Hogyan működik a turbó Anti-Lag System
A bang-bang (más néven ALS, ami az Anti-Lag System rövidítése) egy olyan motorvezérlési technika, amely lehetővé teszi a turbó késleltetési idejének minimalizálását.
Amint azt Ön is tudhatja, a turbófeltöltőknél úgynevezett késleltetési idő van, ami az az idő, ami ahhoz szükséges, hogy a turbina egy köztes fordulatszám-állapotból elérje a teljes gázt. A turbófeltöltő késleltetésének időtartama számos tényezőtől függ, többek között a turbó tehetetlenségétől, a légáramlás hatékonyságától, az ellennyomástól stb. A problémát részben egy turbóleeresztő szelep beépítésével kezelik, amely minden alkalommal működésbe lép, amikor a vezető felemeli a lábát a gázpedálról. A leeresztő szelep elszívja a turbófeltöltőből kiáramló nyomott levegőt, miközben a szívócső zárva van, így a turbina nem akad el, és elkerülhető a csapágyak esetleges sérülése. A versenyautókban nagyon gyakori, hogy túlméretezett turbófeltöltőket szerelnek be annak érdekében, hogy elegendő feltöltőnyomást tudjanak előállítani, és biztosítsák a motor megfelelő teljesítményét. A nagy turbófeltöltők a megnövekedett forgási tehetetlenségük miatt jelentős késleltetést mutatnak. Ilyen esetekben a leeresztő szelep nem elegendő ahhoz, hogy a turbófeltöltő ne veszítsen túl nagy fordulatszámot, amikor a vezető felemelkedik. A raliautók emellett turbószűkítővel vannak felszerelve, amelyet az FIA szabályoz. A korlátozó egyik hatása, hogy növeli a késleltetési időt. Ezért a versenyautókban, pontosabban a raliautókban, ahol a nyomaték és a motor rendelkezésre állása kritikus teljesítménytényező, a legtöbb alkalmazásban késleltetésgátló rendszereket alkalmaznak.
A késleltetési idő alatt a motor sokkal kevésbé reagál, és a teljesítménye jóval a névleges alatt van. A turbófeltöltő késleltetési idejének hatását ellensúlyozandó a sofőrök a motor reakcióit jóval korábban gyorsítottak, mint ahogy azt egy nem turbós autóban tették volna. Mások a Walter Röhrl német pilóta által bevezetett, “bal lábfékezés” néven ismert technikát alkalmazták, amikor a pilóta a bal lábával fékezi az autót, miközben a jobb lábával gyorsít, hogy a turbófeltöltő optimális terhelésen maradjon. A bal lábfékezés nagyon megterheli a fékeket, amelyek rendkívüli igénybevételnek vannak kitéve, de nagyon hatékonyan tartja a turbó pörgését.
Az ALS egy egyszerű ötlet volt, de viszonylag nehéz volt megvalósítani. Csak amikor az elektronikus motorvezérlő rendszerek elég fejlettek lettek ahhoz, hogy a korábbinál sokkal több paramétert vegyenek figyelembe valós időben, lehetővé vált az ALS hatékony alkalmazása a kezelésben. Legjobb tudomásom szerint a Toyota Team Europe volt az első, amely a versenyzésben alkalmazta (a Toyota megvalósítása Toyota Combustion Control System néven ismert, míg a Mitsubishi Post Combustion Control Systemnek nevezi a rendszert).
Hogyan működik az ALS
Amikor a vezető felemeli a lábát a gázpedálról, a gyújtás időzítése néha 40°-os vagy annál nagyobb késleltetéssel (retard) módosul, és a beszívott levegő és az üzemanyagellátás keveréke dúsabbá válik. A szívószelepet kissé nyitva tartják, vagy a motor levegőellátásának fenntartására a szívószelepet megkerülő levegőbefecskendezőt használnak. Ez azt eredményezi, hogy a levegő/üzemanyag keverék továbbra is az égéstérbe kerül, amikor a vezető már nem gyorsít. Mivel a gyújtás erősen késik, a levegő/üzemanyag keverék többnyire elégetetlenül jut a kipufogócsövekbe. Amikor a gyújtógyertya meggyullad, a kipufogószelep a fent említett gyújtáskésleltetés miatt elkezd kinyílni. Ráadásul a rendkívül magas kipufogógáz-hőmérséklet miatt az el nem égett üzemanyag a kipufogócsövek érintkezésénél felrobban. Szerencsére a turbó pont ott ül, és a robbanás miatt tovább forog (különben lelassulna, mivel a beáramló kipufogógázok el vannak zárva). Ennek hatására jelentősen csökken a reakcióidő, aminek van némi hátulütője:
- A turbófeltöltő hőmérsékletének gyors emelkedése (amely ~800°C-ról az 1100°C+ tartományba ugrik), valahányszor a rendszer működésbe lép
- A kipufogócső és a csövek hatalmas igénybevétele (egy utcai autóra szerelve egy bumm-bumm rendszer 50-100 km-en belül tönkretenné a kipufogórendszert)
- A turbó már alapjáraton is jelentős lökést produkál
- A kipufogócsövekben bekövetkező robbanások fontos lángokat generálnak, amelyek, néha a kipufogócső végén láthatóak
- csökkent motorfék
Az ALS-hatás leginkább a motorba engedett levegő mennyiségétől függ, minél több levegő kerül a motorba, annál inkább érezhető lesz az ALS-hatás. Következésképpen az ALS rendszerek lehetnek többé-kevésbé agresszívek. Egy enyhe ALS aktiváláskor 0-0,3 bar nyomást tart fenn a szívócsőben, míg inaktív állapotban a szívócsőben a nyomás zárt fojtószelep mellett -1 bar (abszolút vákuum) körül van. A verseny ALS változatok akár 1,5 bar nyomást is képesek fenntartani a szívócsőben zárt gázkarral.
Míg a Toyota és Mitsubishi versenyautókba szerelt rendszerek viszonylag sima és zajtalanok, addig a Ford és Subaru autókba szerelt rendszerek sokkal zajosabbak és agresszívebbek.
A bang-bang rendszer nevét a hangos robbanási hangoknak köszönheti, amelyeket akkor hallani, amikor a vezető felemelkedik. A legtöbb versenyautó-berendezés a terepviszonyoktól függően a felhasználó által választható zajcsökkentő beállításokkal rendelkezik, általában három beállítás közül választhat a vezető az enyhétől a nagyon agresszívig.
Megjegyzendő, hogy egyes regionális vagy nemzeti európai versenyek tiltják az ALS-rendszerek használatát, míg egyre több WRC-versenyen szabályozzák a versenyautók által megengedett zajszintet, ami gyakorlatilag kikapcsolja az ALS-rendszert.
A 2002-től kezdődően az új késésgátló technikák, mint például a kipufogógáz-visszavezetés (EGR), lassan kiszorítják a fent leírt módszert, mivel ezek kíméletesebbek a motor mechanikus alkatrészeihez.