Или искусство обмана турбоямы ценой тишины и ресурса.
Когда гоночный автомобиль набирает скорость, а из его выхлопной трубы внезапно раздается серия оглушительных выстрелов, напоминающих автоматную очередь — знайте, вы стали свидетелем работы одной из самых эффектных и разрушительных систем в автоспорте. Это система Anti-Lag System (ALS), или просто Антилаг.
За этим театральным эффектом скрывается суровая инженерная необходимость, борьба с заклятым врагом всех турбомоторов — турбоямой.
Турбояма и зачем нужен этот «огнемет»
Чтобы понять антилаг, нужно сначала разобраться с турбонаддувом. Классический турбокомпрессор работает за счет энергии выхлопных газов. Когда пилот сбрасывает газ перед поворотом, дроссельная заслонка закрывается, поток выхлопа падает, и крыльчатка турбины резко теряет обороты.
Когда пилот снова нажимает на педаль газа на выходе из поворота, двигателю требуется время (иногда мучительные доли секунды), чтобы потоком газов снова раскрутить колесо турбины до рабочих оборотов и создать давление наддува. Этот провал в тяге и называется турбоямой (turbo lag).
В гражданских условиях это просто дискомфорт. В ралли или кольцевых гонках — потеря драгоценного времени.
Принцип действия! Как заставить турбину дышать огнем
Идея антилага проста до гениальности! Если энергии выхлопных газов не хватает при закрытом дросселе, нужно создать эту энергию искусственно внутри выпускного коллектора, превратив его в камеру сгорания.
Как только водитель отпускает педаль газа (режим закрытого дросселя), мозг системы (ЭБУ) делает три вещи:
- Полностью отключает зажигание или осуществляет его с огромным опозданием, или отключает его на части цилиндров, но продолжает подавать топливо и воздух.
- Несгоревшая топливовоздушная смесь выталкивается через открытые выпускные клапаны прямо в раскаленный выпускной коллектор.
- В коллекторе смесь самовоспламеняется от температуры или при помощи свечи, создавая мощный тепловой удар (взрыв).
Этот взрыв не толкает поршень (двигатель не развивает мощность), но создает огромное давление газов, которое бьет по колесу турбины, не давая ей сбрасывать обороты. Турбина продолжает молотить на холостых оборотах двигателя, сохраняя давление наддува. При нажатии на акселератор, зажигание возвращается в норму — и автомобиль «выстреливает» без задержки.
Типы систем и их эволюция
Не весь антилаг одинаков. В зависимости от бюджета команды и года выпуска машины, использовались разные схемы:
1. ALS на основе байпаса (перепускная)
Самый «щадящий» метод. Воздух в обход закрытого дросселя подается по специальному каналу напрямую во впускной коллектор (либо через слегка приоткрытую дроссельную заслонку). Одновременно с этим сильно обедняется смесь и запаздывает зажигание. Сгорание переносится в выпускной тракт, но менее жестко, чем в других системах. Часто встречается на доработанных гражданских авто (например, Subaru Impreza WRX STI).
2. Системы WRC «Группы А» и «B» (С форсунками в коллекторе)
Легендарный «банк-бэнг» (bang-bang). Это самая агрессивная схема. В выпускной коллектор перед корпусом турбины (горячей улиткой) вваривается дополнительная форсунка (а иногда и свеча зажигания). При закрытии дросселя основные цилиндры работают на богатой смеси почти без зажигания, а дополнительная форсунка распыляет топливо прямо перед колесом турбины. Происходит взрыв весьма значительной силы. Это обеспечивает давление наддува почти на уровне полного газа, но турбина в таком режиме живет считанные сотни километров, как правило один заезд.
3. Современный «Роллинг-антилаг» (Rolling ALS)
Используется в актуальных раллийных машинах Rally1 и топовых гоночных проектах. Это программная стратегия. Система циклически отключает зажигание в разных цилиндрах, создавая более контролируемую, мягкую пульсацию газов. Это не сплошная автоматная очередь, а скорее серия мощных хлопков. Что в свою очередь позволяет дольше сохранять жизнь турбине и точнее управлять крутящим моментом на колесах в момент проскальзывания, тем самым избегая срыва сцепления с дорогой.
Обратная сторона медали. Адская плазма!
Почему антилаг не ставят на каждый гражданский автомобиль? Потому что это буквально испепеляет мотор.
- Термический удар по турбине! Лопатки и корпус турбины работают в режиме плазменной горелки. Температура выхлопных газов (EGT) подскакивает до 1000–1100 °C и выше. Обычный чугунный корпус трескается, тонкие керамические или металлические лопатки оплавляются. Ресурс турбины исчисляется часами.
- Взрывная нагрузка. Постоянные взрывы в коллекторе создают колоссальные ударные волны, разрушающие керамику катализаторов, резонаторы и глушители.
- Смыв масла со стенок цилиндров. Несгоревшее топливо, оседая на стенках гильз, смывает масляную пленку, вызывая задиры и износ поршневой группы, параллельно разжижа масло и делая очень быстро, его непригодным к использованию.
- Повышенный расход топлива. В режиме антилага форсунки льют топливо только ради создания шума и давления в моменте, а не ради постоянной полезной работы.
Именно поэтому в гражданских настройках (менее агрессивных) антилаг часто называют просто «попкорн» или launch control, и используют лишь для отстрела при старте с места, а не при каждом торможении.
Что можно сказать на последок!
Антилаг — это ярчайший пример того, как автоспорт жертвует долговечностью ради скорости. То, что мы слышим как громогласный аккомпанемент к прохождению поворота, на самом деле является звуком стремительного разрушения металла. Однако именно эта жертва дарит зрителям мурашки по коже, а гонщику — те драгоценные доли секунд, которые отделяют победу от поражения.
МастерТурбо Москва.
Роман Дмитриев.
+7 (916) 933-24-24.
г. Москва ул. Автомоторная 1/3