Zasada działania turbosprężarek samochodowych

Jeszcze niedawno turbosprężarki samochodowe były używane głównie w autach sportowych z górnej półki. W dzisiejszych czasach praktycznie każdy samochód rodzinny z dieslem ma na wyposażeniu turbodoładowanie. Ma je również wiele małych aut miejskich. Powszechność turbosprężarek samochodowych sprawiła, że kierowcy często zapominają o ich specjalnych potrzebach. Doładowane silniki wymagają ?szczególnej troski?, a nieodpowiednia eksploatacja turbosprężarki samochodowej prędzej czy później może przynieść przykre konsekwencje.

Jeżeli chcecie Państwo dowiedzieć się więcej o właściwej eksploatacji turbosprężarki samochodowej, warto najpierw zapoznać się z zasadą jej działania.

Do czego służy turbo?

Turbodoładowanie jest znane już od niemal wieku, jednak w seryjnej produkcji samochodów zaczęło być stosowane dopiero w latach 70. XX wieku. Początkowo wykorzystywano je głównie po to, aby poprawić osiągi samochodów sportowych albo umożliwić pracę silników spalinowych na znacznych wysokościach. Jednak przez lata priorytety uległy zmianie ? współcześnie zwraca się uwagę na niższą emisję toksycznych spalin, a także lepszą elastyczność silnika. Silniki z turbodoładowaniem pozwalają na zmniejszenie masy pojazdu. Silnik wolnossący o takich samych parametrach wydajnościowych nie tylko jest większy, ale również zużywa o wiele więcej paliwa.

Jak działają turbosprężarki?

Turbosprężarki samochodowe działają na bardzo prostej zasadzie. Turbo to dwa wirniki, które są umieszczone na jednym wale. Jeden z nich znajduje się w układzie wydechowym i jest napędzany energią spalin, które wydobywają się z silnika. Drugi z wirników znajduje się w przewodzie dolotowym. Łopatki pod wpływem ruchu obrotowego wtłaczają do silnika powietrze pod ciśnieniem wyższym od atmosferycznego. To sprawia, że silnik w aucie pracuje bardziej wydajnie. Dzieje się tak dlatego, że uzyskiwana moc zależy od wielkości dawki paliwa spalonej w określonym czasie. Aby zapewnić efektywne spalanie, wystarczy dodać odpowiednią ilość tlenu. Wykorzystanie kilograma tego gazu wymaga dostarczenia ok. 14 kilogramów powietrza. Wtłoczenie większej jego ilości przy takich samych obrotach i takiej samej pojemności silnika powala spalić odpowiednio więcej paliwa. Dzięki temu, że taka mieszanka spala się dokładniej, wytwarzane spaliny są mniej toksyczne.

Zobacz również: regeneracja turbosprężarki

Dlaczego turbosprężarki nie są montowane we wszystkich autach?

Przyczyna jest prosta. Ten prosty w teorii prosty wynalazek w praktyce niesie za sobą dużo problemów. Warunki pracy turbosprężarki są niespotykanie trudne. Strumień spalin, w którym znajduje się wirnik, osiąga temperaturę około 1000oC. Dodatkowo, wał turbiny obraca się z ogromną prędkością do 290 tys. obr./min. W takiej sytuacji stworzenie urządzenia, które będzie w stanie wytrzymać takie warunki, jest naprawdę trudnym wyzwaniem. W dodatku cały silnik musi być dostosowany do osiąganej wyższej mocy. Dlatego w silnikach doładowanych bardzo często montuje się wzmocniony układ korbowy. Zapewnia się też wydajniejsze chłodzenie i lepsze smarowanie.

Jednym z problemów jest też nierównomierna charakterystyka pracy silników z turbo. W pierwszych takich układach częstym zjawiskiem była ?turbodziura?. Polegała ono na tym, że pomiędzy momentem dodania gazu a reakcją silnika mijała dłuższa chwila. Kiedy powietrze zostało dostarczone do silnika, samochód zrywał się do przodu z bardzo dużym impetem. Obecnie nie stanowi to już problemu, ponieważ ulepszona konstrukcja i sterowanie praktycznie zupełnie zniwelowały efekt ?turbodziury?. Obecnie produkowane turbosprężarki są wyposażone w zawory upustowe. To one poprzez regulację ciśnienia doładowania lub systemów zmiennej geometrii turbiny, zapewniają właściwe ciśnienie przez cały czas jazdy.

Zobacz również: wymiana turbosprężarki