Ηλεκτρικό Biturbo από την Audi

Το turbo είναι το σύστημα που αυξάνει την απόδοση ενός κινητήρα καθώς εκμεταλλεύεται την ενέργεια των καυσαερίων για να γεμίσει με αέρα υπό πίεση τους κυλίνδρους και να παραχθεί περισσότερο έργο. Η Audi έχει μακρά ιστορία στην εξέλιξη των diesel για την αυτοκίνηση και είναι η πρώτη εταιρεία που χρησιμοποίησε πριν από 25 χρόνια στο Audi 100, σύστημα τροφοδοσίας άμεσου ψεκασμού σε turbo diesel κινητήρα. Αν και η υπερτροφοδότηση αυξάνει την απόδοση σε κινητήρα ανεξαρτήτως τύπου καυσίμου, στους diesel είναι σχεδόν υποχρεωτική η χρήση του καθώς μειώνονται δραματικά οι ρύποι και η κατανάλωση. Από το 1989 οι diesel άμεσου ψεκασμού έχουν βελτιωθεί δραματικά και πλέον για ίδιου κυβισμού μοτέρ, η ιπποδύναμη έχει διπλασιαστεί, η αποδιδόμενη ροπή έχει αυξηθεί κατά 70% και παράλληλα οι ρύποι έχουν μειωθεί κατά 95%.

Η πρόσφατη βελτίωση των μηχανικών της Audi αφορά των biturbo του τρίλιτρου TDI που αποδίδει 313 ίππους και 650Nm ροπής μεταξύ των 1450 και 2800rpm. Η ειδική ισχύς του 3.0 TDΙ ανέρχεται στους 105,5 ίππους ανά λίτρο κυβισμού και είναι από τους πιο αποτελεσματικούς κινητήρες diesel παραγωγής. Η κατανάλωσή του είναι εξαιρετικά χαμηλή και σε μικτό κύκλο απαιτούνται μόλις 6,4lt/100km, με τις εκπομπές CO2 να είναι 169g/km.

Βασική αρχή των turbo είναι να γίνεται εκμετάλλευση της ενέργειας των καυσαερίων τα οποία αντί να εκτονώνονται στην ατμόσφαιρα, περιστρέφουν μία φτερωτή η οποία γεμίζει τους κυλίνδρους με καύσιμο αέρα υπό πίεση. Η απόδοση του turbodiesel αυξάνει ανάλογα την πίεση του αέρα που πρεσάρει στην πολλαπλή εισαγωγής, οπότε στις χαμηλές στροφές που τα καυσαέρια είναι λιγότερα υπάρχει θέμα. Για αυξηθεί η απόδοση πρέπει υποχρεωτικά να επιλεγεί υπερτροφοδότης με μεγάλη φτερωτή, όμως αυτό γίνεται εις βάρος της απόδοσης στις χαμηλές στροφές λόγω της αδράνειας που έχει. Έτσι γεννήθηκε η ανάγκη του biturbo δηλαδή των διπλών turbo που ενεργοποιούν διαφορετική τουρμπίνα ανάλογα τις στροφές.

Διπλό turbo
Η πατέντα της Opel αφορά το συνδυασμό μίας ηλεκτρικής τουρμπίνας η οποία χρησιμοποιείται στις χαμηλές στροφές και μιας τυπικής καυσαερίων για τις υψηλές. Η ηλεκτρική τουρμπίνα είναι τοποθετημένη σε σειρά μετά το συμβατικό turbo καυσαερίων στο σύστημα τροφοδοσίας του αέρα και αποκόπτεται με βαλβίδα by pass. Όταν οι στροφές λειτουργίας είναι χαμηλές, τότε η βαλβίδα ανοίγει και ο αέρας εισέρχεται στην ηλεκτρική τουρμπίνα και ενεργοποιείται ο ηλεκτροκινητήρας για να αυξηθεί η απόδοση. Μόλις ο κινητήρας ξεπεράσει κάποιο όριο στροφών, παρακάμπτεται η ηλεκτρική τουρμπίνα και η τροφοδοσία γίνεται αποκλειστικά χάρη στο συμβατικό turbo.

Ο ηλεκτροκινητήρας έχει κάποια ιδιαίτερα χαρακτηριστικά για να πετύχει το αποτέλεσμα αυτό καθώς έχει πολύ μικρή αδράνεια για να ανεβάζει αστραπιαία ταχύτητα και φυσικά να φτάνει πολύ υψηλό ρυθμό περιστροφή. Η ηλεκτρική ενέργεια που απαιτείται παράγεται κατά την πέδηση του αυτοκινήτου με σύστημα ανάκτησης ενέργειας παρόμοιο με αυτό που χρησιμοποιούν άλλοι κατασκευαστές όπως το Brake Energy Regeneration από το EfficientDynamics της BMW και το i-ELoop της Mazda.