Rozwój technologii sprawia, że współczesne samochody zadziwiają swoimi możliwościami. Coraz więcej silników bez względu na liczbę cylindrów ma doładowanie. Najpopularniejszą formą wskazanego rozwiązania jest turbosprężarka. Jest ona wynikiem wieloletnich działań nad poszukiwaniem kompromisu między zwiększeniem mocy silnika a ograniczeniem jego wagi, a także zużycia paliwa. Konstrukcja komponentu umożliwia zwiększenie ciśnienia powietrza, które dostaje się do silnika przez użycie energii wydalanych spalin. Budowa musi być właściwie dostosowane do samochodu. Producenci wciąż udoskonalają turbosprężarki, to sprawia, że można wyróżnić kilka rodzajów turbin – rodzaje turbosprężarek.
Jakie jest działanie turbosprężarki?
Zanim przejdziemy do klasyfikacji, warto wskazać, jakie jest działanie prezentowanego urządzenia. W mechanizmie sprzętu wymienia się turbinę i sprężarki, które instaluje się na jednej osi. Gazy wylotowe zwracają się w kierunku turbiny napędzającej wirnik sprężarki, która przyczynia się do wtłaczania do cylindra większej ilości powietrza. Biorąc pod uwagę powyższe, do cylindra dostaje się znacznie więcej tlenu. Dzięki temu dochodzi do spalania w tej samej objętości komory większej ilości paliwa. W rezultacie zwiększa się moc silnika.
Jakie wyróżnia się rodzaje turbosprężarek?
Zmiany w budowie i zastosowaniu sprawiają, że wymienia się kilka typów turbosprężarek, a mianowicie standardowe, hybrydowe, Twin Scroll, z zaworem upustu spalin, a także ze zmienną geometrią.
Kilka słów o turbosprężarkach standardowych
Turbinę standardową określa się inaczej mianem Free float. Jest to najbardziej podstawowy typ określonego sprzętu. Taką opcję wykorzystuje się w silnikach benzynowych, w przypadku aut ciężarowych, a także w maszynach rolniczych. Nie ma tutaj zaworu sterującego. W związku z tym pewna część spalin przedostaje się do na koło turbiny. Maszyna funkcjonuje za sprawą gazów wydechowych, które powodują napędzanie wirnika w dwóch komorach. W wylotowej znajdują się gazy, natomiast dolotowej zachodzi proces sprężania powietrza. Opisane działanie doprowadza do tego, że do silnika dostaje się większa ilość tlenu i wytwarza się więcej energii.
Czym charakteryzuje się turbosprężarka hybrydowa?
Turbina hybrydowa to lepsza wersja urządzenia standardowego. W tym przypadku wprowadzono pewne wartości, aby uzyskać parametry nieosiągalne przez podstawowe czynniki. Jest ona rezultatem połączenia dwóch turbin charakteryzujących się różnym rozmiarem. Zimna strona, które ponosi odpowiedzialność za przepływ powietrza, pochodzi z większego sprzętu. Natomiast gorąca z mniejszego komponentu. Wyposażona jest w większy wirnik. Dzięki temu przy większym ciśnieniu spalin moc turbosprężarki pozwala uzyskać właściwe obroty, a ponadto wystarczające dawki powietrza. Reakcja silnika jest lepsza w odpowiedzi na wciśnięcie pedału gazu. Zachowuje się jednocześnie duży przepływ powietrza na wysokich obrotach. Ten rodzaj maszyn znajduje zastosowanie w autach wyczynowych.
Podstawowe informacje dotyczące turbosprężarek z zaworem upustu spalin
Turbosprężarka ma urządzenie przystosowane do regulacji doładowania, które dba o to, żeby układ wirujący za szybko się nie obracał. W budowie wyróżnia się pneumatyczny aktuator połączony z klapą umiejscowioną w korpusie turbosprężarki. Zawór turbo sprawia, że możliwe jest automatyczne zmniejszanie optymalnego doładowania. Większa prędkość wyzwala ciśnienie doprowadzające do przesunięcia cięgna podzespołu. Otwiera się tak zwany wastegate znajdujący się w gorącej części. W konsekwencji nadmierna ilość spalin zwracana jest ponownie do wydechu z pominięciem turbosprężarki. Dzięki temu możliwe jest utrzymanie właściwego ciśnienia doładowania.
Co warto wiedzieć na temat turbiny Twin Scroll?
Taka turbosprężarka w odróżnieniu od standardowego rozwiązania ma jeden bądź dwa stożkowe kanały. Wskazane elementy obsługuje inna para cylindrów. Dzięki temu dochodzi do równomiernego omywania turbosprężarki. Zwiększa się prędkość strumieniu gazu. W odpowiedzi pojawia się szybsza reakcja, zmniejszenie podciśnienia i większa pojemność skokowa.
Turbosprężarka ze zmienną geometrią, czyli VTG
Turbina ze zmienną geometrią wykorzystywana jest w silnikach diesla. Budowa jest bardzo skomplikowana. W jej skład wchodzi pierścień charakteryzujący się ruchem kątowym z ruchomymi łopatkami, umiejscowiony na wałku turbosprężarki. Pneumatyczny siłownik obracający pierścień modyfikuje kąt nachylenia łopatek kierownicy spalin. Przyczynia się to do zapewnienia maksymalnej prędkości obrotowej wału turbiny przez regulację średnicy przepływu spalin. To sprawia, że niezależnie od warunków praca silnika jest wydajna. Warto wspomnieć także o dużo lepszej reakcji na gaz. Co więcej, zjawisko określane mianem turbodziury zmniejszone jest do minimalnego poziomu.
