Turbosprężarka – czym jest i jak o nią dbać

Turbosprężarka to urządzenie, które stosuje się przede wszystkim w celu zwiększenia mocy jednostki napędowej. Inaczej mówiąc, jest to maszyna wirnikowa, która składa się z turbiny oraz sprężarki osadzonych na tym samym wale (stąd nazwa turbosprężarka). Ma ona za zadanie odzyskać energię spalin i wykorzystać ją do wtłaczania do silnika większych ilości powietrza.

Budowa turbosprężarki

Turbosprężarka dzieli się na dwa istotne elementy, które stanowią część gorącą (turbina) oraz zimną (sprężarka). Są to wirnik i koło kompresji połączone ze sobą wspólnym wałem. Wałek zaś jest odpowiednio ułożyskowany w korpusie środkowym.

Gorąca część turbosprężarki jest elementem układu wydechowego, natomiast zimna jest częścią układu dolotowego jednostki napędowej. Warto też wiedzieć, że na urządzenie to składają się między innymi: wałek, wirnik, koło kompresji, pierścienie uszczelniające, łożyska oporowe i ślizgowe, talerzyk, odrzutniki, aktuatory lub sterowniki elektroniczne oraz korpusy/ czapki, najczęściej żeliwne i aluminiowe.

Jak działa turbosprężarka?

Turbosprężarkę napędzają gazy wylotowe silnika spalinowego, które najpierw przepływają przez wirnik, a następnie trafiają do dalszych części układu wydechowego. Przez wał przekazywany jest ruch obrotowy wirnika turbiny, który trafia na koło kompresji sprężarki. Te z kolei spręża powietrze wpadające od strony filtra powietrza.

Kolejne działanie turbosprężarki jest zależne od modelu samochodu. Powietrze może być kierowane prosto do kolektora dolotowego, jednakże obecnie w większości samochodów (nowoczesnych konstrukcjach) przepływa przez intercooler. Oznacza to, że powietrze rozgrzane w turbosprężarce jest ponownie chłodzone, zanim zostanie wprowadzone do komory spalania.

W jakim celu stosuje się turbosprężarki?

Turbosprężarka jest stosowana po to, aby doprowadzić do jednostki napędowej odpowiednio dużą ilość tlenu, który jest niezbędny w procesie spalania. Jest to główny cel turbosprężarek, jednakże posiadają również zadania tak zwane pośrednie. Jednym z nich jest zwiększenie mocy silnika spalinowego, co ma miejsce poprzez zwiększenia ilości powietrza trafiającego wprost do cylindrów.

W efekcie pośrednim dochodzi do zmiany kształtu jednostki napędowej, zmniejszenia zużycia paliwa, a także redukcji emisji szkodliwych substancji. Jest to także rozwiązanie optymalne pod kątem ekologii, ponieważ silnik z turbosprężarką nie musi być aż tak duży, żeby osiągnąć moc taką jak jednostka napędowa bez turbosprężarki.

Rodzaje turbosprężarek

“Wastegate” – turbosprężarka z zaworem upustu spalin

Wastegate jest to zawór upustu spalin. Turbosprężarki w niego wyposażone mają możliwość regulacji doładowania. Jest to specjalna klapka w części wydechowej turbosprężarki, która przy odpowiednim wychyleniu wypuszcza część spalin, zmniejszając ich ilość trafiającą na wirnik. Najczęściej jest stosowana w silnikach benzynowych.

“Free float” – swobodny przepływ

Turbosprężarka ta nie ma zaworu sterującego, dlatego też wszystkie spaliny opuszczają jednostkę napędową i trafiają bezpośrednio na wirnik turbiny. Ciśnienie w tymże modelu jest zależne tylko i wyłącznie od wielkości wirnika i koła kompresji. Zwykle “Free float” spotyka się w maszynach roboczych i pojazdach ciężarowych.

 

VNT/VTG – zmienna geometria

Turbosprężarka VNT/VTG jest bodaj najczęściej stosowanym typem w pojazdach. Częściej stosowane nazwy to: turbosprężarka ze zmienną geometrią lub z kierownicami spalin. Technologia ta pozwala na najlepsze i najefektywniejsze wykorzystanie energii spalin. Za sprawą tego modelu wyeliminowano efekt “turbo-dziury”, który występuje w jednostkach napędowych starszego typu. Za sprawą zmiennej geometrii, osiągi silników znacznie się poprawiły.

Jak dbać o turbosprężarkę?

Dbałość o turbosprężarkę z całą pewnością zaowocuje jej długoletnią żywotnością. Jak jednak odpowiednio troszczyć się o turbinę? Sposobów jest wiele.

Powoli startować

Zaraz po włączeniu silnika nie wolno go natychmiast zbyt mocno obciążać. Musi bowiem minąć kilka sekund, aby pompa przesłała olej do układu smarowania łożyskowań wałka. Ostre ruszanie tuż po odpaleniu auta “na zimno” jest kluczem do szybszego zatarcia turbosprężarki.

Nie wyłączać nagle silnika

Po zakończeniu jazdy, w czasie której silnik długotrwale pracował na relatywnie wysokich obrotach (np. szybka jazda po autostradzie) nie powinno się od razu wyłączać silnika. Turbina bowiem musi wyhamować i zmniejszyć wysokie obroty. Po zgaszeniu dochodzi do odcięcia dopływu oleju, jednak wirnik nadal się kręci jeszcze przez kilkadziesiąt sekund. Należy zatem pozwolić jednostce napędowej popracować chwilę na wolnych obrotach.

Uważać na ekodriving

Nie wolno przesadzać z ekodrivingiem, czyli jazdą na niskich obrotach pod dużym obciążeniem. Niezwykle szkodzi to silnikowi oraz turbosprężarkom z układami zmiennej geometrii. Po pewnym czasie skutki ekodrivingu można zauważyć przy zablokowanej kierownicy spalin, co jest efektem zarzucenia jej złogami spalin i zablokowania.

Regularna wymiana oleju

W oleju bardzo często zbierają się opiłki metalu, co z kolei przekłada się na szybsze zużycie turbosprężarki. Otwory w łożyskach są małe i szybko mogą się przytkać, co spowoduje braki w smarowaniu i szybsze zatarcie. Nie warto zatem zwlekać z wymianą oleju. Wielu kierowców stawia na przeglądy tak zwane “long life”, czyli wymianę oleju co dwa lata, bądź co trzydzieści tysięcy kilometrów. Warto jednak wymieniać olej nawet częściej niż przewiduje producent. Z pewnością nie zaszkodzi to naszemu autu.

Nie tylko olej, ale i filtr

Przy wymianie oleju należy też pamiętać o filtrze. Warto jednak postawić na droższe produkty, gdyż tańsze ograniczają przepustowość oraz stopień filtracji. Nie wytrzymują one również eksploatacji, co w efekcie może – poniekąd – doprowadzić do zatarcia turbosprężarki.