Wszystko co powinniście wiedzieć o turbosprężarce

Budowa turbosprężarki

Turbosprężarkę dzielimy na dwie części: turbinę oraz sprężarkę i odpowiadają kolejno za część gorącą i zimną. Oznaczenie wywodzi się od temperatury gazów przechodzących przez daną stronę.

Turbina i sprężarka są wyposażone w wirniki, które ulokowane są wspólnym wałem. Gorący moduł wlicza się do układu wylotowego silnika, natomiast zimna do układu dolotowego jednostki napędowej. W skład turbosprężarki wchodzą również: pierścienie uszczelniające, łożyska ślizgowe i oporowe oraz kanały olejowe. Funkcją tego komponentu jest doładowanie mocy silnika.

Jak działa turbosprężarka

Turbosprężarka napędzana jest energią z gazów wylotowych silnika spalinowego. Te z kolei przechodzą przez wirnik turbiny, które są następnie wydalane przez układ wydechowy. W wyniku rozmieszczenia na tym samym wale, prędkość obrotowa turbiny wpływa na pracę wirnika sprężarki. Wirniki zlokalizowane są w kadłubach zaś turbina i sprężarka pozostaje w kadłubie środkowym przy pomocy łożyska oporowego i ślizgowego.

Wirnik sprężarki wtłacza zwiększoną ilość powietrza kolektorem dolotowym do komory spalania przez co możliwe jest spalenie większej ilości paliwa, a co za tym idzie moc zostaje powiększona. Ponadto zostaje zmniejszona emisja szkodliwych substancji do atmosfery. Głównym jednak zastosowaniem jest dostarczenie do jednostki napędowej odpowiedniej ilości tlenu, która jest konieczna w procesie spalania.

Rodzaje turbosprężarek

Wyróżniamy kilka modeli turbosprężarek. Najbardziej powszechną jest tzw. „Free float” (swobodny przepływ) znajdująca się w silnikach benzynowych oraz pojazdach ciężarowych i rolniczych. Cechą szczególną tego gatunku jest brak zaworu sterującego co powoduje, że wszystkie spaliny z silnika trafiają do koła turbiny.

Wirnik napędzany jest w dwóch komorach dzięki gazom wydechowym, które wypełniają komorę wylotową natomiast w komorze dolotowej dochodzi do sprężania powietrza. W wyniku tego przez układ dolotowy do silnika trafia więcej tlenu wytwarzając większą energię.

Kolejną kategorię uzupełniają turbosprężarki hybrydowe i Twin Scroll. Pierwsza to zmodyfikowana wersja turbosprężarki o większych właściwościach i parametrach nieosiągalnych dla podstawowych typów. Budowa składa się z dwóch turbosprężarek o zróżnicowanych rozmiarach. Większą turbinę stanowi część „zimna”, która jest odpowiedzialna za przepływ powietrza. W tym modelu zauważalna jest szybsza reakcja silnika przy korzystaniu z pedału gazu zachowując przy tym prawidłowy przepływ powietrza na wysokich obrotach.

Wariant hybrydowy jest stosowany w wyczynowych samochodach. Atrybuty Twin Scroll są bardzo podobne do standardowego. Cechą wyróżniającą tego gatunku jest budowa muszli, w której znajdują się zamiast jednego, dwa stożkowate kanały obsługiwane przez inną parę cylindrów. W tym układzie zwiększona zostaje prędkość strumieni gazu. W typie Twin Scroll podstawowymi właściwościami jest szybsza reakcję na gaz, spadek przeciwciśnienia i zwiększenie pojemności skokowej.

Nie można zapomnieć o turbosprężarce zawierającej zawór upustu spalin tzw. „Wastegate”. Tutaj spotkamy się z zamontowanym urządzeniem niezbędnym do regulacji doładowania. Główną funkcją Wastegate jest pilnowanie aby moduł wirujący obracał się w optymalnym tempie. Nadmierna ilość spalin prowadzona jest do wydechu omijając turbinę. Ten proceder umożliwia podtrzymanie adekwatnego ciśnienia doładowania. Gatunki turbosprężarek uzupełnia VTG (ze zmienną geometrią). Posiada skomplikowaną budowę i wykorzystywana jest w silnikach diesla.

Wyróżnikiem w tym schemacie jest obecność pierścienia poruszającym się w trybie kątowym i zainstalowanymi ruchomymi łopatkami. Praca silnika w tym wariancie jest bardzo efektywna, reakcja silnika na gaz jest bardzo dobra, a wystąpienie niepożądanego zjawiska „turbodziury” (opóźniona reakcja na gaz) jest zmniejszona do minimum.

Jak dbać o ten element

Aby turbosprężarka działała prawidłowo i służyła nam długo należy przestrzegać kilka warunków. Przede wszystkim należy pamiętać aby nie wyłączać nagle silnika gdy pracował pod dużym obciążeniem np. na autostradzie. Przed całkowitym zgaszeniem jednostki napędowej warto odczekać kilka chwil by nie doprowadzić do przerwania cyrkulacji oleju, a to z kolei może zaowocować zwęgleniem środka smarnego na łożyskach turbosprężarki. Należy też pamiętać o odpowiednim użytkowaniu silnika przy jego niskiej temperaturze.

Zanim komponent uzyska wartość roboczą nie powinniśmy przekraczać 2500 – 3000 obr./min. Na poprawne działanie turbosprężarki wpływa również ogólny stan techniczny pojazdu. Przyjazne ku temu będą częstotliwe wymiany filtrów powietrza czy korzystanie z produktów wysokiej jakości. Tym sposobem chronimy wirnik przed przedostaniem się zanieczyszczeń. Z tego samego powodu bezzwłocznie usuwać nieszczelności w układzie dolotowym. Warto też weryfikować zawór EGR. Jego niesprawne działanie może wywoływać podniesienie temperatury spalin.