Zalety i wady turbosprężarek

Turbosprężarka zwana też potocznie turbiną, suszarką, a także ślimakiem jest maszyną wirnikową, której głównymi częściami są: turbina i sprężarka oraz wał, na którym są osadzone dwa jej pierwsze elementy. Wirnik turbiny napędzany jest gazami wylotowymi, natomiast wirnik sprężarki również zostaje wprawiany w ruch, a tym samym spręża powietrze trafiające do układu dolotowego. Niektórzy tę maszynę nazywają urządzeniem wirnikowym. Jakie są zalety i wady turbosprężarek?

Do czego służy turbosprężarka?

Turbosprężarka służy do zwiększenia mocy silnika spalinowego lub kotła parowego.  Jest ona też częścią  układu napędowego różnych pojazdów i maszyn. Zadaniem turbiny jest powiększenie sprawności i mocy silnika dzięki wtłoczeniu dodatkowego powietrza do komory spalania, a tym samym zwiększenia ilości podawanego paliwa do komory spalania, czego nie jest w stanie zrobić ciśnienie atmosferyczne.

Maszyny te stosowano również w lotniczych silnikach tłokowych. Aktualnie wykorzystywane są też w istniejących lokomotywach elektryczno-spalinowych.

Zalety i wady turbosprężarek

Jak każda maszyna, która jest intensywnie eksploatowana, posiada zalety, ale również wady, które przedstawiamy poniżej.

Nasycenie w motoryzacji turbosprężarkami jest już wysokie, ale przewiduje się jeszcze większe w ciągu najbliższych lat. Wynika to z faktu, iż turbiny pozwalają na zwiększenie mocy np. samochodu, co wpływa na zmniejszenie kosztów jego eksploatacji. Kierowcy coraz częściej kupują samochody z silnikiem turbodoładowanym, chociaż wiadomo, iż turbo posiada także wady.

Efekt „turbodziury”

Zanim przejdziemy do zalet i wad turbosprężarek, ważna jest ogólna rada, tj. zaleca się tankować pojazd do pełna, bowiem w działaniu turbiny występuje tzw. zjawisko „turbodziury”. Wiadomo, że turbosprężarkę napędza się gazami wylotowymi. Zmniejszając obroty silnika oraz prędkość zmniejsza się też się ilość spalin.

W tym przypadku, jeżeli nagle naciśniemy pedał gazu, wtedy wał turbosprężarki, na którym znajdują się wirniki, nie uzyskuje w tym momencie odpowiednio wysokich obrotów. Powstaje wtedy „turbodziura”. Jest ona okresem między wciśnięciem gazu a osiągnięciem przez turbinę ostatecznego ciśnienia powietrza doładowanego dla odpowiadających mu obrotów silnika. Wtedy właśnie występuje opóźnienie reakcji silnika na wciśnięcie pedału gazu.

Przy pracy turbiny z pełną mocą w aucie wyczuwa się specyficzne szarpnięcie i łagodne wciśnięcie w fotel. Producenci uważają takie zjawisko za niepożądane. Aktualnie dąży się równomiernego i wiadomego wzrostu mocy oraz momentu obrotowego.

Kompresor mechaniczny powoduje likwidację tego efektu w silnikach. Okazuje się jednak, że jest to  rozwiązanie mało efektywne. Jego praca bowiem obciąża jednostkę napędową i wówczas część mocy jest wytracana na napędzenie kompresora.

zalety i wady turbosprężarek
Zalety i wady turbosprężarek

Zalety turbosprężarek

Wśród zalet turbosprężarek możemy wymienić:

  • Zwiększa sprawność silnika. Dzieje się to w wyniku zwiększenia jego mocy, przy równoczesnym zmniejszeniu zużycia paliwa.
  • Wskutek zwiększenia sprawności silnika można zmniejszyć rozmiar i masę oraz obroty w czasie jego pracy. Uzyskuje się wyższy moment obrotowy przy mniejszych obrotach w porównaniu z elementami wolnossącymi. Wtedy silnik jest bardziej dynamiczny.
  • Turbina nie obciąża silnika, ponieważ napędza ją energia spalin.
  • Znaczące obniżenie emisji szkodliwych związków chemicznych pochodzących ze spalin do atmosfery. Zatem samochody wyposażone w turbosprężarki są bardziej przyjazne dla środowiska, czyli są bardziej ekologiczne.
  • Dają one pewne oszczędności, np. przy zastosowaniu silników benzynowych zużycie paliwa zmniejsza się o ok. 30%., a w silnikach wysokoprężnych nawet do ok. 40%. Są one zatem bardziej ekonomiczne.
  • Również mniejsze są składki ubezpieczenia OC dzięki mniejszej pojemności silnika. Na uwagę zasługuje także lepsze opłukanie cylindra ze spalin oraz brak spadku mocy w przy zmniejszeniu ciśnienia atmosferycznego.
  • Turbosprężarka samoczynnie dopasowuje się do bieżących warunków pracy silnika, co w praktyce powoduje konieczność zastosowania układu regulacji ciśnienia doładowania. Również kompensuje za małą ilość powietrza w trakcie jazdy na dużych wysokościach. Wówczas silnik osiąga całkowitą moc i nie emituje dużych ilości sadzy.

Wady turbosprężarek

Wady tego urządzenia dotyczą przede wszystkim dużej jej awaryjności:

  • Na awaryjność omawianego urządzenia ma wpływ charakter jego pracy, która odbywa się w bardzo wysokich temperaturach. Temperatury mogą wynosić nawet do 1000 stopni Celsjusza. Dodatkowo dochodzą bardzo wysokie jej obroty rzędu 100 000 obr./min. To wszystko naraża turbinę na ogromne obciążenia.
  • Do awarii dość często dochodzi wskutek niewłaściwej eksploatacji samochodów przez samych kierowców. Użytkowanie samochodów niezgodne z zaleceniami może spowodować awarie turbosprężarki i wtedy ponosimy duże koszty, bowiem jej naprawa wynosi ok. 800 – 2000 zł. Natomiast cena nowego takiego urządzenia to ok. 5000 zł.
  • Wysoka cena maszyny wynika głównie z ceny użytych materiałów do produkcji podzespołów. Naprawa turbosprężarki wymaga dużej precyzji z uwagi na skomplikowaną budowę układu jej pracy. To powoduje stawianie wyższych wymagań innym podzespołom samochodów. Dlatego też samochody wyposażone w turbosprężarkę są znacznie droższe niż te bez takiego urządzenia. Jest to kwota rzędu kilku tysięcy zł.

 

Ludzie decydujący się na zakup samochodów z turbosprężarką, mimo ich wyższej ceny, muszą sobie zdawać sprawę z zalet i wad zastosowania takiego rozwiązania w ich pojeździe. Ważne jest zatem przestrzeganie przez nich, podczas jazdy zasad właściwej eksploatacji.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *