüş hızları (300.000 rpm’e kadar) titanyum veya seramik gibi özel malzemelere başvurmayı zorunlu kılar.

Bununla birlikte, turbolu motorların tepki gecikmesini azaltmaya olanak tanıyan farklı teknolojiler mevcuttur. En yaygın olanları şunlardır:

Değişken geometrili turbo şarj cihazı. Türbin kanatları sabit değildir, egzoz gazlarının çarpma açısını değiştirmek için ayarlanabilir; böylece türbin daha hızlı ivmelenir.
Twin-Scroll çift girişli turbo şarj cihazı. Twin-Scroll teknolojisi veya çift girişli turbolar, çift süper şarjla karıştırılmamalıdır. Bir Twin-Scroll turboda, egzoz gazlarını türbine yönlendirmek için iki farklı giriş kullanılır; böylece basınç sağlayan silindirler, egzoz gazlarını “geri emerek” basıncı düşürebilecek silindirlerden ayrılır.
Çift süper şarj. Bu teknolojiyle, düşük devirlerde anında tepki almak için daha küçük bir turbo şarj cihazı, motor yüksek devirlerde döndüğünde daha fazla basınç ve güç sağlamak için ise daha büyük bir turbo şarj cihazı kullanılabilir. Bu sistemler farklı boyutlarda iki (veya daha fazla) turbo şarj cihazı kullanabilir. Ayrıca, düşük devirlerde hızlı tepki sağlayan volümetrik kompresörler veya elektrikli kompresörler gibi diğer süper şarj türlerinin avantajlarından da, geleneksel bir turbo şarj cihazıyla birlikte yararlanılır.

“Bang-bang”: eski yarış arabalarının “anti-lag”i

Tüm bu sistemlerden önce, büyük güç değerlerine ulaşmak için devasa turbo şarj cihazları kullanan eski yarış arabalarında pilotlar, gaz pedalına verilen tepkide büyük gecikmelerle karşılaşmak zorundaydı. Bunun için mühendisler, kendine özgü sesi nedeniyle hızla “Bang-bang” olarak bilinen bir anti-lag sistemi geliştirdiler.

Ateşlemeyi geciktirmekten oluşuyordu; buji kıvılcımı biraz daha geç çakıyor, yanma hafifçe geciktiriliyor ve böylece silindirlere giren emme havasının etkisiyle egzoz gazlarında daha yüksek bir basınç oluşuyordu. Teknik olarak uygulanması kolay ve akıllıca bir çözümdü, ancak yüksek yakıt tüketimi ve motorda yaratacağı güvenilirlik sorunları nedeniyle bir yol aracında mümkün değildi.