Turbosprężarki

Czym jest turbosprężarka?

Dzięki wykorzystaniu turbosprężarki, silnik może generować wyższą moc, poprzez wtłoczenie do jego wnętrza większej ilości powietrza. W związku z tym, samochód może przyspieszać dużo szybciej. Mechanizm turbo jest stosunkowo prosty - polega na ponownym wykorzystaniu energii, którą posiadają uchodzące z silnika spaliny. Jest to niemożliwe w przypadku jednostek wolnossących, gdzie energia ta pozostaje niewykorzystana. Kolejnym, ważnym elementem systemu doładowania silników jest umieszczenie w układzie wydechowym specjalnej turbiny, która zamienia energię spalin na ruch obrotowy, będący niezbędnym czynnikiem sprężania powietrza, które znajdzie się w silniku.

Zachodzi zatem ścisła zależność pomiędzy ilością powietrza w silniku, a mocą pojazdu – im więcej jest w nim tlenu, tym szybciej będziemy jeździć. Możemy to wyraźniej zrozumieć, wiedząc, że aby spalić jeden kilogram paliwa, potrzebne jest około 14 kilogramów tlenu. Widzimy, że możliwe jest uzyskanie wzrostu spalania bez zwiększania zarówno obrotów, jak i objętości samej jednostki napędowej. Dużą zaletą takiej mieszanki paliwowo-powietrznej jest także efektywniejsze spalanie, a co za tym idzie, uwalnianie do atmosfery mniejszej ilości szkodzących nam oraz środowisku substancji. Budowa poszczególnych modeli turbosprężarek jest podobna, a jej podstawą jest ułożyskowany wałek, na którym zamontowane są obok siebie wiatrak turbiny oraz sprężarka. Dzięki specjalnie zaprojektowanemu ukształtowaniu korpusu, ruch spalin jest wymuszony, co sprawia, że turbina zwiększa swe obroty, a powietrze zostaje w odpowiedni sposób sprężone.

Szczegóły działania turbosprężarki

W układach turbodoładowanych wykorzystuje się specjalne zawory upustowe, dzięki którym nie dochodzi do zniszczenia silnika. Umożliwiają one dokładną regulację ciśnienia w układzie. Istnieją zawory upuszczające powietrze tłoczone do cylindrów lub spaliny, zależnie od tego, z jakim układem doładowania mamy do czynienia.

Jednostki benzynowe zwykle wyposażone są w zawory znajdujące się w układzie dolotowym, czyli waste-gate i blow-off oraz by-pass w układzie wydechowym. Zawory są zamknięte w momencie, gdy silnik pracuje na niskim zakresie obrotów, co umożliwia mu szybki wzrost ciśnienia powietrza. Przeciwnie dzieje się w przypadku pracy na wysokich obrotach – otwierany jest zawór by-pass, aby część spalin ominęła turbinę. Zawór waste-gate stosuje się do regulowania ciśnienia w układzie dolotowym. Kontrolowany jest za pomocą elektromagnesu przez komputer. Zawór otwiera się w momencie, gdy dochodzi do zbyt dużego wzrostu ciśnienia, co skutkuje upuszczeniem części sprężonego powietrza. Jeszcze inną funkcję pełni blow-off, który otwierany jest w momencie nagłego zdjęcia nogi z pedału gazu. Dochodzi wówczas do sytuacji, w której tłoczone z ogromną prędkością powietrze trafia na zamkniętą przepustnicę. Aby uniknąć jej uszkodzenia, powietrze jest wypuszczane poza układ. Innym ważnym elementem układu turbodoładowania jest intercooler, będący chłodnicą powietrza doładowującego. Bazuje na zasadach termodynamiki, zgodnie z którymi zimniejsze powietrze jest bardziej gęste, a zatem zmieści się go więcej. Zasada ta odnosi się bezpośrednio do pracy turbosprężarki – im powietrze jest chłodniejsze, tym więcej można go wtłoczyć do silnika. Stosując wydajny intercooler, można zwiększyć moc silnika minimalnym kosztem. Wymienione powyżej zawory nie występują w silnikach wysokoprężnych pozbawionych przepustnicy. W nich także, zamiast zaworu by-pass, stopniowo wprowadza się coraz częściej specjalną kierownicę, tworząc turbosprężarkę o zmiennej geometrii. Natężenie przepływu gazów wydechowych możemy regulować dzięki łopatkom, przesuwającym się lub obracających się według własnej osi. Kierownica zbudowana być może z różnego rodzaju łopatek, które przy niskich obrotach kierują strumień powietrza stycznie do turbiny, co pozwala zwiększyć jej prędkość, a gdy są wysokie, ustawiają się prostopadle, by jego przepływ był niezakłócony.

Nie smarujesz, nie pojedziesz

Produkowane dziś turbosprężarki są zazwyczaj bardzo trwałe, jednak aby służyły nam długo i prawidłowo funkcjonowały, konieczne jest przestrzeganie kilku zasad, które pozwolą uniknąć uszkodzenia naszej turbosprężarki:

Aby cieszyć się sprawnym i wydajnym pojazdem, nie można oszczędzać na oleju. Niezwykle ważna jest jakość oleju oraz jego częste wymiany, zgodnie z zaleceniami producenta samochodu. Stosowanie niewłaściwego oleju odbija się negatywnie zarówno na pracy samego silnika, jak również turbo. Decydując się na tani olej złudnie oszczędzamy. Może się to skończyć koniecznością naprawy lub całkowitą wymianą turbosprężarki.

Należy również pamiętać o tym, że silniki wyposażone w turbosprężarki są mało odporne na wysokie temperatury. Dlatego też, aby cieszyć się pełnymi osiągami pojazdu, należy poczekać aż osiągnie odpowiednią temperaturę roboczą. Bardzo złym pomysłem jest dynamiczne przyspieszanie i wprowadzanie silnika na wysokie obroty w krótkim czasie od jego uruchomienia. Z kolei po zakończeniu szybkiej jazdy, na przykład na autostradzie, niezwykle ważne jest schłodzenie silnika przed jego wyłączeniem. Optymalny czas, zapewniający odpowiednie smarowanie turbosprężarki, to około minuty. Zatem pamiętać należy, że po dłuższej trasie warto pozostawić samochód na chwilę na niskich obrotach. Jest to równie zasadne w przypadku silników wysokoprężnych. Warto mieć odpowiednie doświadczenie i przede wszystkim świadomość pracy turbosprężarki, jeśli decydujemy się na zakup turbodoładowanego samochodu.

Gdy kupujemy wóz z drugiej ręki

Na co należy zwrócić uwagę decydując się na kupno używanego samochodu wyposażonego w turbinę? Na początku można przepytać poprzedniego właściciela! Warto zadać mu pytanie dotyczące eksploatacji samochodu z turbo. Szybko przekonamy się, czy wiedział jak należy obchodzić się z turbiną i czy odpowiednio kontrolował jej stan. Nieprawidłowo używana turbosprężarka może w przyszłości sprawiać spore problemy i generować koszty. Następnie należy obejrzeć samą turbosprężarkę, szukając niepokojących śladów powstałych w wyniku wycieku oleju lub płynu chłodniczego.

Kolejnym etapem sprawdzenia samochodu jest jazda próbna. Prawidłowo działająca turbina wydaje równomierny, niezbyt głośny świst. Nieprawidłowej pracy turbosprężarki towarzyszą niskie osiągi samochodu oraz nadmierny dym wydobywający się rury wydechowej. W żadnym wypadku samochód nie może „kopcić”! Decydując się więc na kupno takiego auta, warto sprawdzić dokładnie jego stan i historię użytkowania. W przypadku wykrycia jakiś nieprawidłowości warto oddać turbosprężarkę do regeneracji albo naprawy.

Stosując się do zaleceń producenta odnośnie eksploatacji samochodu, nie musimy zbytnio zaprzątać sobie głowy poszczególnymi procesami zachodzącymi podczas jego pracy. Lepiej skupić się na przyjemności z jazdy! Turbosprężarka będzie działała bezproblemowo przez lata, jeśli będziemy tylko przestrzegać kilku prostych zasad i zachowamy minimum ostrożności. Turbo jest bowiem zaprojektowane w taki sposób, aby współpracować z silnikiem przez cały okres jego eksploatacji.

Jeśli turbo nie stwarza nam problemów, wystarczą okresowe kontrole, związane z kilkoma prostymi czynnościami:

  1. Wymiana oleju
  2. Konserwacja filtru olejów i przewodów
  3. Sprawdzenie ciśnienia oleju
  4. Konserwacja filtru powietrza i przewodów.