Υπερτροφοδότης (Supercharger)!

Όπως είναι λογικό μετά τη θεωρία-πράξη και τη συζήτηση των υπερσυμπιεστών έρχεται στο τραπέζι η συζήτηση των υπερτροφοδοτών. Γι’ αυτό ως μια ενημερωτική μηχανολογική πλατφόρμα που είμαστε σας παραθέτουμε στοιχεία για το τι είναι και σε τι βοηθάει ο υπερτροφοδότης και προφανώς συγκρίνουμε τα δύο στοιχεία «ώθησης» της μηχανής ενός οχήματος ώστε να βρούμε σε τι είναι καλύτερο το ένα από το άλλο.

Τι είναι;

Υπερτροφοδότης είναι ένας κομπρέσορας αέρα ο οποίος αυξάνει την πίεση ή αν θέλετε την πυκνότητα του αέρα που εισέρχεται σε ένα κινητήρα εσωτερικής καύσης. Έτσι παίρνουμε σε κάθε κύκλο περισσότερο αέρα, καίμε περισσότερο καύσιμο κι ‘έτσι κάνουμε περισσότερη δουλειά αυξάνοντας τη δύναμη του κινητήρα.

Πως το κάνει;

Ο υπερτροφοδότης μπορεί να πάρει κίνηση μηχανικά με ιμάντες ή καδένα, γρανάζι ή τροχαλία, συνδεδεμένος στο στρόφαλο της μηχανής.

Πότε ξεκίνησε η χρήση του;

Το 1860 τα αδέρφια Philander και Francis Marion Roots ιδρυτές της «Roots Blower Company» στο Κόνερσβίλ της Ιντιάνα, κατασκεύασαν ένα τσόκ αέρα με σκοπό τη χρήση του σε υψικάμινο ή άλλες βιομηχανικές κατασκευές.

Το πρώτο παγκόσμιο εγχείρημα για κατασκευή οχημάτων μαζικής παραγωγής με χρήση υπερτροφοδότη έγινε από τη Μερσεντές με τα μοντέλα 6/25/40 και 10/40/65. Και τα δυο μοντέλα φορούσαν υπερτροφοδότες τύπου Roots τους οποίους ονόμαζαν «Kompressor» μοντέλα, κάτι το οποίο το βλέπουμε και σε πολλά μοντέλα των τελευταίων ετών.

Τύποι υπερτροφοδότη

Υπάρχουν δυο βασικοί τύποι οι οποίοι έχουν να κάνουν με τον τρόπο με τον οποίο γίνεται η μεταφορά καυσίμου:

1.    Ο θετικής μετατόπισης (positive displacement)

2.    Ο δυναμικός (dynamic)

Με λίγα λόγια ο θετικής μετατόπισης παρέχει σχεδόν συνεχώς αυξημένη πίεση αέρα σε όλες τις στροφές της μηχανής, ενώ ο δυναμικός δεν τροφοδοτεί πίεση σε χαμηλές στροφές και αυξάνει όσο αυξάνουν οι στροφές.

Πιο αναλυτικά…

Οι αντλίες θετικής μετατόπισης παρέχουν όπως είπαμε σχεδόν πάντα σταθερά αέρα σε όλες τις στροφές της μηχανής, υπάρχει βέβαια μικρή διαρροή αέρα η οποία στις υψηλές στροφές είναι ασήμαντη.

Αυτές οι αντλίες χωρίζονται περαιτέρω σε εσωτερικής και εξωτερικής συμπίεσης (internal/external).

Οι υπερτροφοδότες τύπου Roots είναι μόνο εξωτερικής συμπίεσης.

·         Η εξωτερική συμπίεση αφορά αντλίες οι οποίες μεταφέρουν αέρα στην υπάρχουσα πίεση μέσα στη μηχανή. Αν αυτή λειτουργεί σε συνθήκες «ώθησης» (boost), τότε η πίεση στην πολλαπλή εισαγωγής είναι υψηλότερη από αυτή που έρχεται από τον υπερτροφοδότη (supercharger). Αυτό προκαλεί επιστροφές από τον κινητήρα στον υπερτροφοδότη μέχρι να φτάσουν σε ισορροπία (πίεσης αέρα). Αυτές οι επιστροφές είναι που πιέζουν το καύσιμο που εισέρχεται στον κινητήρα και αυτός είναι ο λόγος που δεν είναι αποδοτικές αυτές οι αντλίες όταν χρησιμοποιούνται σε πολύ υψηλά επίπεδα ώθησης. Όσο μικρότερη η ώθηση τόσο μικρότερες οι απώλειες, είναι και ο λόγος που είναι αποτελεσματικές αυτές οι αντλίες δηλαδή μετακινώντας αέρα σε χαμηλές διαφορές πίεσης, είναι άλλωστε και ο λόγος για τον οποίο κατασκευάστηκαν εξαρχής.

Όλοι οι υπόλοιποι τύποι αντλιών έχουν μια μικρή δόση εσωτερικής συμπίεσης:

·         Η εσωτερική συμπίεση είναι η συμπίεση αέρα μέσα στον ίδιο τον υπερτροφοδότη, ο οποίος σχεδόν στο σημείο της ώθησης μπορεί να τροφοδοτήσει ομαλά τον κινητήρα με λίγες ή καθόλου επιστροφές. Όταν η πίεση της ώθησης είναι ίση με την πίεση της της συμπίεσης του υπερτροφοδότη, δεν υπάρχουν επιστροφές. Αν η πίεση της ώθησης είναι μεγαλύτερη της πίεσης συμπίεσης τότε οι επιστροφές λειτουργούν όπως και στους τύπου Root που περιγράψαμε παραπάνω. Αυτού του είδους οι υπερτοφοδότες (εσωτερικής συμπίεσης) πρέπει να βρίσκουν τη χρυσή τομή με την αναμενόμενη πίεση ώθησης ώστε να δώσουν το καλύτερό τους από άποψη απόδοσης.

Οι δυναμικές αντλίες βασίζονται στην επιτάχυνση του αέρα σε υψηλές στροφές και τότε μετατρέπουν την ταχύτητα σε πίεση αέρα διαχέοντας ή μειώνοντάς τη.

Κατασκευαστικοί τύποι υπερτροφοδοτών

·         Με ιμάντα

·         Απευθείας σύνδεση (στο στρόφαλο)

·         Με γρανάζι

·         Με καδένα

Υπερτροφοδότης(Supercharger) εναντίον Υπερσυμπιεστή (Τούρμπο)

Εάν κάποιος τα βάλει σε μια σειρά θα δει ότι ίσως και να μην υφίσταται τελικά σύγκριση και αυτό γιατί έχουμε δυο εντελώς διαφορετικές λειτουργίες κατασκευασμένες για εντελώς διαφορετικούς λόγους.

·      Η υπερτροφοδότηση (supercharging) δεν συναντάται στους δρόμους εύκολα και έχει αντικατασταθεί από πολλές εταιρείες οχημάτων μαζικής παραγωγής, αν όμως δούμε αγώνες οχημάτων Top-Fuel, πυραυλοκίνητα κλπ θα δούμε ότι ο υπερτροφοδότης είναι η μόνη αξιόπιστη και πιο διαδεδομένη λύση. Δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε δρόμους της Ευρώπης για παράδειγμα, εφόσον έχουν τεθεί τόσο αυστηροί κανόνες για τους ρύπους και ο υπερτροφοδότης εντός και εκτός εισαγωγικών «κλέβει» έργο από τον κινητήρα. Γενικά και με λίγα λόγια όταν η δύναμη είναι κυρίαρχος στόχος και όχι η απόδοση (ταχύτητα, κατανάλωση π.χ.) τότε χρησιμοποιείται ο υπερτροφοδότης.

·         Ο υπερσυμπιεστής από την άλλη είναι αυτός που θα συναντήσουμε πλέον τα τελευταία χρόνια όλο και περισσότερα στα νέα μοντέλα συμβατικών οχημάτων για λόγους μείωσης κατανάλωσης σε συνδυασμό με downsizing για να γίνει αυτό εφικτό και να μη ξενερώσουμε που χάσαμε κάποιες εκατοντάδες «κυβικά» σε σχέση με το προηγούμενο μοντέλο που ίσως οδηγούσαμε, αλλά πλέον βλέπουμε ότι έχουμε μικρές οβίδες στο δρόμο που καίνε όσο ένα παπί

(παράδειγμα της πλάκας βέβαια) και τρέχουν σα να έχουμε στα χέρια μας παλαιότερης τεχνολογίας 16άρια ή ακόμα και 18άρια ατμοσφαιρικά. Ο υπερσυμπιεστής είναι αυτό που λέμε καινοτομία, είναι αυτό που συναντάμε παντού, είναι αυτό που είναι το επόμενο βήμα, είναι αυτό που έγινε μόδα.

*Συμπερασματικά λοιπόν θα επιλέξω να είμαι ουδέτερος και δε θα επιλέξω πλευρά όχι γιατί απευθύνομαι σε κόσμο και δε θέλω να παρεξηγηθώ, αλλά γιατί αντικειμενικά πιστεύω ότι το κάθε πράγμα είναι για συγκεκριμένο σκοπό και είναι επιλογή του καθενός η χρήση τους και ο σκοπός τους. Απλά το ένα το συναντάς παντού  , το ακούς συνέχεια, ενώ το άλλο θα το δεις και θα το ακούσεις σε συγκεκριμένες καταστάσεις με συγκεκριμένης τεχνολογίας και σκοπού οχήματα χωρίς όμως αυτό να είναι η αιτία να χάσει πόντους αξίας της δουλειάς του.