Turbosprężarka wykorzystuje energię spalin do wtłaczania większej ilości powietrza do cylindrów. Więcej tlenu pozwala spalić większą dawkę paliwa, dzięki czemu silnik może osiągnąć wyższą moc bez zwiększania pojemności.
Czym jest turbosprężarka?
Turbosprężarka to maszyna wirnikowa składająca się z dwóch współpracujących części: turbiny po stronie wydechowej i sprężarki po stronie dolotowej. W przeciwieństwie do klasycznej sprężarki nie pobiera ona napędu bezpośrednio z wału silnika. Wykorzystuje energię gazów wylotowych, które w przeciwnym razie zostałyby odprowadzone przez układ wydechowy.
Oba wirniki są połączone wspólnym wałem i pracują w jednej obudowie. Turbina odbiera energię spalin, a sprężarka wykorzystuje ją do zwiększenia ilości oraz gęstości powietrza trafiającego do silnika.
Jak działa turbosprężarka?
Cały cykl można przedstawić jako ciąg przemian energii, od gazów wylotowych do powietrza w kolektorze dolotowym:
- Spaliny napędzają turbinę – gazy opuszczające cylindry przepływają przez obudowę turbiny i uderzają w łopatki jej wirnika. W ten sposób wprawiają go w szybki ruch obrotowy.
- Wał przekazuje napęd – wirnik turbiny i wirnik sprężarki znajdują się na wspólnym wale. Obrót pierwszego elementu jest więc przekazywany bezpośrednio na drugi. Wał pracuje w łożyskach, które wymagają stałego dopływu oleju.
- Sprężarka zwiększa gęstość powietrza – wirnik sprężarki zasysa powietrze przez filtr, a następnie spręża je i kieruje do układu dolotowego.
- Powietrze trafia do silnika – sprężony ładunek przepływa do kolektora dolotowego, a w wielu samochodach wcześniej przechodzi przez intercooler. Chłodnica powietrza obniża temperaturę sprężonego ładunku, zwiększając jego gęstość.
Strona wydechowa i dolotowa wykonują więc różne zadania. Turbina jest napędzana spalinami, natomiast sprężarka spręża powietrze. Łączy je wspólny wał, który przenosi ruch obrotowy z jednej części do drugiej.
Dlaczego turbosprężarka zwiększa moc?
Silnik spala paliwo tylko wtedy, gdy ma dostęp do odpowiedniej ilości tlenu. Przy naturalnym zasysaniu ilość powietrza ogranicza ciśnienie atmosferyczne i pojemność cylindrów. Turbosprężarka wtłacza do nich powietrze pod wyższym ciśnieniem, a jego większa gęstość oznacza większą ilość tlenu w tej samej objętości.
Dzięki temu sterownik silnika może podać większą dawkę paliwa, zachowując warunki potrzebne do spalania. Większa ilość energii uwolniona w cylindrze przekłada się na wyższy moment obrotowy i moc. Nie oznacza to, że sama turbina wytwarza energię z niczego – odzyskuje część energii spalin i wykorzystuje ją do poprawy napełniania cylindrów.
Jak dbać o turbosprężarkę?
Turbosprężarka pracuje przy wysokiej temperaturze i bardzo dużej prędkości obrotowej, dlatego szczególnie wrażliwe są jej łożyska, wał oraz wirniki. Najczęstszą przyczyną uszkodzeń jest niewłaściwe smarowanie, zanieczyszczenia albo przeciążanie urządzenia.
Poniższe zasady ograniczają ryzyko przedwczesnego zużycia:
| Działanie | Dlaczego to ważne? |
|---|---|
| Regularnie wymieniaj olej silnikowy | Świeży olej zapewnia smarowanie i odbiór ciepła z łożysk. Należy stosować produkt oraz interwał zalecany przez producenta. |
| Wymieniaj filtr oleju i filtr powietrza | Zanieczyszczony olej może ograniczyć dopływ środka smarnego, a uszkodzony lub zapchany filtr powietrza pogarsza pracę układu dolotowego. |
| Nie obciążaj mocno zimnego silnika | Po rozruchu olej potrzebuje chwili, aby dotrzeć do łożysk turbosprężarki. Gwałtowne przyspieszanie od razu po uruchomieniu zwiększa ich obciążenie. |
| Po intensywnej jeździe pozwól układowi się uspokoić | Po dynamicznej jeździe krótka spokojna jazda lub chwila pracy na biegu jałowym pomaga ograniczyć nagłe zatrzymanie rozgrzanej turbiny. |
Nie należy automatycznie pozostawiać silnika na biegu jałowym po każdej krótkiej trasie. Znaczenie ma temperatura turbosprężarki i wcześniejsze obciążenie. Szczególnej ostrożności wymagają szybka jazda, holowanie, podjazdy oraz długotrwała praca pod dużym obciążeniem.
Objawy awarii turbosprężarki
Nie każdy z poniższych symptomów oznacza uszkodzenie samej turbiny, ponieważ podobne objawy mogą powodować problemy z dolotem, wydechem, sterowaniem albo układem smarowania. Ich pojawienie się wymaga jednak szybkiej diagnostyki:
- Wyraźny spadek mocy lub przejście silnika w tryb awaryjny.
- Niebieski dym z układu wydechowego, który może wskazywać na spalanie oleju.
- Metaliczny gwizd, szuranie albo wycie nasilające się przy zwiększaniu obrotów.
- Wycieki oleju lub nadmierna ilość oleju w układzie dolotowym.
- Szarpanie i nierówne przyspieszanie, szczególnie przy włączaniu doładowania.
Najważniejsze jest zachowanie związku przyczynowego: spaliny obracają turbinę, wspólny wał napędza sprężarkę, a sprężone powietrze dostarcza silnikowi więcej tlenu. To właśnie większa ilość tlenu umożliwia spalenie większej dawki paliwa i uzyskanie wyższej mocy.
Artykuł ma charakter informacyjny i nie zastępuje diagnostyki przeprowadzonej przez wykwalifikowany serwis.
