REKLAMA

Kategorie
Zaloguj się

Zarejestruj się

Proszę podać poprawny adres e-mail Hasło musi zawierać min. 3 znaki i max. 12 znaków
* - pole obowiązkowe
Przypomnij hasło
Witaj
Usuń konto
Aktualizacja danych
  Informacja
Twoje dane będą wykorzystywane do certyfikatów.

Turbosprężarka o zmiennej geometrii łopatek

Rafał Heda
Turbosprężarka o zmiennej geometrii łopatek
Turbosprężarka o zmiennej geometrii łopatek

REKLAMA

REKLAMA

W produkowanych obecnie samochodach z silnikiem Diesla nie znajdziemy takiego, który nie miałby turbosprężarki. Dodatkowo większość koncernów, w swoich pojazdach, stosuje turbosprężarki o zmiennej geometrii łopatek.

Wsiadając do samochodu z silnikiem doładowanym, właściwie rzadko kiedy zastanawiamy się po co zastosowano w nim sprężarkę. Turbo najczęściej kojarzy nam się z samochodami sportowymi, czy z osiąganiem wysokich mocy. I prawidłowo, bo przecież taki był początkowy zamysł. Dawniej turbosprężarki czy kompresory stosowano w pojazdach, gdzie silnik musiał osiągnąć jak najwyższą moc. Takimi przykładami są między innymi Porsche, Saab czy Subaru. Dzięki zastosowaniu doładowania powietrzem, silnik o mniejszej pojemności był w stanie wygenerować znacznie wyższą moc, niż taki sam lecz bez dodatkowej dawki tlenu. Z biegiem czasu okazało się, że stosowanie sprężarek przynosi dużo więcej korzyści niż tylko wyższa sprawność jednostki napędowej.

REKLAMA

Zobacz też: Różnice pomiędzy wtryskiem pośrednim i bezpośrednim

REKLAMA

Wiadomo, że do uzyskania pracy potrzeba energii. Silnik wykonywaną pracę, poprzez wał przekazuje na układ przeniesienia napędu, skąd trafia na koła. Dzięki temu pojazd możemy wprawić w ruch. Na ruch potrzebuje jednak odpowiedniej porcji energii, która nie cała spożytkowana jest na napęd. Część z niej „ucieka”, gdyż podczas pracy wydzielane się ciepło. Jest to zależne od sprawności każdego silnika. Stosując turbosprężarkę ta sprawność rośnie. Nie tylko można zaserwować większą porcję paliwa, które spali się, ponieważ doładowanie wprowadza więcej powietrza do cylindra. Także wykorzystujemy energię gazów powstałych w wyniku spalania, czyli spalin, które są napędem dla turbiny.

W przypadku silników zasilanych benzyną musi zostać zachowana odpowiednia proporcja. Na 1 kilogram paliwa, potrzeba 14,7 kilograma powietrza (wtedy lambda równa jest jedynce). Inaczej spalanie przebiega nieprawidłowo. Wiąże się to ze zbyt wysoką temperaturą, która uszkodzi silnik, gdy mieszanka będzie zbyt uboga (lambda powyżej jedynki), lub „zalewaniem” jeśli mieszanka jest za bogata (lambda poniżej jedynki). Czyli jest jasne, żeby podać więcej paliwa musimy „wtłoczyć” do cylindra więcej powietrza i uzyskamy wyższą moc.

Zobacz też: Świece żarowe. Problemy i eksploatacja

Dalszy ciąg materiału pod wideo

Co w takim razie z Dieslem?

REKLAMA

Silnik Diesla zawsze pracuje z nadmiarem tlenu. Dzieje się tak, gdyż nie ma przepustnicy, która ograniczałaby dopływ powietrza. Nadmiar tlenu nie jest tutaj szkodliwy, wręcz odwrotnie, jest pożądany. Natomiast zbyt mało tlenu nie spowoduje zakłóceń w pracy silnika, jedynie z rury wydechowej wydobędzie się sadza. Po co więc doładowanie?

Podobnie jak w przypadku silnika o zapłonie iskrowym, aby podnieść sprawność. Czyli uzyskać wyższy moment i moc. Jednak przede wszystkim właśnie po to, by silnik mógł posiadać zawsze nadmiar tlenu. By nie dopuścić do wydzielania się sadzy, która jest szkodliwa dla środowiska. A przecież o to dzisiaj chodzi, by być ekologicznym. W przypadku Diesla sprężarka okazała się nieodłącznym jego elementem. Nie dość, że znacznie poprawia treść spalin, to jeszcze dzięki temu, że nie ma wspomnianej wcześniej przepustnicy, gazy spalinowe napędzają turbinę od niemal najniższych obrotów. Jest ich ciągle pod dostatkiem. Charakterystyka takiego silnika zostaje znacznie poprawiona. Wzrasta sprawność. Szybciej dostępny jest wysoki moment obrotowy, lepiej rozłożony. Motor osiąga wyższą moc, jest bardziej elastyczny. Jednym słowem same plusy.

Zobacz też: Czym jest porting głowicy? Co dzięki niemu uzyskamy?

Konstruktorzy turbosprężarek widząc jak wiele korzyści za sobą niosą. Szczególnie w przypadku silników o zapłonie samoczynnym. Zaczęli je udoskonalać. Początkowo gazy, które musiały zostać usunięte, jeśli ciśnienie doładowania zbyt rosło, regulował zwór turbiny. Zwany wastegate (z ang.). Był to zawór umieszczony po stronie gorącej przed turbiną, który uchylając się, wpuszczał nadmiar spalin bezpośrednio do kolektora wydechowego, omijając turbo, aby nie doprowadzić do dalszego rozpędzania wirnika, a w efekcie zbyt wysokiego doładowania.

Jednak turbiny ze wspomnianym wastegate’m, miały problem z szybkim rozpędzeniem wirnika przy niskich obrotach. Szczególnie jeśli były większych gabarytów. Gdyż potrzebna większa ilość spalin, pojawiała się dopiero przy wyższych obrotach. Stąd duża zwłoka, zanim ciśnienie doładowania osiągnęło pożądaną wartość, co przekładało się na później dostępny maksymalny moment obrotowy.
* (na samym dole artykułu źródło obrazka powyżej i poniżej)

Chcą uniknąć takiego zachowania i uzyskać go szybciej. Wymyślono turbosprężarkę o zmiennej geometrii łopatek. Różni się ona od wcześniejszej, ponieważ po stronie gorącej zastosowano pierścień z „żaluzjami”, które odpowiednio ukierunkowują spaliny na wirnik. Nie występuje już w niej zawór wastegate. Kierownice gazów wylotowych umieszczone są przed wirnikiem. Ich zadaniem jest skierowanie spalin na zewnętrzną części łopatek, tak by wałek nabrał jak największego rozpędu, jeśli jest mało gazów wylotowych lub ich brakuje, a wymagany duży przyrost ciśnienia. Spowoduje to jego uzyskanie, gdy silnik ma jeszcze niskie obroty i w efekcie niewiele spalin. Natomiast przy wzroście obrotów i pojawieniu się dużej ilości, ich nadmiar spowodowałby za mocne rozpędzenie łopatek. Nastąpiłoby zbyt wysokie doładowanie, dlatego żaluzje układają się w taki sposób, aby kierować gazy do wewnątrz łopatek (do osi wałka) i spowolnić wirnik, właściwie regulując ciśnienie doładowania. Takie rozwiązanie pozwoliło pozbyć się potocznie zwanej „turbodziury”, która jest praktycznie niezauważalna w przypadku turbosprężarki VTG (Variable Turbo Geometry) ze zmienną geometrią.

Zobacz też: Mechanizm różnicowy – jak to działa?

Oczywiście, każde rozwiązanie ma jakieś bolączki. Nie inaczej jest w tym przypadku. Kierownice spalin wewnątrz turbiny sterowane są najczęściej podciśnieniowo. Pośrednio poprzez cięgno, które niestety w przypadku zanieczyszczeń „żaluzji” nie jest w stanie nimi płynnie poruszać. Zanieczyszczenia biorą się zwykle z sadzy, która w małym stopniu pojawia się w spalinach i osiada na kierownicach. Zaczynają się one blokować. Nieprecyzyjne sterowanie powoduje skoki ciśnienia doładowania. Ostatecznie złą pracę sprężarki.

Samochody wyposażone w tego rodzaju turbo nie znoszą jazdy na krótkich odcinkach, szczególnie po mieście. Układ nie pracuje w pełnym zakresie, a niedostatecznie rozgrzany silnik ma więcej sadzy w spalinach, która osiada i bez wykonania dynamicznej jazdy nagromadza się. Wręcz zalecane są wyjazdy na trasę i praca rozgrzanego silnika pod obciążeniem, by oszczędzić problemów. Gdy jednak zmienna geometria poprzez nieczystości zostanie zablokowana wystąpi przeładowanie lub zbyt niskie doładowanie (rzadziej) i sterownik silnika przejdzie w tryb awaryjny. Samochód będzie jechał jakby z wyłączoną turbosprężarką. Wtedy należy udać się do serwisu, na jej wymontowanie.

Zobacz też: Napęd 4x4 - jakie rozwiązania oferują producenci?

Po otworzeniu „muszli” strony gorącej, wymontowaniu zespołu sterującego geometrią i wyczyszczeniu elementów, ponownym zamontowaniu i założeniu, problem powinien zniknąć. Wówczas znów można cieszyć się – dynamiczną jazdą.

Autopromocja

REKLAMA

Źródło: INFOR

Oceń jakość naszego artykułu

Dziękujemy za Twoją ocenę!

Twoja opinia jest dla nas bardzo ważna

Powiedz nam, jak możemy poprawić artykuł.
Zaznacz określenie, które dotyczy przeczytanej treści:

REKLAMA

Komentarze(0)

Pokaż:

Uwaga, Twój komentarz może pojawić się z opóźnieniem do 10 minut. Zanim dodasz komentarz -zapoznaj się z zasadami komentowania artykułów.
    QR Code

    © Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu za zgodą wydawcy INFOR PL S.A.

    Moto
    Zapisz się na newsletter
    Zobacz przykładowy newsletter
    Zapisz się
    Wpisz poprawny e-mail
    Ten Opel spala tylko 5 litrów benzyny na 100 km. Ruszają zamówienia na hybrydową Astrę. Ile kosztuje?

    Opel Astra L wykonuje kolejny krok w stronę eko-mobilności. Właśnie stała się hybrydą, a właściwie to lekką hybrydą. Oferuje 136 koni mocy i spalanie wynoszące tylko 5 litrów. Ile kosztuje Astra Hybrid w Polsce?

    Nie tylko na pasach. Tu pieszy ma pierwszeństwo... wszędzie. Niebieski znak zmienia wszystko. Lepiej go poznaj

    Niebieski znak informuje kierowcę o tym, że wjechał właśnie do strefy zamieszkania. A tu reguła jest jedna. To królestwo pieszego. To on ma pierwszeństwo. Choć szczególne zasady ruchu nie ograniczają się tylko do tego wymogu.

    "Rzucimy jeszcze okiem na oponki" Od tych słów często zaczyna się poważny problem kierowców. Mandaty za opony do 3 tys. zł

    Policjant podczas kontroli drogowej może sprawdzić nie tylko dokumenty pojazdu. Równie dobrze może przyjrzeć się oponom. Co to jednak oznacza w praktyce? To ważne pytanie w momencie, w którym rozpoczyna się sezon wymiany opon na letnie.

    Stan techniczny roweru. Za jakie usterki kierowca może dostać mandat w 2024 r.?

    Koła się kręcą, a więc rower jest sprawny? No właśnie nie. Cykliści przed rozpoczęciem sezonu powinni sprawdzić stan techniczny pojazdu. Przy czym kluczowy jest jeden element. Wyładowana bateria może bowiem kosztować kierującego nawet 3000 zł.

    REKLAMA

    Tracą prawo jazdy za prędkość w mieście, ale nie mają go jak odzyskać przez długie miesiące. Paradoks po wyroku TK

    Kierowca za przekroczenie prędkości w mieście o więcej niż 50 km/h stracił prawo jazdy. Teoretycznie, bo decyzji nie potwierdził starosta. W takim przypadku kierujący trafia w próżnię. Bo prawa jazdy nie ma i nie wiadomo, kto miałby mu oddać dokument. W efekcie zakaz obowiązuje dużo dłużej, niż zakładane w prawie 3 miesiące.

    Oto cennik nowej Dacii Duster III. Za auto trzeba zapłacić co najmniej 79 900 zł. Sprzedaż właśnie ruszyła

    Trzecia generacja Dacii Duster oficjalnie wchodzi do polskiej sieci sprzedaży. Marka wskazała cennik dla roku 2024. Za rumuńskiego SUV-a trzeba zapłacić minimum 79 900 zł. Od tej wartości zestawienie jednak dopiero startuje.

    Małe pojazdy elektryczne miejską przyszłością? Tak twierdzi polska firma

    Polski producent małych pojazdów elektrycznych zaczynał od pojazdów dla... seniorów. Dziś jest jedną z najbardziej popularnych marek pojazdów elektrycznych w Europie. Czy sukces firmy oznacza, że małe pojazdy elektryczne są miejską przyszłością?

    Idzie wiosna. A to oznacza, że na drogach robi się... coraz bardziej niebezpiecznie

    Wiosna za pasem. To dobra wiadomość dla kierowców? I tak, i nie. Tak, bo poprawiają się warunki drogowe. Nie, bo wiosną wcale bezpieczniej nie jest. To od wiosny właśnie zaczyna rosnąć ilość wypadków na drogach. Sprawdźcie, czemu tak się dzieje.

    REKLAMA

    Dostałeś drogową pocztówkę z Warszawy? Nie wskażesz kierowcy auta, a grozi ci 8 tys. zł mandatu

    Pocztówki ze stolicy potrafią być naprawdę drogie. Szczególnie te wysłane jako zdjęcie z fotoradaru. Znak X postawiony nie w tym miejscu, może podwyższyć karę nawet do 8000 zł. Za co należy się tak wysoka grzywna? Za niewskazanie kierującego.

    Jeździsz rowerem po mieście? O tym pamiętaj!

    Niektórzy na rowerze jeżdżą przez cały rok, inni przesiadają się dopiero jak robi się cieplej. Przepisy obowiązują wszystkich, dlatego warto je znać, zwłaszcza, gdy się korzysta z roweru w mieście. Za niektóre przewinienia może grozić mandat. 

    REKLAMA