Ima nas dosta koji i dalje preferiramo atmosferske motore, međutim, ne može se poreći činjenica da je turbo tehnologija donela veliki tehnološki napredak u automobilskoj industriji. Danas su turbo punjači uzeli maha masovnije nego ikada, bilo da se radi o benzinskim ili dizel motorima, i to kroz sve moguće segmente, od gradskih „mališana“ do hiperautomobila. Ne tako davno, turbo punjač je bio prilično retka pojava kod putničkih automobila. Ipak, u međuvremenu, sve se promenilo.
Prvi turbo motor
Turbo tehnologija zapravo postoji gotovo koliko i motori s unutrašnjim sagorevanjem, ali su bile potrebne decenije da ona nađe masovnu primenu u putničkim automobilima. Mada je aplikacija kod avio motora bila uobičajena, veličina ranih turbo punjača ih je činila nepraktičnim za automobilsku primenu. Ipak, beneficije koje su turbo punjači donosili su značile da je samo pitanje momenta kada će se naći i ispod hauba automobila.
Mada su mnogi od turbo pionira bili iz Evrope, poput Porschea 930, Saaba 99 Turbo i BMW-a 2002 Turbo, prvenac je ipak došao iz SAD, i to 1962. godine. U to vreme, General Motors je smatrao da 3,5-litarski V8 Oldsmobile Cutlassa nije raspolagao s dovoljno snage. Umesto da se rešenje potraži u bogatom arsenalu „big-block“ i „small-block“ osmocilindraša, Oldsmobile je odlučio da uradi što do tada niko nije. Američka marka je sarađivala sa čuvenim proizvođačem turbo punjača, firmom Garrett, tako da je proizvod te kooperacije došao u vidu JetFire V8 motora, 1962. godine. Bio je dostupan kao opcija na F-85 Cutlassu iste godine.
Instalacija turbo punjača u velikoserijski automobil je predstavljala ogroman izazov za inženjere u to vreme. JetFire je imao kompresioni odnos od 10,25:1, što ga je činilo ranjivim u odnosu na detonantno sagorevanje, jer tada nisu postojali moderni sistemi menadžmenta rada motora. Oldsmobile je ovaj problem rešio sistemom ubrizgavanja „Turbo-Rocket Fluid“ tečnosti u cilindre. Oni koji su upućeni u tjuning automobila su verovatno već pretpostavili da je reč o ubrizgavanju mešavine vode i metanola. To je i jeste bio slučaj, u odnosu 1:1.
Mada je JetFire učinio Cutlass značajno bržim u odnosu na atmosferski pandan, nikada nije značajnije zainteresovao publiku. Jedan od razloga je bila cena, 300 dodatnih dolara za sistem usisa pod pritiskom je za većinu bilo astronomski visoko u to doba. Uz to, JetFire nije baš mogao da se pohvali pouzdanošću, dok je „Turbo-Rocket Fluid“ sistem ubrizgavanja bio nepraktičan. Manje od 4.000 JetFire motora je ukupno prodato, što je nateralo Oldsmobile da ga ukine nakon samo godinu dana postojanja.
Napredak
Mada se JetFire pokazao kao tržišni fijasko, nije bilo potrebno previše vremena da se u automobilskoj industriji uvidi nedvosmisleni potencijal turbo punjenja. Već 1965., lansiran je drugi velikoserijski automobil sa turbo motorom. I dalje se nije radilo o evropskom modelu, već o američkom 4×4 SUV/kamionetu. International Harvester Scout je bio dostupan sa 2,5-litarskim turbo četvorocilindrašem, i to između 1965. i 1967. godine. Isporučivao je nešto više od 110 konja, dvadesetak više od atmosferskog pandana. Ono što je još važnije, koristio je regularan benzin, bez potrebe za ubrizgavanjem mešavine vode i metanola.
Nakon samo dve godine, IH je odlučio da nema zapremina nema alternativu, tako da je odbacio turbo „Comanche“ motor, da bi njegovo mesto zauzeo atmosferski, 3,2-litarski četvorocilindraš. Ispostavilo se da veći motor može da proizvede istu količinu snage uz upotrebu manje goriva nego njegov „turbo rođak“. S obzirom na to da je 1974. naftna kriza bila na vidiku, činilo se da turbo tehnologija nema mnogo smisla. Proćiće još 10 godina pre nego se turbo punjač ponovo nađe u nekom američkom agregatu.
Temelj za budućnost – Porsche 911 Turbo
Do 1973., proizvođačima automobila je bio jasan potencijal turbo punjača da učine automobile bržim. Upravo te godine je u proizvodnju ušao legendarni BMW 2002 Turbo. Mada veoma brz, 2002 Turbo nije bio bez mana. Patio je od ekstremno izražene „turbo rupe“ i velike potrošnje goriva, a imao je i reputaciju nebezbednog automobila. Kao i u slučaju JetFire motora, i 2002 Turbo je trajao jednu godinu pre nego što je eutanaziran.
Kako se njegova „era“ okončala, tako se „rodio“ Porsche 911 Turbo. Prvo izdanje je lansirano 1974. godine, kada je svetlost dana ugledao tada najbrži serijski automobil na svetu. Ovo je bez ikakve dileme bio najznačajniji temelj za dalju nadgradnju turbo motora, jer je on bio direktno povezan sa u to vreme, automobilom iz snova, tako da je kult turba započeo da se formira. Do 1978., godinu dana nakon rođenja Saaba 99 Turbo, bilo je jasno da turbo punjači neće nestati iz automobilske industrije.
Susret dve tehnologije, dizela i turba
Veoma značajna godina za turbo punjače je bila 1978. Te godine je Buick započeo instalaciju turbo V6 motora u model Regal, što je na kraju dovelo do performantnog Grand Nationala. Te godine je Mercedes-Benz lansirao 300SD na američko tržište. Opremljen Garrett turbo punjačem, 300SD je promenio univerzum dizel motora zauvek.
Mada se debata zvana „atmosferski vs turbo motori“ nastavila kada je o benzinskim motorima reč, uticaj turbo tehnologije na dizel agregate je bio mnogo sveobuhvatniji. Razlog je taj što ciklus sagorevanja kod dizela zavisi od visoke kompresije, tako da je usis pod pritiskom bio jednostavan način da se poboljšaju snaga i efikasnost dizel motora.
Veoma brzo je postalo jasno da su turbo dizeli mnogo dominantniji i pogodniji za upotrebu u automobilima u odnosu na svoje atmosferske parnjake. Iz tog razloga ne čudi da se od lansiranja Peugeota 604 turbo dizel, 1979. godine, oko polovina motora u automobilima koji se prodaju Evropi, odnosi upravo na dotičnu tehnologiju.
Gde je jedan, tu su i dva
Maserati je 1981. godine uvideo da ukoliko je moguće implementirati turbo punjač na motor, zašto ne bi isto moglo da se uradi sa dva? Rezultat je bio odgovarajuće nazvani „Biturbo“. Mada nije bio nešto posebno kvalitetan, ipak je to bio prvi twin-turbo putnički automobil na tržištu ikada. Teorija je bila da se kroz korišćenje tandema turbo punjača redukuje „turbo rupa“. U praksi, to se nije uvek dešavalo, ali paralelni turbo punjači su bez dileme poboljšali performanse automobila.
To je dokazao i Porsche 1986. godine sa 959, ali ovoga puta je pronašao drugačiji način da se izbori sa negativnim efektima „turbo rupe“. Twin-turbo postavka u 959 je bila sekvencijalna. Za razliku od paralelne postavke, gde dva turba rade nezavisno i pri istom broju obrtaja, sekvencijalni režim uključuje jedan turbo koji se vrti pri nižem režimu obrtaja motora, dok se drugi (ili oba) uključuje pri visokim obrtajima. Mada je ova postavka gravitirala ka tome da bude manje pouzdana, četvrta generacija Supre sa sekvencijalnim turbo punjačima je bila izuzetno pouzdana, sa manje od jednog procenta otkazivanja.
Pored dva turbo punjača, 1985. je došlo do prvog uparivanja turbo punjača i kompresora. Ponosni nosilac ove tehnologije je bila Lancia Delta S4 (Lancia Delta S4 Stradale). Ovaj automobil je učestvovao u WRC šampionatu, ali verzija sa 1.000 ks se nije takmičila, dok je trkač sa 500 konja pobedio u pet od dvanaest relija u kojima je učestvovao.
Budućnost
Tokom poslednjih 55 godina, turbo punjači su prošli kroz značajnu transformaciju. U današnje vreme, tehnički su složeni gotovo kao i motori na koje se primenjuju. „Twin-scroll“ turbo, turbo varijabilne geometrije, pa čak i kombinacija turbo punjača i kompresora, samo su neka od naprednih tehnoloških rešenja. S obzirom na konstantno smanjivanje zapremine motora, postavlja se realno pitanje, šta nas sledeće čeka što se tiče turbo tehnologije?
Novo rešenje, koje predstavlja revoluciju, već se sada nazire na vidiku. Reč je o turbo punjačima sa elektro asistencijom, koji prilično obećavaju. Dok standardni turbo konvertuje izduvne gasove u elektricitet potreban za napajanje kompresora, električni turbo preusmerava deo električne energije u kondenzator. Dotični kondenzator skladišti energiju, slično kao KERS u Formuli 1, i koristi tu energiju za napajanje kompresora, u trenucima kada se turbo punjač ne vrti na optimalnim obrtajima. Ovo bi, u teoriji, trebalo da eliminiše „turbo rupu“.
Ipak, moglo bi da prođe nešto vremena pre nego što e-turbo tehnologija ne postane masovno dostupna. Međutim, kako nas istorija uči, automobilska industrija uglavnom nije sklona gubljenju vremena, tako da verujemo da ni ovoga puta to neće biti slučaj.
(3604)
