Co to jest turbosprężarka? Poznaj warunki pracy turbosprężarki w silniku spalinowym

Sama nazwa sugeruje, że celem turbiny jest kompresja. Do zapalenia paliwa potrzebne jest powietrze, dlatego turbosprężarka wpływa na ciąg powietrza wpływającego do komory spalania. Co oznacza wzrost ciśnienia powietrza? Dzięki temu możliwe jest spalenie dużej dawki paliwa, co oznacza zwiększenie mocy silnika. Ale to nie jedyna funkcja, jaką spełnia turbina. Dowiedz się więcej o turbosprężarkach samochodowych!

Jak zbudowana jest turbina?

Jeśli chcesz zrozumieć, jak działa turbina, musisz wiedzieć, jak ona działa. Podzielony jest na dwie części zwane:

• Zimno;
• gorący.

Gorąca część składa się z koła turbiny, które jest napędzane spalinami powstającymi w wyniku spalania mieszanki paliwowo-powietrznej. Wirnik jest umieszczony w obudowie przymocowanej do kolektora wydechowego silnika. Strona zimna również składa się z wirnika i obudowy, do której wtłaczane jest powietrze z filtra powietrza. Oba wirniki są umieszczone na tym samym rdzeniu sprężarki.

Gruszka po zimnej stronie jest również ważną częścią. Pręt zamyka zawór wydechowy po osiągnięciu maksymalnego doładowania.

Działanie turbosprężarki w pojeździe spalinowym

Pod działaniem impulsu spalin następuje przyspieszenie wirnika po gorącej stronie. Jednocześnie wprawiany jest w ruch wirnik znajdujący się na drugim końcu rdzenia. Turbosprężarka o stałej geometrii jest całkowicie zależna od pędu spalin, więc im wyższa prędkość obrotowa silnika, tym szybciej obracają się wirniki. W nowych konstrukcjach wpływa na ruchliwość ruchomych łopatek turbiny. Zmniejsza się stosunek ciśnienia doładowania do prędkości obrotowej silnika. Tym samym doładowanie pojawia się już w dolnym zakresie obrotów.

Turbosprężarka - zasada działania i wpływ na silnik

Co jest możliwe dzięki temu, że sprężone powietrze dostaje się do komory spalania? Jak wiadomo, im więcej powietrza, tym więcej tlenu. To ostatnie samo w sobie nie wpływa na wzrost mocy jednostki, ale dodatkowo sterownik silnika wydziela również zwiększoną dawkę paliwa przy każdym dolaniu. Bez tlenu nie można go było spalić. W ten sposób turbosprężarka zwiększa moc i moment obrotowy silnika.

Turbosprężarka – jak działa zimna strona?

Skąd wzięła się ta nazwa? Podkreślam, że powietrze wpadające do kolektora dolotowego jest zimne (a przynajmniej dużo zimniejsze niż spaliny). Początkowo projektanci montowali turbosprężarki tylko w silnikach, które tłoczyły powietrze bezpośrednio z filtra do komory spalania. Zauważono jednak, że się nagrzewa i spada wydajność urządzenia. Dlatego musiałem zainstalować układ chłodzenia i intercooler.

Jak działa intercooler i dlaczego jest instalowany?

Chłodnica jest zaprojektowana w taki sposób, że przepływ powietrza przechodzący przez jej żebra chłodzi powietrze wtłaczane do niej. Mechanika gazowa dowodzi, że gęstość powietrza zależy od temperatury. Im jest zimniej, tym więcej zawiera tlenu. W ten sposób do komory silnika można jednocześnie wtłoczyć więcej powietrza, co jest niezbędne do zapłonu. Fabrycznie intercooler był zwykle montowany w nadkolu lub w dolnej części zderzaka. Zaobserwowano jednak, że daje najlepsze rezultaty, gdy jest umieszczony przed chłodnicą płynu.

Jak działa turbosprężarka diesla - czy jest inna?

W skrócie - nie. Zarówno silniki o zapłonie samoczynnym, jak i iskrowym wytwarzają spaliny, więc turbosprężarka w silniku benzynowym, wysokoprężnym i gazowym działa w ten sam sposób. Jednak zarządzanie nim może być inne, wykorzystując:

• zawór obejściowy;
• regulacja podciśnienia (np. zawór N75);
• zmienne położenie ostrzy. 

Różny może być również zakres obrotów turbiny w danym silniku. W dieslach i małych jednostkach benzynowych wzrost jest odczuwalny już od dolnego zakresu obrotów. Starsze typy samochodów benzynowych często osiągały maksymalne przyspieszenie przy 3000 obr./min.

Nowe turbosprężarki samochodowe i ich wyposażenie w samochodach

Do niedawna stosowanie więcej niż jednej turbosprężarki na silnik było zarezerwowane tylko dla silników o wysokich osiągach. Teraz nie ma w tym nic dziwnego, ponieważ jeszcze przed 2000 rokiem produkowano konstrukcje z dwiema turbinami do masowego użytku (na przykład Audi A6 C5 2.7 biturbo). Często w większych obiektach energetycznego spalania znajdują się dwie turbiny o różnej wielkości. Jeden z nich napędza silnik przy niższych obrotach, a drugi zapewnia doładowanie przy wyższych obrotach, aż do wygaśnięcia ogranicznika obrotów.

Turbosprężarka to wspaniały wynalazek i warto o nią dbać. Zasilana jest olejem silnikowym i wymaga odpowiedniej konserwacji. Przydaje się to nie tylko podczas szybkiej jazdy, przyspieszania czy zwiększania mocy w aucie. To bardzo praktyczne. Możesz zmniejszyć zużycie paliwa (nie musisz zwiększać mocy silnika, aby uzyskać większą moc i wydajność), wyeliminować dymienie (zwłaszcza diesle) i zwiększyć moc w kluczowym momencie (na przykład podczas wyprzedzania).