Turboahdin

2021-10-08T14:05:15Z

85.76.78.201: /* Ensimmäisiä turbomoottorisia henkilöautoja */

[[Kuva:800px-Turbo-p1020673.jpg|300px|right|thumb|Muuttuvageometrinen Garrett-turboahdin]]
'''Turbo''' (lat. "pyörremyrsky") eli turboahdin (engl. Turbocharger) on laite, jolla voidaan lisätä [[polttomoottori]]n tehoa. Turboahdin koostuu kaasuturbiinista ja turbokompressorista. Kompressori puristaa moottorin imuilman ulkoilmaa suurempaan paineeseen. Tällöin sylinteriin saadaan suurempi määrä ilmaa ja siinä voidaan polttaa enemmän polttoainetta. Näin saadaan moottorista enemmän tehoa ja parempi hyötysuhde.

Turboahtimessa on kaksi siipipyörää, jotka molemmat ovat omissa koteloissaan akseloituna samalle akselille. Turbo saa käyttövoimansa moottorin pakokaasuista. Moottorin pakotahdin aikana pakokaasut virtaavat ahtimen turbiiniosaan. Pakokaasu johdetaan ahtimelle toisen kotelon läpi ja siipipyörä pyörii. Ensimmäinen siipipyörä eli ''turbiinipyörä'' pyörii hyvin suurella nopeudella (useita kymmeniä tuhansia r/min) ja toinen siipipyörä eli ''ahdinpyörä'', joka on samalla akselilla, pyörii ja puristaa ilman ylipaineeseen ja se siirtyy moottorin imukanaviin ja -sarjoihin.

Turboahtimen pyörintänopeus saattaa täydellä kaasulla olla lähemmäs 200 000 kierrosta minuutissa ja lämpötila yli 800 °C. Turbon hyviä puolia on sen erinomainen hyötysuhde, sillä se käyttää pääasiassa pakokaasujen hukkatehoa toimiakseen.

'''Turboviive''' johtuu siitä, että ahtopaine ei ehdi nousta heti kun painetaan kaasua, koska ahtimelta kestää hetken aikaa että se saa kerättyä riittävästi kierroksia toimiakseen tehokkaasti. Alhaisilla moottorin kierrosluvuilla yksi suuri ahdin ei pysty saavuttamaan riittävän suurta pyörintänopeutta kehittääkseen ylipaineen imusarjaan. Tämän kriittisen tason alapuolella normaali turbomoottori toimii enemmän vapaasti hengittävänä moottorina, turbiinin siipien jopa hidastaessa ilman virtaamista. Tästä johtuen, käytettäessä yhtä turboahdinta arkikäyttöön suunnitellun ajoneuvon moottorissa, se on kokonsa suhteen aina kompromissi.

Turboahtimia on monenlaisia. Osassa ahtimista on [[hukkaportti]], jonka avulla turbon tuottamaa painetta voidaan rajoittaa. Hukkaportti alkaa päästää pakokaasuja turbiinipyörän ohi kun haluttu paine on saavutettu. Näin ollen paine imupuolella ei pääse nousemaan liian korkeaksi. Useissa ahtimissa hukkaportti on kiinteästi kiinni, mutta on olemassa myös erillisiä hukkaportteja.

== Historiaa ==
Turboahtimen keksi sveitsiläinen insinööri Alfred Buchi, joka työskenteli höyryturbiinien parissa.
Hänen patenttinsa polttomoottorin turboahtimelle hyväksyttiin vuonna [[1905]]. Turbolla varustettuja dieselkäyttöisiä laivoja ja junia alkoi ilmestyä 1920-luvun aikana.

Yksi ensimmäisistä turboahdinsovelluksista muuhun kuin dieselkäyttöiseen moottoriin oli General Electricin insinöörin Sanford Mossin
[[V12]] Liberty -lentokoneen moottori.

[[mekaaninen ahdin|Mekaanisesti ahdettuja]] kuorma-autoja tuotettiin 2-tahtisina USA:ssa jo 1940-luvulla GMC-merkillä, koska 2-tahtidiesel vaatii ahtimen toimiakseen. Turboahdettuja dieseleitä alettiin valmistaa Euroopassa ja Amerikassa (huomattavin valmistaja [[Cummins]]) vuoden [[1949]] jälkeen. Ensimmäinen turbomoottorinen kuorma-auto sarjatuotannossa oli 1950-luvun alussa [[Volvo Viking]], jossa oli [[Eberspächer]]in valmistama ahdin. Ensimmäisiä amerikkalaisia turbodiesel kuorma-autoja oli [[International]] 65 [[1956]] Cumminsin moottorilla.
Turboahdin tuli automaailman tietoisuuteen vuonna [[1952]], kun Fred Agabashian saavutti paalupaikan Indianapolis 500 -ajoissa, hän johti kisaa
160 kilometrin verran ennenkuin renkaista irroneet palat rikkoivat ahtimen.

Ensimmäiset turboahdetut henkilöauton moottorit valmisti [[General Motors]]: [[Oldsmobile F-85 Jetfire]] ja [[Chevrolet Corvair]] Monza Spyder oli molemmat varustettu turboahtimella vuonna [[1962]]. Oldsmobile tunnustetaan yleensä ensimmäiseksi koska se ilmestyi muutamaa kuukautta ennen Corvairia. Turbo Jetfire moottori oli 3,5 l (215 in³) [[V8]]. Corvairin moottori oli joko 2,3 l (145 in³) (1962-63) tai 2,7 l (164 in³) (1964-66) [[6-bokseri|B6]]. Molempien moottoreiden valmistus loppui muutaman vuoden jälkeen ja seuraava GM:n turbomoottori esiteltiin vasta kaksi vuosikymmentä myöhemmin. [[Ferrari GTO|Ferrari 288 GTO]] oli [[1984]] 2,9-litraisella turbo-V8:llaan maailman ensimmäinen (liikennekelpoinen) urheiluauto, jonka huippunopeus oli yli 300 km/h. [[2018]] saksalainen TurboZentrum GmbH esitteli SEMA-näyttelyssä hiilikuituisen turbon <ref>Rachel Tatum: [https://www.sema.org/sema-enews/2018/45/hundreds-honored-with-global-media-awards Hundreds Honored With Global Media Awards] – SEMA - Specialty Equipment Market Association, ''sema.org'', 8. marraskuuta 2018. Viitattu: 17. marraskuuta 2018</ref>.

== Muuttuvageometrinen turboahdin ==
Muuttuvageometrinen tai muuttuvasiipinen turboahdin on kuin tavallinen turboahdin, jonka pakopesässä on muuttuvat säätösiivet. Näin saadaan ahtimen toiminta-alue laajemmaksi, ja ahtopaine alkaa nousta jo alemmilta kierroksilta. Muuttuvageometrisia ahtimia (englanniksi ''VNT, Variable Nozzle Turbine'', saksaksi ''VTG, Variable-Turbinengeometrie'') käytetään lähinnä [[diesel]]moottoreissa, koska liikkuvat siivet eivät kestä bensiinimoottorin korkeita pakokaasun lämpötiloja. Ensimmäinen sarjatuotantoon tullut bensiinikäyttöinen auto, jossa oli VNT-ahtimet, oli vuonna 2005 esitelty 997-sukupolven Porsche 911 turbo.

Muuttuvageometrisessä turbossa siivet ovat kiinni, kun moottori käy pienellä nopeudella. Siipien ollessa kiinni pakokaasujen virtausnopeus kasvaa, mikä saa turbiinipyörän pyörimään nopeammin. Pakokaasumäärän ja kierroksien kasvaessa siipiä avataan, jotta pakokaasut pääsevät virtaamaan kunnolla ja jotta paineet eivät nouse liian korkeiksi. Ahtopaineen säätö toteutetaan muuttuvia siipiä säätelemällä esimerkiksi [[painekello|painekellon]] avulla.

== Kaksoisahdin ==
Kaksoisahdin (tunnetaan myös nimellä sekventiaaliahdin) on turboahdintyyppi, jossa on rinnakkain kaksi moottorin eri kierrosalueilla toimivaa ahdinta. Pienempää ahdinta käytetään matalilla moottorin kierrosluvuilla, koska pienen massahitautensa ansiosta se kiihtyy nopeammin myös matalalla pakokaasuvirtauksella. Kierrosluvun kasvaessa, raitisilmavirtaus vaihdetaan suurelle turboahtimelle, joka antaa riittävän ilmamassan ja paineen moottorin tehoalueen yläpäässä. Eri turboahtimet voidaan sovittaa paremmin niiden toiminta-alueeseen, ja pieni ahdin vähentää turboviivettä.

Ensimmäinen (pien)sarjavalmisteinen ajoneuvo, jossa oli kaksoisahdin, oli [[Porsche 959]].

== Ensimmäisiä turbomoottorisia henkilöautoja ==
* [[1962]] [[Oldsmobile F-85 Jetfire]]
* [[1962]] [[Chevrolet Corvair#Turboahdettu_Corvair_Monza_Spyder|Chevrolet Corvair Monza Spyder]]
* [[1973]] [[BMW 2002#2002_Turbo|BMW 2002 Turbo]]
* [[1974]] [[Porsche 911 Turbo]]
* [[1978]] [[Buick Regal]]
* [[1978]] [[Saab 99#Saab_99_Turbo|Saab 99]]
* [[1978]] [[Mercedes-Benz S (126-sarja)#Dieselmoottorit|Mercedes-Benz 300SD]] Ensimmäinen turbodiesel (USA ja Kanada)
* [[1979]] [[Peugeot 604#Turbodieselmalli|Peugeot 604 turbodiesel]] - Ensimmäinen turbodiesel Euroopassa.
* [[1979]] [[Alfa Romeo Alfetta|Alfa Romeo Alfetta GTV 2000 Turbodelta]]
* [[1979]] [[Mitsubishi Lancer Ex2000 Turbo]]
* [[1980]] [[Pontiac Firebird]]
* [[1980]] [[Renault 5 Alpine Turbo|Renault 5 Turbo]]
* [[1981]] [[Volvo 24x|Volvo 240-sarja]] Turbo
* [[1982]] [[Mitsubishi Pajero]] turbodiesel

=== Ensimmäinen muuttuvageometrisellä ahtimella varustettu auto ===
* [[1988]] [[Honda Legend]] Wing Turbo
**(diesel) - [[1991]] [[Fiat Croma]]

=== Ensimmäinen 2 turboahtimella varustettu auto ===
* [[1981]] [[Maserati Biturbo]]
**(diesel) - [[2000]] [[Audi A8 D2|Audi A8 3.3 TDI]]

=== Ensimmäinen 3 turboahtimella varustettu auto ===
* [[2012]] BMW M550d xDrive
=== Ensimmäinen 4 turboahtimella varustettu auto ===
* [[1991]] Bugatti EB110
**(diesel) [[2017]] BMW 750d/750Ld

== Turbomoottorit kilpa-autoilussa ==
* [[1952]] Fred Agabashian sijoittuu 27:ksi Kurtis Kraft-Cummins Dieselillään [[Indy 500]] -kilpailussa lähtien kisaan paalulta
* [[1966]] kolme [[Offenhauser]]-turbo[[bensiini]]moottoreilla varustettua autoa osallistuu Indy 500 kilpailuun, näistä parhaiten sijoittuu Bobby Unser [[Huffaker]]illaan 8:ksi.
* [[1968]] Bobby Unser voittaa ensimmäistä kertaa turboahdetulla Eagle-Offenhauser-autollaan Indy 500:n
* [[1973]] [[Porsche]] esittelee [[CanAm]]-sarjaan [[Porsche 917|917/30]]-mallinsa, jonka 5,4-litraisesta [[12-bokseri|bokseri-12]]-moottorista saadaan aika-ajosäädöissä jopa 1500 hv:n teho, tämän väitetään olevankin kaikkien aikojen tehokkain kilpa-auto ([[kiihdytysauto]]t poislukien).
* [[1977]] [[Renault]] tuo F1:iin ensimmäisen turboahdetun auton, Renault RS01
* [[1979]] Jean-Pierre Jabouille voittaa Ranskan GP:n tuoden turboahdetulle [[F1]]-autolle ensimmäisen voiton. [[Saab]] tuo turbon [[ralli]]autoilun 4-ryhmään [[Saab 99|99 EMS]]:llään voittaen kauden 2. osakilpailun Ruotsissa. [[Lancia Beta]] Monte Carlo Turbo tulee urheiluautojen maailmanmestaruussarjaan halliten alle 2-litraisten luokkaa vuoteen [[1982]] asti.
* [[1983]] Nelson Piquet voittaa [[Brabham]] BT52-autollaan F1:n maailman mestaruuden, tämän jälkeen turboautot hallitsevat F1:iä vuoteen [[1989]] asti. Rallin MM-sarjassa Hannu Mikkola voittaa [[Audi Quattro]]lla maailmanmestaruuden, jonka jälkeen kaikki mestaruudet onkin voitettu nelivetoisella turboautolla luokituksesta riippumatta.
* [[1984]] Ari Vatanen voittaa [[Peugeot 205]] T16:lla auton debyyttikilpailun Jyväskylän suurajoissa, tämä on ensimmäinen "todellisen" B-ryhmän turboahdetun, nelivetoisen superauton voitto rallin MM-sarjassa. [B-ryhmä alkoi [[1982]], "pitkä-Quattro" [[Audi Quattro|(A1)]] oli luokiteltu 4-ryhmään 1981.] Turbot olivatkin tärkeä komponentti rallin superautojen hurjan maineen syntymisessä.
* [[1987]] B-ryhmän kaluston kieltämisestä huolimatta ralliautoilun MM-sarjassa on jatkettu turbokalustolla kilpailemista nykyaikaan asti. Lancian kahdella turbolla varustettu [[Lancia Delta S4#ECV1|ECV]]-prototyyppi lupasi ilmoitusten mukaan ralliautoiluun jo 600 hv:n tehoja, epävirallisesti Audi Quattron viimeisimmässä kehitys versiossa [[Audi Sport Quattro|(Evo 2)]] puhuttiin jo yli 700 hv:n tehoista. [[A-ryhmän]] myötä autojen tehot rajattiin n. 300 hv:aan imusarjan kuristimilla.
* [[1989]] turbot kielletään F1:ssä tehojen käytyä jo ajoittain yli 1000 hv:ssa, pitkän tauon jälkeen [[2014]] alkaen F1:ssä kilpaillaan ainoastaan turboahdetuilla autoilla.

----

[[Kuorma-auto]]kilpailuissa ja tractor pullingissa turboilla otetaan jo vakiomallisiin perustuvista [[diesel]]moottoreista 1000 – 2000 hv.

== Katso myös ==
* [[Comprex-ahdin|Paineaaltoahdin]] (Comprex)
* [[Mekaaninen ahdin]]
* [[Turbocompound-moottori]]
* [[Turboahtimen kunnon tarkastaminen]]

== Entisiä turbovalmistajia ==
* C.A.V. (Charles Anthony Vandervell) Iso-Britannia
* (Gerätebau) Eberspächer Saksa

== Linkkejä ==
* [https://www.bmts-technology.com/en/products/exhaust-turbochargers-for-cars/ BMTS Technology (ent. Bosch Mahle Turbo Systems)] (englanniksi & saksaksi)
* [http://www.turbos.bwauto.com/en/products/turbofacts.aspx BorgWarner Turbo-Facts] (englanniksi)
* [https://www.cobbtuning.com/products/turbo#turbos COBB Tuning] (englanniksi)
* [https://www.cummins.com/components/holset-turbo-technologies/holset-turbochargers Cummins turbo technologies (ent. Holset)] (englanniksi)
* [http://www.czas.cz/?PageId=201&lng=en CZ turbo] (tsekiksi, venäjäksi, englanniksi & saksaksi)
* [https://www.garrettmotion.com/turbocharger-technology/ Garrett motion turbocharger technology] (englanniksi)
* [https://www.ggturbo.fi
* [http://www.greddy.com/products/turbochargers/ GReddy] (englanniksi)
* [https://www.hks-power.co.jp/en/product/turbo/index.html HKS-turbo] (englanniksi & japaniksi)
* [http://www.ihi-turbo.com/ IHI Turbo America] (englanniksi)
* [http://masterpower.eu/shop/4-mpr-custom-racing-turbo/ Master Power Turbo] (englanniksi)
* [https://www.melett.com/turbo/ Melett Turbochargers]
* [http://www.mtee.eu/ Mitsubishi turbo] (englanniksi)
* [https://nissens.com/en-gb/automotive/turbos.aspx Nissens Turbo]
* [http://www.pankl-apc.com/ Pankl-APC] (englanniksi & saksaksi)
* [http://www.sard.co.jp/after_eng/products/sub_turbo.html SARD]
* [https://www.toyota-industries.com/products/automobile/engine/turbocharger/ Toyota Industiries turbochargers]
* [http://new.abb.com/turbocharging ABB turbo (suurdieseleiden ahtimet)] (monilla kielillä)
* [https://www.napier-turbochargers.com/ Napier turbochargers (teollisuusmoottoreiden ahtimet)] (englanniksi)

* [https://i.ebayimg.com/images/g/fX0AAOxyOa9R3OSp/s-l300.jpg kuva C.A.V.-ahtimesta]
* [https://scontent.fqlf1-1.fna.fbcdn.net/v/t1.0-9/10600354_1056774167702200_7816862856201672401_n.jpg?_nc_cat=103&_nc_eui2=AeHpP7r2VBMuNA7vIBCKlpsuI94qMnqAc3iqBtQQsCnSjtQuNlHPZJ7f7EMhoX3Vk2MWWX4e6Xsvsx3OsuJU3aK4owTK4ef0cVJFoFw_hFAaeQ&_nc_oc=AQmgaC2mpHc-JZdChF67AjmfwmukRlq-UKH67eoWr49i3b4fhWZdqayT3TI6RgzRztE&_nc_ht=scontent.fqlf1-1.fna&oh=d8ef82e1b58e737a09ccdd251df78844&oe=5DFA4792 kuva Eberspächer-ahtimesta]

== Lähteet ==
{{EngWikipedia|Turbocharger}}
{{EngWikipedia|List_of_automotive_superlatives#Engine_technologies}}
* [http://www.google.fi/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=12&ved=0CFgQFjAL&url=http%3A%2F%2Fpnt.volvo.com%2Fe%2Fgetpdf.aspx%3Fid%3D375&ei=pxf3U4vtIcb24QTyyIGYAQ&usg=AFQjCNHC4yZRSbjYS3x6t3Rmp-i5V_uwhw&sig2=yqe6JNxgOG1YF4PrWxL5kw&bvm=bv.73612305,d.bGE&cad=rja Volvo Trucks anniversary: 50 years with turbocharged engines] (englanniksi)
* [http://tractors.wikia.com/wiki/International_Trucks International-kuorma-autojen historiaa Tractor & Construction Plant Wikissä] (englanniksi)
* [http://www.zeperfs.com/en/fiche469-audi-a8-3-3-tdi.htm Audi A8 3.3 Tdi 225 PS (2000-›2002) Technical Specifications and performance figures] – ZePerfs.com, zeperfs.com (englanniksi)
<references/>

[[Luokka:Ahtimet]]

AutoWiki - Käyttäjän muokkaukset [fi]

Turboahdin