Звичайний турбокомпресор має природну затримку: щоб компресор почав нагнітати більше повітря, вихлопним газам спочатку потрібно розкрутити турбіну. Porsche у системі T-Hybrid додав на вал турбокомпресора електромотор і практично змінив сам принцип його реакції.
Електрична машина може прискорити турбіну ще до того, як вихлопний потік стане достатньо сильним.
Що таке турбояма
Коли водій різко натискає на газ на низьких обертах, двигун ще виробляє небагато вихлопу. Велике турбінне колесо не може миттєво набрати сотні тисяч обертів.
Саме цей проміжок між натисканням педалі й повним наддувом називають turbo lag.
Виробники роками боролися з ним маленькими турбінами, двома турбокомпресорами, змінною геометрією та складними випускними колекторами.
Електромотор не чекає вихлопу
У Porsche електричний привід сидить безпосередньо на валу між турбіною та компресором. За командою електроніки він миттєво починає розкручувати вал.
Компресор швидше створює потрібний тиск у впуску, і двигун реагує на акселератор значно раніше.
Система особливо корисна під час виходу з повільного повороту, де спортивному автомобілю потрібна максимально швидка реакція.
Турбіна може стати генератором
Коли вихлопних газів уже більше, ніж потрібно для наддуву, електромотор переходить у генераторний режим. Турбінний вал обертає електричну машину, а та повертає частину енергії в високовольтну батарею.
У традиційному турбодвигуні надлишковий потік часто просто обходить турбіну через wastegate. Тут частину цієї енергії можна використати.
Таким чином eTurbo не лише усуває затримку, а й стає елементом енергетичної системи гібрида.
Чому це складніше за звичайну турбіну
Електричний мотор працює в зоні дуже високих температур і величезної швидкості обертання. Потрібні спеціальні матеріали, охолодження, високовольтна електроніка й дуже точне керування.
Саме тому така технологія поки з’являється насамперед у дорогих високопродуктивних автомобілях.
Але ідея дуже логічна: якщо турбіні іноді бракує енергії — електрика допомагає її розкрутити. Якщо енергії занадто багато — турбіна сама виробляє електрику.
Ще один плюс електричної турбіни — свобода від традиційного компромісу між маленькою й великою турбіною. Велика турбіна краще працює на високих обертах, але зазвичай повільніше розкручується. Електромотор допомагає компенсувати цю інерцію.
У результаті інженери можуть оптимізувати турбіну під високий потік вихлопу, не боячись так сильно втратити реакцію внизу. Це особливо цінно для спортивного двигуна, який має одночасно бути чутливим до педалі й видавати велику потужність.
Електротурбіна також може точніше підтримувати потрібний тиск наддуву при різких змінах навантаження. У звичайній системі потік вихлопу має інерцію, а тут електромотор здатний миттєво підкоригувати швидкість вала. Саме така точність робить eTurbo особливо цікавою для спортивних гібридів із дуже швидкою реакцією на педаль.