Izvor: Rudy Carezzevoli
U uzbudljivom svijetu automobila, a posebno motosporta, svaka komponenta igra ključnu ulogu u performansama i učinkovitosti vozila. Jedna od tih komponenti, često podcijenjena, ali vitalno važna, jest ispusni ventil, također poznat kao wastegate.
Igra presudnu ulogu u turbo motorima, te u Formuli 1 U prošlosti je izazvalo dosta kontroverzi, posebno kod Ferrarijevih motora, zbog dima koji je izlazio iz ovog dijela ili ulja koje je bačeno... Ovdje ćemo otkriti sve tajne.
Što je wastegate ili ispusni ventil?
La ispusni ventil ili wastegate, To je bitna komponenta u sustavu turbo punjenja motora. Njegova glavna funkcija je kontrolirati i ograničavati tlak prednabijanja, preusmjeravajući dio ispušnih plinova izravno u ispušnu cijev i sprječavajući ih da prođu kroz turbinu. Na taj način se sprječava da tlak prijeđe maksimalnu utvrđenu granicu, čime se turbopunjač i motor štite od mogućih oštećenja. Ukratko, wastegate djeluje kao vratar, osiguravajući da se tlak prednabijanja uvijek održava unutar sigurnih i optimalnih parametara za rad motora.
Osim toga, važno je spomenuti da postoje dvije glavne vrste ispusnih ventila: unutarnji i vanjski. Unutarnji otpadni ventili integrirani su u kućište turbopunjača, dok su vanjski otpadni ventili neovisne jedinice ugrađene između ispušne grane i turbine. Svaki tip ima svoje prednosti i nedostatke, a izbor između jednog ili drugog ovisit će o specifičnim potrebama svakog motora i njegovoj primjeni.
Na kraju, ključno je izvršiti a pravilno održavanje wastegatea kako bi se zajamčio njegov ispravan rad. Kvar ovog ventila može rezultirati previsokim ili nedovoljnim tlakom prednabijanja, što može dovesti do loših performansi motora ili čak do ozbiljnih oštećenja. Stoga je ključno redovito provjeravati wastegate i zamijeniti ga ako je potrebno kako bi se održala optimalna učinkovitost motora.
Kako radi wastegate?
Ispusni ventil ili wastegate je mehanizam sastavljen od tri ključna elementa: dijafragma, opruga i sam ventil. Ovaj je uređaj strateški smješten neposredno prije kotača turbine.
Ova komponenta, unatoč prividnoj jednostavnosti, Ima vitalnu i složenu funkciju koja se temelji na upravljanju pritiskom. Cijev spojena na komoru izravno je povezana s tlakom koji stvara turbo kompresijski kotač. Kada usisni tlak koji prima dijafragma premaši tlak opruge, otvara se wastegate. To omogućuje ispušnim plinovima da izlaze bez prolaska kroz turbinski kotač, što smanjuje broj okretaja u minuti i posljedično smanjuje tlak unutar turbopunjača.
Jednostavnije rečeno, ovaj ispusni ventil preusmjerava plinove kako bi spriječio njihov prolaz kroz turbinu, što pomaže u održavanju odgovarajućeg prekomjernog hranjenja. Ova premosnica regulira brzinu turbine u skladu s brzinom koju razvija kompresor.
Postoje trenuci tijekom vožnje kada vozilo ne treba svu snagu koju stvara turbopunjač. U tim slučajevima vozač podiže nogu s papučice gasa, zaustavljajući protok zraka potrebnog za izgaranje. Zatim se aktivira sigurnosni ventil, otpuštajući prekomjerni tlak zraka i tako štiteći sustav.
Vrste ventila
Mogu se kategorizirati na temelju načina na koji upravljaju viškom zraka. Postoje dvije glavne vrste:
- Otpuhati ispusne ventile: Također poznati kao ventili za atmosfersko pražnjenje, ispuštaju višak plinova izravno u vanjsko okruženje. Ovaj proces stvara karakterističan zvuk puhanja ili zviždanja koji se može čuti kada vozač makne nogu s papučice gasa.
- Premosni sigurnosni ventili: ili recirkulacijski ventili imaju drugačiju funkciju. Umjesto da ispuste višak zraka u atmosferu, oni ga preusmjeravaju natrag u usisni sustav, neposredno prije turbo ulaza. Taj će zrak kasnije biti pod pritiskom i ubrizgan u motor. Ovaj proces se provodi na mjestu gdje mjerač protoka mjeri točnu količinu zraka koja stvarno ulazi u sustav, čime se osigurava optimalna mješavina goriva i zraka.
Važno je napomenuti da će izbor između sigurnosnog ventila za otpuhivanje i sigurnosnog ventila premosnice ovisiti o specifične potrebe svakog motora i njegovu primjenu. Svaka vrsta ima svoje prednosti i nedostatke, a pravi odabir može imati značajan utjecaj na performanse i učinkovitost motora.
Wastegate u F1
S uvođenjem hibridnih V6 motora u Formulu 1, Međunarodna automobilistička federacija (FIA) je 2016. implementirala pravilo koje zahtijeva postavljanje jedna ili dvije ispušne cijevi na izlazu ispusnog ventila, ili wastegatea, za poboljšanje zvuka automobila. Iako im je to bila početna namjena, ubrzo su korišteni u druge svrhe.
Ovaj propis otvorio je vrata timovima za istraživanje moguće prednosti izvedbe. Renault i Ferrari bili su najproaktivniji u tom pogledu, izvodeći nekoliko eksperimenata. Renault je prilagodio orijentaciju ispušnih cijevi kako bi iskoristio protok zraka prema stražnjem krilu, dok je Ferrari testirao sustav s dvije ispušne cijevi koje su se otvarale u različito vrijeme kako bi se poboljšala aerodinamička učinkovitost u sporim zavojima. Štoviše, dim je također izazvao kontroverze, a protivnici su ga vrlo pažljivo promatrali...
Međutim, FIA je intervenirala kako bi pojasnila da njih dvoje bježe Trebali bi raditi zajedno, a ne neovisno, stavljajući točku na te eksperimente za 2019. Unatoč tome, wastegate ostaje ključna komponenta u F1 i vjerojatno će timovi nastaviti tražiti načine da ga iskoriste unutar pravila ili nekako zaobilazeći propise za neke tehničke nedostatke u pokušati doći do prednosti u svakom području, jer sve je bitno u natjecanju u kojem se razlike mjere stotinkama...