Know How Turbo Part I

Σήμερα περισσότερο από ποτέ

«Η πραγματική δύναμη δεν συμπιέζεται», λέγανε κάποιοι Βαυαροί κάποτε και σήμερα φοράνε εργοστασιακά διπλά τούρμπο ακόμα και στα εξακύλινδρα M3 τους. Αμ οι άλλοι, οι Ιάπωνες, με το «Big H» στο καπό, αυτοί έλεγαν ότι θα μείνουν να στροφάρουν τις 8άρες τους σαν παραδοσιακοί νίντζα, που δεν θα αλλαξοπιστήσουν ποτέ και τώρα θα τρέχουνε στην Mugen για intercooler kit και σκληρότερες σκάστρες. Vtec Turbo σου λέει… Και οι άλλοι, οι Γερμανοί, από την downtown Στουτγάρδη αυτήν τη φορά, που μέχρι πρόσφατα μας λέγανε, ή πολλά κυβικά ή «Kompressor»..? Προσκυνούν και αυτοί πλέον στο βωμό του διπλού σαλίγκαρου… Ακόμα και οι φίλοι τους, από τα Βόρεια Προάστια της πόλης, κάπου εκεί στο Τσούφενχαουζεν, ενώ κάποτε βγάζανε με περηφάνια την «Turbo», επειδή ήταν …turbo, σήμερα βγάζουν την «Turbo» με κεφαλαίο «Τ», γιατί πολύ απλά και οι «μη-Turbo», οι «σκέτο Carrera», είναι πλέον turbo! Έρχονται ακόμα και τα αμερικανάκια της Ford, με τα muscle car του λαού, τα Mustang, και σου λένε «ΟΚ man, δεν τρέχει τίποτα χωρίς V8 ή έστω V6» και σου πετάνε τετρακύλινδρο στη μάπα με σαλίγκαρο τεχνητό γρύλισμα από τα ηχεία, ποταπέ Ευρωπαίε, που ήθελες και crossplane γουργουρητό. Ο κατάλογος δεν έχει τελειωμό… Αλλά ΟΚ, αυτά τα παραπάνω, που πέσανε, είναι «καστράκια», το ανέκαθεν όμως, κάστρο της ατμόσφαιρας, το άνδρο που εκτόξευε κάποτε ατμοσφαιρικές ιαχές και στριγκλιές εκεί ψηλά λίγο πριν τις 20k rpm, η Formula 1, δεν κράτησε ούτε αυτή..? Φευ…Τα είδαμε τα χαΐρια τους και αυτονών. Αυτοί το πήγανε ακόμα παραπέρα το «ξεφτιλίκι», υβριδικά-ηλεκτρικά τούρμπο κάθε Κυριακή και αν σ’αρέσει σου λέει... Και αν αυτοί οι παραπάνω, οι σπορ, οι γρήγοροι της υπόθεσης πέρασαν στην υπερτροφοδοτούμενη πλευρά του ποταμού με καυσαέρια θρησκεία, δεν πάνε πίσω ούτε οι απλοί, οι καθημερινοί, οι «φλώροι»: χιλιάρα (και πιο κάτω) τρίλινδρα, τα πιο φτηνά της γκάμας έρχονται πλέον με σαλίγκαρο. Οικογενειακά σεντάν, που κάποτε σέρνονταν στα 1.600cc, τώρα βγαίνουν 1.400 turbo και κατεβάζουν για πλάκα τα 200km/h. Κτηνώδη SUV, που χρειάζονταν «ροπή και πέντε λίτρα μηχανή για το βουνό και για να σέρνω τη βάρκα», τώρα βολεύονται με δίλιτρα τουρμπάκια. Όλοι σήμερα μιλάνε χωρίς τύψεις και ενοχές για το «downsizing» σαν κάτι θέσφατο, σαν την ιερή αγελάδα της οικολογίας, που θα σώσει την αυτοκινητοβιομηχανία από τον όλεθρο και θα την επαναφέρει στο δρόμο της αρετής, της χαμηλής κατανάλωσης και των ρύπων να τους πιείς στο ποτήρι. Κυράτσες με MPV βανάκια πηγαίνουν πλέον στη μοδίστρα με τουρμπάκια, χωρίς καν να ξέρουν ότι έχουν τούρμπο αυτοκίνητο. Η μόνη φρασεολογία, που ξέρανε να συντάσσουν με τη λέξη «τούρμπο» τις προηγούμενες δεκαετίες, ήταν είτε «ο Στελιος κάποτε ήταν τούρμπο στο κρεβάτι», είτε «θέλω το τούρμπο το απορρυπαντικό, το απλό δεν κάνει δουλειά». Όλοι είχαν συνδυάσει τη λέξη «τούρμπο» με το δυνατό, με το γρήγορο, με το καλύτερο, ελάχιστοι, όμως, είχαν κυριολεκτικά τούρμπο κάτω από το καπό και ακόμα λιγότεροι ήξεραν πραγματικά τι σημαίνει τεχνικά, ενώ πολλοί νομίζαν ότι έχουμε να κάνουμε με μικρές «τουρμπίνες» αεροπλάνων. Όταν ήμουν 6-7 χρονών πιτσιρικάς και ανέφερα τη λέξη, θυμάμαι ότι οι -πιο σχετικοί με τα τεχνικά- συγγενείς μου λέγανε ότι «το τούρμπο πιάνει τα καυσαέρια και τα ξαναπετάει μέσα να τα ξανακάψει», άθελα τους με έβαλαν, δηλαδή, να πρωτοακούσω για EGR… Τώρα και η κουτσή Μαρία από το εργοστάσιο έχει αυτοκίνητο τουρμπάτο, σχεδόν εκ κανόνος ελέω downsizing πιο πολλές πιθανότητες έχει το default αυτοκίνητο πόλης ή το πιο …σπορτίφ να είναι υπερτροφοδοτούμενο παρά ατμοσφαιρικό. Το turbo είναι στα καλύτερα του, στα ντουζένια του, στο θρόνο και όσο πάει έχει και όλο περισσότερες κ@ύλες. Για να ευλογήσουμε, όμως, λίγο και τα δικά μας τα χωράφια, το tuning. Εμείς, ο κόσμος της βελτίωσης είχαμε αγκαλιάσει και αγαπήσει το τούρμπο δεκαετίες τώρα, πολύ πριν από την πλειοψηφία της ΟΕΜ αυτοκινητοβιομηχανίας, είμασταν χρόνια μπροστά, βλέπαμε αυτό που ως συνήθως, οι άλλοι σνομπάραν. Όχι μόνο κοτσάραμε σαλίγκαρους σε ό,τι κινούνταν, αλλά και μετατρέπαμε και τον υπόλοιπο κινητήρα, ώστε να σηκώσει υπερτροφοδότηση εκεί που δεν είχε σχεδιαστεί για να την αντέχει. Εμείς τουρμπίσαμε μοτέρ νωρίτερα και από τον ίδιον τον κατασκευαστή, χρησιμοποιώντας την -σύμφωνα με το μάρκετινγκ «νέα» γενιά τουρμπάτων κινητήρων, η οποία στην πράξη ήταν το παλιό καλό ατμοσφαιρικό μπλοκ ,με ακριβώς ίδια bore pitch, ακόμα και ίδια σφραγίδα από το καλούπι στο χυτό. Εμείς οι βελτιωτές, οι αλήτες κοντράκιδες και τα περιοδικά του χώρου είχαμε κάνει το τούρμπο «Θεό» πολύ νωρίτερα και συνεχίζουμε ακόμα, πολύ απλά διότι ενέργεια χαμένη είναι χαμένες επιδόσεις και όχι απλά σπαταλημένοι ρύποι, όπως θέλουν κυρίως να το πουλήσουν σήμερα με το downsizing. Αλλά ας αφήσουμε τις έχθρες και ας μιλήσουμε για σαλίγκαρους από όπου κι αν προέρχονται αυτοί, με οποιοδήποτε σκοπό κι αν τοποθετήθηκαν και άσχετα με το πόσα ξέρει για αυτούς ο εκάστοτε ιδιοκτήτης - οδηγός τους: είτε μιλάμε για custom GT45 ενός dragster, είτε μιλάμε για το …σεσουάρ ενός Smart, η βασική ιδέα είναι ίδια, το ίδιο και οι κατασκευαστικές, αεροδυναμικές και σχεδιαστικές αρχές. Βρίσκονται εκεί για εντελώς διαφορετικούς σκοπούς, αλλά δουλεύουν με τον ίδιο τρόπο και στο κάτω κάτω μοιάζουν και ακριβώς το ίδιο, αν αναιρέσουμε το …zoom in και zoom out. Και τα δύο στο τέλος της ημέρας, βρε αδερφέ, είναι τούρμπο και ως τέτοια πρέπει να μας απασχολήσουν. Και θα μας απασχολήσουν πολύ και για καιρό: όταν το POWER Automotive Magazine μιλάει για τούρμπο όλοι οι άλλοι σωπαίνουν και ακολουθούν. Όταν το Know How καταπιαστεί με τις τουρμπίνες, τα τυπογραφεία προσλαμβάνουν κόσμο και οι περιπτεράδες εξωτερικούς βοηθούς. Ως είθισται, θα ξεκινήσουμε από το βου και α κάνει βα (σιωπή έμπειροι, ψαγμένοι και ξερόλες) και θα φτάσουμε μέχρι γνωστικά επίπεδα, που, όποιος κατάλαβε, κατάλαβε (σιωπή άσχετοι, αρχάριοι και ανεπίδεκτοι μαθήσεως). Καθίστε αναπαυτικά στο μπάκετ μαζί μας και δέστε καλά τις Takata, μιας και τα bar θα είναι πολλά και απότομα, αυτό που έρχεται από σήμερα και μέχρι τους (πολλούς) επόμενους μήνες είναι από τα καλά, old school καλά.

Τι σημαίνει σκέτη «ατμόσφαιρα»

Πριν περάσουμε στην έννοια της υπερτροφοδότησης, πολλώ μάλλον στα τούρμπο, πρέπει να δούμε τι …δεν είναι υπερτροφοδότηση, δηλαδή τι είναι η «ατμοσφαιρική αναπνοή κινητήρα εσωτερικής καύσης» («φυσικής αναπνοής» ή «άμεσης αναρρόφησης» στην πιο επίσημη ελληνική βιβλιογραφία) ή «απλά» ατμόσφαιρα για εσένα και μένα. Ένας ατμοσφαιρικός κινητήρας, λοιπόν, πολύ απλά έχει ως μόνο («βασικό» πιο σωστά, όπως θα δούμε) εργαλείο τα 600-700 χιλιόμετρα σε πάχος ατμόσφαιρας, τα οποία εκτείνονται ως στήλη πίεσης πάνω από αυτόν, όταν ανοίγουμε τη μία ή περισσότερες πεταλούδες. Αυτή είναι, λοιπόν, η κύρια πηγή πίεσης του αέρα, επομένως και του οξυγόνου του στους κυλίνδρους. Πως αλληλεπιδρά η ατμοσφαιρική στήλη με τον κινητήρα? Καθώς το έμβολο από το ΑΝΣ κατεβαίνει μέσα στον κύλινδρο στη φάση της εισαγωγής-αναρρόφησης, προσπαθεί να δημιουργήσει το απόλυτο κενό, δηλαδή μηδέν απόλυτη πίεση [θυμηθείτε ότι δεν ορίζεται «αρνητική (απόλυτη) πίεση», παρά συμβατικά και μόνο «αρνητική υπερπίεση (μανομετρική)», η οποία τελευταία και πάλι θετική (απόλυτη) πίεση είναι, περισσότερα όμως θα διαβάσετε στις επόμενες συνέχειες. Η διαφορά πίεσης αυτού του τείνοντος προς το μηδέν κενού με την απόλυτη πίεση της μίας ατμόσφαιρας, που ζει και αναπνέει ο κινητήρας και τα πνευμόνια μας, είναι που ωθεί τον αέρα στους κυλίνδρους. Και πόσος είναι αυτός ο αέρας, που μπαίνει μέσα? Δυστυχώς, όταν το έμβολο φτάσει στο ΚΝΣ και η βαλβίδα εισαγωγής κλείσει, αυτός ο αέρας δεν αντιστοιχεί σε ολόκληρο τον όγκο του κυλίνδρου, με άλλα λόγια δεν έχει απόλυτη πίεση μίας ατμόσφαιρας. Γιατί? Γιατί συναντά εμπόδια στην πορεία του και επόμενως σημεία πτώσης πίεσης: πεταλούδα, εισαγωγή, αυλοί κεφαλής και βαλβίδες, καθώς και τυχόν καυσαέρια από τον προηγούμενο κύκλο είναι υπεύθυνα, που δεν παίρνουμε τον ιδανικά μέγιστο όγκο μείγματος αέρα, που είναι ο όγκος του κυλίνδρου. Πάμε να το δούμε πιο …γραμματιζούμενα. Η ροή (παροχή όγκου) F σε cfm, που έχουμε σε έναν κύλινδρο, είναι:

F= Vxrpm / 2

, όπου V είναι ο όγκος του αέρα, rpm οι στροφές και αυτό διά δύο, επειδή εισαγωγή μείγματος στον τετράχρονο έχουμε σε κάθε δεύτερο κατέβασμα του εμβόλου. Αν τώρα, όπου V βάλουμε τον όγκο του κυλίνδρου μας, Vswept, παίρνουμε το μέγιστο Ft, δηλαδή τη μάξιμουμ θεωρητική ροή. Αν, όμως, όπου V βάλουμε τον πραγματικό όγκο αναρρόφησης, Va, όπως αυτός μετριέται π.χ. με ένα ροόμετρο στην εισαγωγή, τότε παίρνουμε την πραγματική ροή Fa. Η σχέση της πραγματικής ροής προς τη θεωρητικά μέγιστη ή η σχέση του πραγματικού όγκου με το θεωρητικά μέγιστο είναι το γνωστό μέγεθος της «ογκομετρικής απόδοσης» του κινητήρα, το Volumetric Efficiency-VE:

VE = Fa / Ft = Va / Vswept

, το οποίο συνήθως εκφράζουμε ως ποσοστό %, πολλαπλασιάζοντας το λόγο του κλάσματος πάνω επί εκατό. Καταλαβαίνει κανείς ότι, εφόσον έχουμε τις αναπόφευκτες  προαναφερθείσες απώλειες, ο αριθμητής θα είναι μικρότερος από τον παρονομαστή και άρα το VE μας είναι πάντα κάτω από 100%. Και όντως, σε ένα τυπικό καθημερινό ατμοσφαιρικό μοτεράκι, χωρίς φρου και φρού και αρώματα, το VE κυμαίνεται από 80 - 85%, άντε βία 90 - 95%. Το ποσοστό παίζει ανάλογα με το σε ποιο σημείο του εύρους των στροφών είμαστε και σε έναν ατμοσφαιρικό κινητήρα η καμπύλη της ροπής ακολουθεί ακριβώς την καμπύλη του VE. Το μέγιστο VE, με άλλα λόγια, το έχουμε στις στροφές μέγιστης ροπής, με το VE μας (όπως και η ροπή μας) στις στροφές μέγιστης ισχύος να είναι - από λίγο έως πολύ - λιγότερο από το μέγιστο. Μπορεί το VE ενός ατμοσφαιρικού κινητήρα να αγγίξει ή ακόμα και να ξεπεράσει το θεωρητικό μέγιστο 100%..? Η απάντηση είναι ένα μεγαλοπρέπεστατο ΝΑΙ και η αιτία είναι ότι τη στήλη ατμόσφαιρας πιο πάνω τη χαρακτηρίσαμε ως «βασική» και όχι «μόνη» πηγή άσκησης πίεσης στον κύλινδρο. Αυτό μπορεί να γίνει με δύο τρόπους. Ο ένας είναι με το (κυριολεκτικό) tuning (συντονισμό) της εισαγωγής, αφενός μεν μέσω του παιχνιδιού με το μήκος και τη διατομή των αυλών της πολλαπλής και της κεφαλής, όπου ο ένας παλμός εισαγωγής «τραβάει» σε κυματικό επίπεδο τον επόμενο, αφήνοντας αμέσως πίσω του περιοχή χαμηλής πίεσης. Αφετέρου αυτό μεγενθύνεται περαιτέρω μέσω της εκμετάλλευσης της αδράνειας του εισερχόμενου αέρα (ναι και ο αέρας έχει εκμεταλλεύσιμη αδράνεια), παίζοντας με τα χαρακτηριστικά ανοίγματος (χρονισμός, διάρκεια και βύθιση) των βαλβίδων από τους εκκεντροφόρους. Με άλλα λόγια, μέσω της καθαρά ατμοσφαιρικής οδού μπορούμε να βάλουμε στον κύλινδρο περισσότερο αέρα απ’ όσο θα έμπαινε, αν δεν είχαμε καθόλου τριβές και πτώση πίεσης στην εισαγωγή. Η όλη αυτή φάση λέγεται αδρανειακή υπερτροφοδότηση, inertial supercharging, και είναι φυσικά η Βίβλος κάθε ατμοσφαιρικού μοτερίστα. Μέσω ακραίου ατμοσφαιρικού tuning σε αγωνιστικά μοτόρια ή και πολύ βαρβάτα ατμοσφαιρικά εργοστασιακά μοτέρ μπορούμε να πάρουμε VE της τάξεως του 105-110%, με άλλα λόγια 0,05 - 0,1 bar υπερπίεσης χωρίς τούρμπο ή κομπρέσσορα, τουλάχιστον για συγκεκριμένο εύρος του powerband… Πειραματικά έχουν επιτευχθεί και VE της τάξεως του 130%, αλλά σε πραγματικά μοτέρ, που θα τοποθετηθούν σε πλήρες μηχανοστάσιο, αυτά είναι απλησίαστα ποσοστά. Ο άλλος τρόπος είναι το «inertial ramming», πιο γνωστό ως «ram-air», η εκμετάλλευση, δηλαδή, του -υπό σχετική ταχύτητα- εισερχόμενου αέρα στην εισαγωγή: όταν λέμε «σχετική» εννοούμε τη διανυσματική διαφορά της ταχύτητας του οχήματος ως προς την αντίστοιχη του αέρα έξω, λαμβάνοντας υπόψη τη φορά της ταχύτητας και του οχήματος και του αέρα (κόντρα ή βοηθητικός άνεμος σε εμπρόσθια ή …όπισθεν κίνηση οχήματος). Με άλλα λόγια, ram-air έχουμε σε κάθε περίπτωση που είτε κινείται αέρας προς την εισαγωγή, είτε η …εισαγωγή προς τον αέρα, είτε -ιδανικά- και τα δύο μαζί (το μοναδικό σενάριο που έχουμε μηδέν ram-air, το οποίο μπορώ να φανταστώ, είναι στα ράουλα δυναμόμετρου με …κλειστά παράθυρα). Αυτά στη θεωρία μόνο, γιατί στην πράξη ουσιαστικό ram-air, που να κάνει τη διαφορά, παίρνουμε μόνο σε μεγάλες ταχύτητες και εφόσον η εισαγωγή είναι σωστά στραμμένη προς την εξωτερική ροή. Αυτό διότι η επιπλέον πίεση του ram-air έρχεται αφενός από το τετράγωνο της ταχύτητας, αφετέρου από το συντελεστή ανάκτησης πίεσης βάσει του σχήματός της:

Pram = ρ xV^2 x ποσοστό ανάκτησης / 4,311

, σε psi η πίεση στο απότελεσμα του τύπου, με ρ την τυπική πυκνότητα του αέρα (0,076 lb/cu.ft) και τη σχετική ταχύτητα V σε mph. Έτσι, στα 161km/h (100mph) και με πλήρη ανάκτηση της πίεσης του ram-air έχουμε υπερτροφοδότηση με 0,18psi / 0,012 bar, τρίχες, δηλαδή, λίγο πάνω από 1% αύξηση σε σχέση με την τελείως σκέτη ατμόσφαιρα. Επειδή η ταχύτητα, όμως, είναι στο τετράγωνο, το πράγμα αρχίζει και δίνει κάποια αλογάκια, όταν μιλήσουμε για πολύ σοβαρές ταχύτητες. Π.χ. με 200mph / 322km/h έχουμε περίπου 0,05 bar / 5% κέρδος σε πίεση, που δεν είναι και αμελητέο, είναι καμιά 20αριά άλογα σε ένα μαμά τελικιασμένο 911 turbo. Για το ποσοστό ανάκτησης εδώ το θεωρήσαμε 100%, αλλά στην πράξη εξαρτάται από το σχήμα της εισαγωγής του χωνιού του ram-air και πιο συγκεκριμένα από την ακτίνα, το «ράδιο» του χείλους της, που γυρνάει προς τα έξω: με ακτίνα χείλους το 10% της διαμέτρου του χωνιού, παίρνουμε 85% ποσοστό ανάκτησης πίεσης ram-air (δηλαδή δυναμικής πίεσης ελεύθερης ροής σε «γόνιμη» στατική μέσα στο κύλινδρο) και με ακτίνα 50% της διαμέτρου του χωνιού εισαγωγής, παίρνουμε 97% ανάκτηση. Το σχήμα του χωνιού και το ram-air γενικότερα δεν μας απασχολεί μόνο στα ατμοσφαιρικά μοτέρ, αλλά σε κάθε εισαγωγή και, όπως θα δούμε και αργότερα, ομοίως και στο χωνί με το στρογγυλεμένο χείλος (air funnel ή air horn) στην εισαγωγή (inducer) της φτερωτής του συμπιεστή του τούρμπο (π.χ. τα μωβ χωνιά στην εισαγωγή των HKS turbo).

Γιατί, λοιπόν, …πραγματική υπερτροφοδότηση?

Όπως, όμως, καταλαβαίνετε τα «ψευτό-bar» της ατμοσφαιρικής υπερτροφοδότησης των παραπάνω inertial supercharging/ramming είναι αστεία πράγματα για εμάς τους τουρμπίσιους, που, αν δεν βγάλουμε 500 άλογα από 1.600 κυβικά στα 2,5 bar, δεν μας παίρνει ο ύπνος. Οπότε, ας δούμε, πως στο καλό τα πιο πάνω Va και Fa θα πάρουν για τα καλά την ανιούσα. Ξεκινάμε με το ότι ένας είναι ο σκοπός μας με την υπερτροφοδότηση: η αύξηση της ισχύος, είτε μιλάμε για 900άρι πόλης, είτε για ναυτικό ντίζελ, είτε για καθαρόαιμο dragster. Και όταν λέμε αύξηση, εννοούμε σε κινητήρα δεδομένου κυλινδρισμού, όπου προσπαθούμε να βγάλουμε όσο περισσότερα άλογα, είτε αντίστροφα, για δεδομένα άλογα να τα επιτύχουμε με όσο το δυνατόν λιγότερα κυβικά.Για να δούμε, πως μπορούμε να την αυξήσουμε, πρέπει να θυμηθούμε πως προκύπτει ισχύς (P):

P = TxNx 2π

, δηλαδή ισούται με το εκάστοτε γινόμενο της ροπής (Τ) με τις στροφές (Ν) για οποιοδήποτε σημείο του εύρους λειτουργίας. Με άλλα λόγια, για να πάρουμε άλογα είτε στροφάρουμε περισσότερο, είτε αυξάνουμε τη ροπή (ΟΚ, αν θέλουμε τρομακτικά άλογα στο λίτρο, κάνουμε και τα δύο και ροπή και στροφάρισμα στο Θεό μαζί, βλ. McLaren P1/675LT κτλ.). Επειδή, όμως, όσο αυξάνονται οι στροφές αφενός αυξάνονται εκθετικά και τα αδρανειακά φορτία, αφετέρου, κακά τα ψέματα Χοντάκιδες, δεν θέλουν ή δεν μπορούν όλοι να ουρλιάξουν το μοτέρ στις 8.000, για να αυξήσουμε την ισχύ εννιά στις δέκα φορές θα γίνει μέσω του Τ, δηλαδή της ροπής. Και τι είναι ροπή? Είναι:

Τ = FxL

, όπου F είναι η δύναμη, η οποία σπρώχνει το έμβολο κάτω στο κύλινδρο και L είναι το μήκος του μοχλού (απόσταση του φορέα άσκησης της δύναμης από το κέντρο της περιστροφής), όπου εδώ στην περίπτωση μας και χωρίς να μπούμε σε διαίρεση σε συνιστώσες δυνάμεων παρειάς και rod to stroke ratios, ουσιαστικά -σα μέγεθος- μιλάμε για τη διαδρομή του στροφάλου. Και με τη σειρά της, από που έρχεται η F? Πως αυξάνεται η δύναμη, που σπρώχνει το έμβολο? Μα, φυσικά, ως

F = Axmep

, δηλαδή αποτελεί το γίνομενο της επιφάνειας του εμβόλου (Α), το οποίο πιέζει η πίεση mep, mean effective pressure (θα τη βρείτε συχνοτερα σε παραλλαγές ως Brake Mean Effective Pressure -BMEP ή Indicated Mean Effective Pressure- IMEP), στα ελληνικά, Μέση Ενδεικνυόμενη Πίεση. Η MEP είναι το Α και το Ω κάθε μηχανής εσωτερικής καύσης, δείχνει βασικά, με ένα απλό νούμερο πίεσης, το τι συμβαίνει εκεί μέσα: στην πράξη είναι το μέγεθος, που φανερώνει τη μέση πίεση, που επικρατεί στον κύλινδρο και επομένως προς το έμβολο καθ’ όλη την κίνησή του. Είναι ο «μέσος όρος» της πίεσης και τελικά το μέγεθος, που πρακτικά μας ενδιαφέρει, αφού, ναι μεν ξέρουμε ότι προφανώς ανάλογα με τη φάση της καύσης η πίεση στο θάλαμο καύσης διαφέρει, αλλά άντε να μετρήσεις, που ακριβώς μεγιστοποιείται κτλ. Με τους τύπους της MEP, που παραθέτουμε εδώ και με ένα δυναμόμετρο ουσιαστικά μετράς την MEP χωρίς καν να …βγάλεις βίδα από το μοτέρ. Αν, τώρα, βάλουμε το F από τον παραπάνω τύπο στον πιο πάνω τύπο της ροπής Τ και αντικαταστήσουμε με

Vd = AxL

, όπου Vd είναι η χωρητικότητα του κυλίνδρου (= επιφάνεια εμβόλου Α επί διαδρομή L), τότε παίρνουμε τη σχέση, που συνδέει τη ροπή, επομένως και την ισχύ με τη μέση πίεση στο κύλινδρο MEP:

T =  mep x Vd / (nc x 2π)

, και, όπως καταλαβαίνουμε, από εδώ η ροπή είναι ευθέως ανάλογη με την MEP (nc είναι ο αριθμός των περιστροφών ανά εκτόνωση, δηλαδή nc=2 για τετράχρονους): με άλλα λόγια, υπερτροφοδότηση είναι η αύξηση της MEP και αύξηση της MEP είναι η πεμπτουσία της υπερτροφοδότησης, αυτά τα δύο πάνε πακέτο. Βλέπουμε, δηλαδή, επιπλέον ότι η μέγιστη ροπή έρχεται με τη μέγιστη MEP. Από αυτόν τον τύπο επίσης προκύπτει η «πάλη» μεταξύ της αύξησης των κυβικών μέσω της ατμοσφαιρικής οδού (Vd) και της αύξησης της MEP μέσω υπερτροφοδότησης, είναι, δηλαδή, ο τύπος, που παλεύει μεταξύ του «no replacement for displacement» και της αγνής παρθένας αύξησης της πίεσης στον κύλινδρο. Και για να πάρετε μία ιδέα περί τιμών της MEP στην πράξη, από τον τύπο βγαίνει ότι π.χ. για ένα δίλιτρο με 160Nm ροπή παίρνουμε MEP 10,05 bar. Ένα αντίστοιχο τυπικό υπερτροφοδοτούμενο βενζινοκίνητο παίζει στα 12,5 - 17 bar (τα πετρέλαια λίγο παραπάνω), ενώ κάτι σούπερ πιεσμένα τουμπάτα σούπερκαρ ξεπερνάνε και τα 30 bar (π.χ. 32 bar για το Koenigsegg Agera R). Να το ξεφτιλίσουμε τελείως, όμως, οπότε τι λέτε για τα 80 – 100 bar MEP ενός Top Fuel dragster?! Τώρα ξέρετε τι κάνει το νιτρομεθάνιο και γιατί θέλουν rebuild μετά από κάθε πέρασμα.

Τελειώσαμε με τους τύπους? Σχεδόν, κρατήστε άλλον έναν, γιατί θα τον χρειαστούμε πολύ από τον επόμενο μήνα, που η λέξη «συμπίεση» θα μπει για τα καλά στην Know How ζωή μας:

ρ = p / (RxT)

, που είναι η εξίσωση του ιδανικού αερίου και όπου ρ η πυκνότητα, p η πίεση, R μία σταθερά αερίων και Τ η θερμοκρασία. Τι μας λέει? Ότι για να αυξήσουμε την πίεση (βλ. MEP) με σταθερή θερμοκρασία, πρέπει να αυξήσουμε την πυκνότητα. Με άλλα λόγια -και για να δέσουμε το όλο γλυκό με όλα τα συστατικά του σήμερα- αυξάνοντας την πυκνότητα, αυξάνουμε την πίεση, αυξάνοντας την πίεση, αυξάνουμε τη ροπή  και αυξάνοντας τη ροπή, αυξάνουμε τα άλογα. Όλα, λοιπόν, ξεκινάνε από την πυκνότητα και πως αυξάνεται η πυκνότητα? Με τη φτερωτή του συμπιεστή, φυσικά, αλλά τέλος χρόνου για σήμερα, βάρεσε καμπανάκι.

Πριν καν το ορεκτικό…

…έρχονται στο τραπέζι των (ψευτο) καλών εστιατορίων, ξέρετε, εκείνα τα συνοδευτικά με τα κεσεδάκια τα πατέ κτλ, να βουτήξεις με κυριλοπαξιμαδάκια και γκουρμεδοπιτάκια. Εκεί μόλις είμαστε μετά από τα σημερινά, οπότε μπορείτε να φανταστείτε τι έρχεται στη συνέχεια περί τούρμπο, περιφερειακών του και όλες τις σχετικές τεχνολογίες, που έκαναν την εμφάνισή τους τα τελευταία χρόνια και τις οποίες δεν είχαμε μέχρι πριν 10-15 χρόνια, όταν τα τούρμπο ήταν «απλοί» μηχανικοί σαλίγκαροι. Θα γίνει χαμός, θα γίνει πανικός, θα σηκώσουμε 4,5 μπαρ μανομετρικά και όποιον πάρει ο χάρος, το περιοδικό θα κάνει τσαφ τσουφ με το που το σηκώνετε από το περίπτερο. Τα ξαναλέμε εκεί κοντά στην Πρωτομαγιά, με λουλουδένιο στεφάνι διαμέτρου ναυτικής δίχρονης ντιζελοτουρμπίνας.