TURBOŞARJ NASIL ÇALIŞIR?
Turboşarj temelde 6 ana parçadan oluşur:
1. Egzoz Salyangozu (Turbine Housing): Turbonun egzoz manifolduna bağlı kısmıdır, yüksek sıcaklıklara dayanıklı olup su soğutmalı tipleri de mevcuttur.
2. Gövde (Bearing Housing): Turbonun orta kısmında yer alır ve imal edildiği malzeme egzoz salyangozuna benzer. Milli pervanenin yataklamasını yapar, salyangozları bir arada tutar ve yağ giriş çıkış delikleri vardır. İç kısmı yağlama kolaylığı açısından kanallı bir yapıya sahiptir. Su soğutmalı tipleri de mevcuttur.
3. Emme Salyangozu (Compressor Housing): Turbonun hava emme manifolduna bağlı olduğu kısımdır. Çok yüksek sıcaklıklara maruz kalmadığından egzoz salyangozu kadar güçlü alaşımlar yerine alüminyumdan üretilmiştir.
4. Emme Pervanesi (Compressor Wheel): Yapısı alüminyumdur ve narindir. En ufak bir yabancı cisim pervanenin hasar görmesine ve dengesinin bozulmasına yol açar. Motora basıçlı havayı gönderen pervanedir.
5. Milli Pervane (Shaft and Wheel): Sürekli burulma momentine ve aşırı ısıya maruz kaldığından nikel alaşımlı çok sağlam malzemeden yapılır. Mil pervaneye özel ısıl işlemle kaynatılır ve ikisi birbirinden ayrılmaz. Egzoz gazının hareket enerjisinin dönme enerjisine dönüşümünü sağlayan aktarma organıdır.
6. Tamir Takımı Malzemeleri (Repair Kit): Turbonun içinde bulunan segmanlar, contalar, vidalar vb. malzemeler.
Egsoz gazından alınan güçle emme manifolduna temiz hava basılır.
Sadece dizellerde değil, tüm turbocharger sistemlerde egsoz gazının itici gücü ile dönen turbo pervanesi, bir mil sayesinde başka bir pervaneyi döndürür ki bu pervane de emme manifolduna temiz hava basar.
Bu iki pervane tek gibi çalışır ve doğrudan birbirine bağlıdır.
Intercooler olan araçlarda emme manifoldundan önce basınçlı hava intercoolerdan geçer ve soğutulur…
Alttaki fotoda iki türbinin birbirine nasıl bağlandığını görüyoruz.

Alttaki fotoda ise kırmızı ok egsoz gazının takip ettiği yolu, mavi ok ise temiz havanın takip ettiği yolu gösteriyor…
Silindirden çıkan egsoz gazı kırmızı yolu takip ederek turbo pervanesini döndürüyor. Egsoz türbinini çeviren bu atık egsoz gazı türbinden çıkarak egsoz manifoldundan atılıyor. Egsoz gazının itiş gücüyle dönen egsoz türbini de diğer pervaneyi yani komprasör türbinini döndürüyor. Bu pervane bir tarafından hava filtresinden temiz havayı alıp, basınçla intercollera ordan da emme manifolduna gönderiyor… Bu da mavi yolla gösteriliyor…

Yani söylenti olarak dolaşan “turbo motora egsoz gazını basıyor” gibi ifadeler yanlıştır. Turboşarj sisteminde iki türbin bulunur. Bunlardan biri egsoz gazının itişiyle döner. Bir mil sayesinde birlikte dönen diğer türbin de manifolda hava filtresinden gelen temiz havayı basar.
Motor yeterli devirde olsa bile eğer gaz pedalına yeteri kadar basmıyorsanız turbo yeterli basınca ulaşmaz. Yani 4000 devirde giderken ayağınızı gazdan çekmenizle turbo basıncı düşer. Hatta rolanti seviyesine kadar iner.
Bunu sağlayan parçanın ismi “actuator” dur. (türkçesini bilmiyorum ve bulamadım)
Alttaki resimde görülen, turbo yataklarının üstündeki milli parça gaz pedalının konumuna göre turbonun egsoz pervanesinde oluşan yüksek basıncı komprasör pervanesine verir ve komprasör pervanesi de motora bu havayı basar veya bu yaprak(actuator) diğer konuma gelir ve egsoz pervanesinde oluşan yüksek basınç, komprasör pervanesine gitmeden “wastegate” e verilir. Yani atmosfere salınır. Buradaki mantığın temelinde motora ne kadar yakıt gönderiliyorsa o kadar hava basmak yatar. Gaza ne kadar basarsanız motora o kadar yakıt gönderilir. Gönderilen yakıtın da verimli yanması için motora yeterli miktarda hava basılması gerekir. Fazla basılan hava fakir, az basılan hava da zengin karışıma sebep olur. Komprasör türbiniyle oluşturulan hava basıncının ne kadarının emme manifolduna basılacağını ayarlayan bu parçadır.
Bu yaprağın veya kapakçığın veya actuator ün konumlarını, gaz pedalının açısı ve manifolda giden turbo borusunun üzerinde bulunan sensör belirler.
Yani motor yüksek devirde olsa bile gaz pedalından ayağınızı çekerseniz veya az basarsanız bu “actuator” wastegate e giden yolu açacak ve gazı boşa salacaktır. Çünkü gaza az bastığınızda aynı zamanda motora da az yakıt gönderiyorsunuz demektir. Az yakıtın yanında yüksek basınçla hava girerse yine fakir karışım oluşacaktır.
Burdan da anlaşılmaktadır ki turbo basıncını, motora basılan havanın miktarını belirleyen temel faktör motor devri değil, gaz pedalının açısıdır.
Actuator ün wastegate e giden yolu açmasının bir diğer sebebi ise komprasör pervanesinden manifolda giden turbo hortumunun üzerinde bulunan basınç sensörünün motor için tehlikeli seviyede basınç algılamasıdır. Motor bu durumda halk tabiriyle “kendini emniyete alır” ve actuator wastegate e giden yolu açarak tehlikeli seviyedeki basıncı tahliye eder.
Wastegate ve actuator’un çalışma mantığına daha yakından bakalım;
Wastegate bir tahliyedir. Egsoz gazının egsoz türbinine girmeden doğrudan manifolddan atılmasını sağlayan çıkıştır. Zaten gate(kapı) demektir. Actuator ise wastegate’in önündeki bir çeşit kapakçık, valftir. Actuator basınç ihtiyacına veya basıncın durumuna göre egsoz gazını wastegate’e veya egsoz türbinine yönlendirir.
Exhaust gaz inlet diye işaretlenen yer egsoz gazının motordan çıkıp, turbo içindeki egsoz türbinine girdiği yerdir. Basınç oluşturulmak isteniyorsa egsoz gazının tamamı egsoz türbininden geçirilir. Böylelikle egsoz türbini hızlanır, ve yüksek basınç üretir. Basınç atılmak isteniyorsa, örneğin gaz kesilmişse egsoz gazı egsoz türbininden geçirilmez, egsoz türbini bypass edilerek doğrudan egsoz çıkışına, egsoz manifolduna verilir.
Resimde “wastegate controller” diye işaretlenen yer actuatordür. İçinde diyafram gibi bir sistem vardır. Basıncın wastegate’den salınacağı durumlarda, parlak yuvarlak metal “wastegate controller” diye işaretlenen yerin içinden çıkan mil, mavi ok yönünde ileri doğru itilir. Ve bağlı olduğu kolu kırmızı ok yönünde çevirir. Bu kol da wastegate’i açar. Yeşil okun altında görülen kapakçık wastegate’dir. Wastegate’den salınacak hava yeşil ok yönünde egsoz manifolduna yönlendirilir. Ve egsoz türbini böylelikle bypass edilmiş olur. Bu sistemde wastegate doğrudan egsoz manifolduna bağlıdır. Bazı sistemlerde de egsoz gazını doğrudan açığa salar. Dizellerde sistem genelde şekildeki gibidir.
Turbo basıncının tam istendiği durumlarda, örneğin tam gaz durumlarında işlem tam tersine döner. Mavi ok ters yönde mili çeker. Kırmızı ok ters yönde kolu çevirir. Kol da wastegate’i kapatır. Ve egsoz gazının tamamı egsoz türbininden geçer. eki turboşarjın yakıta ve performansa etkisi nasıl olur?
Gaz pedalının açısına göre turbo türbinleri üstündeki actuatör yaprakları açılıp kapanarak basıncı değiştirir.
Turbonun oluşturduğu yüksek sıkıştırma oranında yüksek miktarda oksijen bulunur. bu yüksek miktarda oksijenin verimli yanabilmesi için daha fazla yakıt gerekir ki zaten bu sebeple turbo basıncı gaz pedalının konumuna göre artar.
yani gaza ne kadar basarsanız o kadar turbo basıncı elde edersiniz.
peki yakıt tüketimine etkisi ne olur?
atmosferik, yani turboşarj olmayan bir motorda gaza çok basarsanız zengin karışım hazırlarsınız. yani yanma odasında bol miktarda yakıt bulunur. ama bu bol miktarda yakıtı düzenli bir şekilde yakacak sıkıştırılmış hava ve oksijen olmadığından yakıtınız boşa gider. bunu turbo olmayan motorlarda yokuşlarda gaza ne kadar bassanızda aracın boğulmasından anlayabillirsiniz
peki turboşarj beslemeli bir motorda ne olur?
gaz pedalına yüklenmenizle turboşarjın pervaneleri motora hava basar. Ve normalden daha fazla hava yani oksijen yanma odasına girer. Gaza yeteri kadar bastığınız için de yanma odasında bu bol oksijenle birlikte yanacak yakıt mevcuttur. Yakıt bu yoğun hava ile verimli bir şekilde yanar ve performans artar.
Yani turboşarj sistemi yakıtı daha verimli kullanır. Lakin turboşarj beslemeli motora sahip araç sahipleri bu etkileyici güce kendilerini kaptırıp gaz pedalına daha fazla basarlarsa yakıt tabi ki oluşan performansla birlikte artacaktır.
Bir örnek vermek gerekirse, tanıdık vw passat 1.8 20 valve motorunun iki versiyonu bulunur. Atmosferik yani turbosuz 125 bg ve 1.8 turbo 150 bg. aynı yol şartlarında 1.8 turbo motorun az da olsa daha düşük tüketime sahip olduğu fabrika verileri ile bile sabittir.
Aynı yol şartlarında, aynı sabit hızlarda, aynı tarz kullanımla turboşarjlı aracın daha az yakıt tüketmesi muhtemeldir.
Bir diğer konu ise Turbo’nun devreye girip çıkması konusudur.
Turboşarj sistemi aslında sürekli devrededir. Türbinler motora hava alındığı müddetce döner. Ancak yeterli devire ulaşılmamışsa veya gaza yeteri kadar basılmıyorsa turbo, maksimum torku oluşturacak yeterli basınçlara ulaşamaz.
Yani turbo devreye girip çıkmaz. Yalnızca türbin devri değişir. Gaza basmazsanız veya motor devri düşükse yavaşlar o kadar. Turbonun verimsiz çalıştığı aralık vardır. Devrede olmadığı aralık yoktur.
Tabi bu bakış açısı meselesidir. Türbinin yeterli basıncı ürettiği devire siz turbonun devreye girdiği devir de diyebilirsiniz. Ancak teknik olarak doğru olmaz.