Prawdopodobnie przynajmniej raz zwróciłeś uwagę na samochody z tabliczkami lub naklejkami "turbo". Na zewnątrz nie różnią się od swoich "atmosferycznych" odpowiedników, jedyną różnicą jest dostępność turbodoładowania pod maską. Postaramy się wyjaśnić, czym jest turbosprężarka, do czego służy i jak działa.

Treść

• 1 Aspekty teoretyczne
• 2 Jakie są rodzaje turbodoładowania
• 3 mechaniczne zwiększenie
• 4 Doładowanie turbiny gazowej
• 5 Plusy i minusy turbodoładowania

Aspekty teoretyczne

Przybliżony widok turbiny gazowej

Od czasu wprowadzenia samochody, dzięki staraniom ich twórców, zostały poddane modernizacji, a przede wszystkim w kwestiach mocy silnika. Ponieważ parametr ten jest bezpośrednio związany z objętością roboczą silnika, a także z jakością dostarczonej mieszanki paliwowo-powietrznej, istnieją dwa sposoby zwiększenia mocy - albo zwiększenia objętości jednostki (w nowoczesnym motoryzacyjnym przemyśle masowym, ta metoda nie jest zbyt popularna), albo w jakiś sposób wstrzyknięcia cylindry więcej powietrza. Pierwsza metoda nie jest popularna z oczywistych powodów - wraz ze wzrostem objętości cylindrów wzrasta również zużycie paliwa, a ponadto samo urządzenie znacznie zwiększy rozmiar i masę, co nie zawsze jest akceptowalne. Dlatego inżynierowie samochodowi znaleźli sposób na zwiększenie dopływu powietrza do cylindrów.

Jakie są rodzaje turbosprężarek?

Istnieje kilka sposobów, aby zmusić więcej powietrza do silnika:

• rezonansowe sprężanie - realizuje się bez doładowania z powodu energii kinetycznej powietrza w kolektorach dolotowych;
• zwiększenie mechaniczne - zwiększono dopływ powietrza dzięki zastosowaniu mechanicznej sprężarki, która z kolei napędzana jest silnikiem samochodowym;
• turbodoładowanie doładowania - turbina napędza przepływ spalin.

W pierwszym przypadku doładowanie następuje tylko ze względu na szczególny kształt i rozmiar kolektorów dolotowych bez użycia jakichkolwiek dmuchaw. Dlatego nie opiszemy tego w tym materiale, ale bardziej szczegółowo omówimy dwie pozostałe opcje, które naszym zdaniem zasługują na szczególną uwagę.

Mechaniczne wzmocnienie

Niektóre nowoczesne samochody są nadal wyposażone w sprężarki.

Mechaniczne wzmocnienie — способ увеличения подачи воздуха в двигатель посредством использования компрессора. Принцип работы компрессора выглядит следующим образом: когда двигатель начинает работать, его коленвал приводит в действие весь механизм. То есть механический наддув работает с первых моментов запуска мотора автомобиля.

Niewątpliwą zaletę takiego układu można nazwać faktem, że powietrze wtryskuje siłą do cylindrów przy dowolnej prędkości obrotowej silnika (nawet najniższej), a ciśnienie wzrasta odpowiednio wraz ze wzrostem prędkości wału korbowego. Dlatego samochody z mechanicznymi kompresorami nie są zaznajomione z czymś takim jak "turbo-lag". Ale takie urządzenie ma swoje negatywne strony. Faktem jest, że silnik samochodu zużywa pewną część swojej mocy, która zmniejsza się w wyniku jego wydajności. Ponadto, aby zainstalować mechaniczne ciśnienie, trzeba mieć więcej miejsca w komorze silnika. Ponadto takie urządzenie wytwarza zwiększony poziom hałasu.

Patrz także: Jak wyregulować czujnik położenia przepustnicy

Wstrzyknięcie powietrza do silnika za pomocą sprężarki zaczęło być stosowane w przemyśle motoryzacyjnym znacznie wcześniej niż w przypadku zastosowania mechanizmu turbiny gazowej. Niemniej jednak, pomimo pewnego starzenia się, takie urządzenia wciąż można znaleźć w nowoczesnych samochodach (uderzającym przykładem jest firma Mercedes-Benz, na nowo wyprodukowanych maszynach, które wciąż ozdabiają tabliczki Kompressor).

Zwiększenie turbiny gazowej

Większość nowoczesnych samochodów jest wyposażona w turbozespoły turbodoładowane. Zasada działania turbiny jest podobna do zasilania sprężarki, jedyną różnicą jest to, że turbina jest napędzana przepływem gazów spalinowych samochodu, a nie wału korbowego silnika. Na odczucia, włączenie turbiny, niektórzy kierowcy w porównaniu z "kopnięciem". Mechanizm zwiększania ciśnienia turbiny gazowej jest urządzeniem z dwóch wirników sztywno połączonych za pomocą wału. Każdy wirnik jest zamknięty w obudowie, tak zwanego ślimaka.

Urządzenie turbiny gazowej

Urządzenie turbiny jest dość proste i składa się z:

• dwa wirniki;
• dwa ślimaki, w których obracają się wirniki;
• wał łączący wirnik;
• łożyska ślizgowe - dwie podpory i jeden ciąg;
• zawór obejściowy, który służy do usuwania nadciśnienia.

Zasada działania turbosprężarki jest dość prosta. Gazy wydechowe z kolektora wydechowego wchodzą do pierwszego ślimaka i obracają jego wirnik. Poprzez wałek łączący obrót jest przekazywany do drugiego wirnika, który wtryskuje ciśnienie w drugim wirniku.

Plusy i minusy turbodoładowania

Główną zaletą turbodoładowania jest zwiększenie mocy silnika bez znaczącego wzrostu zużycia paliwa. Aby wyjaśnić to zjawisko, musisz zrozumieć, jak działa turbosprężarka: turbina napędzana jest wyłącznie energią spalin, a nie mocą silnika samochodu. Konieczne jest jednak rozróżnienie takich pojęć, jak ogólna i specyficzna opłacalność silnika. Innymi słowy, turbodoładowany silnik będzie miał większe zużycie paliwa niż jednostka atmosferyczna o podobnej objętości. Wynika to z faktu, że zwiększona objętość powietrza wchodzącego do cylindrów pozwala spalić więcej paliwa. Jednak jednostka z turbodoładowaniem zużywa mniej paliwa na jednostkę mocy. Na przykład, jeśli weźmiesz dwa 1,4-litrowe silniki z turbiną i atmosferycznym 1,8-litrem, oba o mocy 130 KM, to 1,4 będzie bardziej ekonomiczny, ze względu na większą wydajność.

Zobacz także: Jak sprawdzić kompresję silnika

Co do przyjazności dla środowiska silników turbo: chociaż wśród lokalnych entuzjastów samochodów "świadomość ekologiczna" nie jest tak dobrze rozwinięta, nie należy zapominać, że turbodoładowane silniki powodują mniejsze szkody dla środowiska. Wynika to z faktu, że temperatura w komorze spalania turbodoładowanego silnika jest nieco niższa, w związku z czym zmniejsza się tworzenie tlenku azotu, a paliwo jest spalane bardziej całkowicie.

Zasada działania turbiny gazowej

Jednak nie było bez wad. Pierwszą rzeczą, którą powinieneś wiedzieć - turbina wymaga ostrożnego podejścia. Podczas gdy silnik jest nawinięty na łożyska, olej jest podawany pod ciśnieniem. Zaraz po podłączeniu silnika olej do łożysk zatrzymuje się. Jeśli silnik pracował pod dużym obciążeniem, system zwiększania ciśnienia może się przegrzać i ulec awarii. Aby zapobiec przegrzaniu, przed wyłączeniem turbodoładowanego silnika należy pozostawić go na kilka minut na biegu jałowym. Wiele nowoczesnych samochodów wyposażonych jest fabrycznie w specjalnie zaprojektowane urządzenia - turbo-timery.

Jest jeszcze jeden ważny moment - przy niskich prędkościach obrotowych wydajność turbiny jest bardzo niska. Należy również wspomnieć o efekcie trybu turbo - turbina reaguje na naciskanie pedału przyspieszenia z pewnym opóźnieniem. Turbodoładowanie może działać efektywnie tylko w wąskim zakresie prędkości obrotowych silnika, a ponadto ogromna jest wielkość samej turbiny. Aby zwiększyć wydajność tego systemu, wielu producentów samochodów instaluje na swoich samochodach dwie turbiny o różnych rozmiarach lub parę identycznych turbin. Turbiny o różnych rozmiarach mogą znacznie rozszerzyć zakres wydajnej pracy turbosprężarki - po tym, jak pierwsza turbina zaczyna tracić wydajność, wchodzi druga. Dwie identyczne turbiny umożliwiają zwiększenie wydajności, poprawę dynamiki przyspieszania i zmniejszenie efektu turbo. Aby zmniejszyć ten efekt, producenci samochodów uciekają się do takich sztuczek, jak zmniejszenie masy ruchomych części turbiny. Dzięki tej turbinie zajmuje mniej czasu na odpoczynek.