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
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.

Zobacz też: Różnice pomiędzy wtryskiem pośrednim i bezpośrednim

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

Co w takim razie z Dieslem?

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.

Chcesz dowiedzieć się więcej, sprawdź »
Kodeks kierowcy. Zmiany 2022. Mandaty. Punkty karne. Znaki drogowe
Kodeks kierowcy. Zmiany 2022. Mandaty. Punkty karne. Znaki drogowe
Tylko teraz
Źródło: INFOR
Czy ten artykuł był przydatny?
tak
nie
Dziękujemy za powiadomienie
Jeśli nie znalazłeś odpowiedzi na swoje pytania w tym artykule, powiedz jak możemy to poprawić.
UWAGA: Ten formularz nie służy wysyłaniu zgłoszeń . Wykorzystamy go aby poprawić artykuł.
Jeśli masz dodatkowe pytania prosimy o kontakt

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
    Mandat za parkowanie na drodze wewnętrznej
    Mandat za parkowanie na drodze wewnętrznej? Dziś zastanowimy się nad tym czy jest możliwy, a jak tak to ile wynosi. Co mówią przepisy?
    Ile jest fotoradarów w Polsce? A ile w Europie?
    Ile jest fotoradarów w Polsce? Dokładnie 587. Jak jednak ta liczba wypada na tle innych krajów Europy? W Wielkiej Brytanii jest ich 10-krotnie więcej.
    Przyczyny zużycia opon? Oto główni zabójcy ogumienia
    Przyczyny zużycia opon? Lista jest dość długa. Warto ją jednak poznać. W ten sposób kierujący może przedłużyć czas życia ogumienia w swoim aucie.
    Strefy czystego transportu w Polsce. Kto będzie pionierem?
    Strefy czystego transportu w Polsce. Co oznaczają? Czemu kierowcy ich nie chcą? I które miasto utworzy pierwszą? Sprawdźmy.
    Mandaty w wakacje 2022. Mamy rekordzistę. To OPP z Lublina
    Mandaty w wakacje 2022 nie będą niskie? Tylko w lipcu przekonało się o tym prawie 114 tys. kierowców. Tyle złapały rejestratory systemu CANARD ITD.
    Opłata za odholowanie pojazdu 2023. Nowe stawki!
    Opłata za odholowanie pojazdu 2023 jest już znana. Po 1 stycznia kierowcy mogą się spodziewać... podwyżek. Sprawdźmy jak duże będą.
    Rozbieżne stawki podatku od podziemnych miejsc garażowych. MF nie planuje zmian
    Nadal wpływają skargi do RPO na odmienne stawki podatku od podziemnych stanowisk garażowych w budynkach wielorodzinnych. Podatek zależy od tego, czy jest to odrębna własność, czy tzw. pomieszczenie przynależne do lokalu mieszkalnego. Marcin Wiącek zwraca uwagę na ten problem minister finansów Magdalenie Rzeczkowskiej.
    Płatność za paliwo przy dystrybutorze... jest możliwa!
    Płatność za paliwo przy dystrybutorze? To możliwe. Podjeżdżasz na stację, tankujesz paliwo, naciskasz przycisk w telefonie i odjeżdżasz.
    Kara za brak OC 2023. Podwyżka i to dwukrotna!
    Kara za brak OC w roku 2023 wzrośnie i to... dwukrotnie. Tak, dwukrotnie. Czemu tak się stanie i jak wysokiego skoku opłaty można się spodziewać?
    Strajk egzaminatorów WORD. Bez egzaminów od 8 sierpnia
    Strajk egzaminatorów WORD? Tak, powracają oni do protestu od poniedziałku 8 sierpnia. To oznacza, że egzaminy na prawo jazdy nie będą się odbywać.
    Benzyna E10. Czym jest i czy jest szkodliwa dla silnika?
    Benzyna E10. Ma się ona stać jednym z rozwiązań problemów paliwowych. Czym jednak tak właściwie jest i czy silniki w autach ją wytrzymają?
    Polski Ład 2.0 od lipca – czy przewoźnicy na nim zyskają?
    Rozliczanie pracowników od nowego roku 2022 przysporzyło problemów niejednemu pracodawcy i księgowemu. Chociaż z założenia Polski Ład miał uprościć dotychczasowy system podatkowy i obniżyć ich wysokość, zmiana przepisów od stycznia jeszcze bardziej go skomplikowała.
    Wakacyjne podróże samochodem a ubezpieczenie
    Ubezpieczenie OC jest obowiązkowe dla posiadacza każdego pojazdu mechanicznego. Istnieją jednak jeszcze dobrowolne ubezpieczenia komunikacyjne, m.in. AC, Assistance i NNW. Wakacje to wzmożony okres korzystania z auta w Polsce i za granicą, więc warto się nad nimi zastanowić. Co należy wiedzieć, aby uniknąć niepotrzebnych kosztów nieprzewidzianego zdarzenia podczas podróży?
    Pierwsza obniżka cen na rynku samochodów używanych od dwóch lat
    AURES Holdings obniżył ceny 1700 aut używanych w sieci AAA AUTO, a łączna kwota aktualnych rabatów wynosi 2 mln złotych.
    Wakacyjna podróż samochodem elektrycznym, 5 rad na urlop bez stresu
    Coraz więcej kierowców wybiera samochody elektryczne. W czasie dalszych podróży zmagają się oni z ograniczeniami związanymi z zasięgiem oraz czasem ładowania pojazdów. Ekspert z SEAT S.A. daje 5 cennych wskazówek, jak w pełni wykorzystać podróże w 100% elektryczne. Planowanie trasy, racjonalne korzystanie z klimatyzacji i utrzymywanie poziomu naładowania baterii między 30% a 80% - to tylko niektóre z jego zaleceń.
    Polisa dla auta elektrycznego
    AC jest szczególnie ważne dla samochodów elektrycznych. Na co zwrócić uwagę?
    Jakie auta najchętniej wybierają przedsiębiorcy?
    Badania Automarket.pl wskazują, że 78 proc. przedsiębiorców poszukuje nowego auta, ale aktualna sytuacja powoduje, że skupiają się na rynku wtórnym – wg danych platformy ponad połowa przedsiębiorców decyduje się na pojazdy w wieku 4-5 lat, a tylko 12 proc. na roczne auta. Wg PZPM w czerwcu 2022 roku liczba rejestracji nowych aut osobowych na REGON była o 15,2 proc. niższa niż rok wcześniej. Przedsiębiorcy stanowią jednak 71 proc. rynku.
    Cena paliwa a pensja. Ile kilometrów można przejechać za średnią krajową w krajach UE
    Obywatel Luksemburga przejedzie za dzienny zarobek trzy razy więcej kilometrów niż Polak. Rosnące ceny benzyny ograniczają możliwości Europejczyków w kwestii podróżowania.
    Rośnie liczba wypadków na autostradach
    Autostrady są najbardziej niebezpieczne w okresie letnim. Liczba wypadków na nich rośnie z każdym rokiem.
    Polska coraz niżej w światowym rankingu jakości dróg
    Polska zajęła 26 miejsce w Europie i 43 na świecie w rankingu jakości infrastruktury drogowej. Spośród europejskich krajów wyprzedziliśmy tylko Bułgarię, Turcję, Rumunię i Chorwację. Lepiej jakość dróg została oceniona w Słowacji, Węgrzech, Litwie czy Czechach.
    Audiobooki zmniejszają ryzyko zaśnięcia za kółkiem w trasie
    Polacy nie mają czasu na czytanie książek, ale rokrocznie tracą po kilkadziesiąt godzin na stanie w korkach. Yanosik Autoplac wraz z Audioteką chcąc zwiększyć poziom czytania wśród polskich kierowców, rozpoczynają dużą kampanię udostępniania bezpłatnych audiobooków zmotoryzowanym Polakom, którzy mogą ich słuchać w trasie na wakacje, w korkach, w drodze do pracy, a nawet w trakcie jazdy do sklepu czy na zakupach.
    Jazda po drogach wewnętrznych bez OC i odszkodowania?
    Podczas wakacji boczne drogi kuszą nie tylko miłośników spacerów na łonie natury. Część takich dróg ma charakter prywatny - są to drogi wewnętrzne. Bywają one nieoznaczone i zaniedbane, co niestety sprzyja wypadkom. Warto zatem dowiedzieć się, czy w razie szkód związanych ze złym stanem drogi można kierować roszczenia względem jej właściciela. Eksperci porównywarki ubezpieczeniowej Ubea.pl wyjaśniają również, czy na polnej (wewnętrznej) drodze będzie działało obowiązkowe OC. W tym kontekście warto omówić ciekawy wyrok, który niedawno zapadł przed Sądem Okręgowym w Katowicach.
    W którym mieście jeździ się najlepiej? Będziecie zdziwieni...
    W którym mieście jeździ się najlepiej? To pytanie, które zostało postawione przed kolejną edycją polskiego rankingu. Odpowiedź? Ta może zdziwić!
    Ile kosztuje OC 2022? Jest tanio, ale będzie... drożej! Musi być!
    Ile kosztuje OC 2022? Czasami polisę dla auta można kupić za 160 zł. Tyle że do takich cen przyczepił się KNF. Wniosek? Będzie drożej. I to niedługo.
    Auto zastępcze na czas naprawy? Tak! Tylko aut może brakować...
    Auto zastępcze na czas naprawy staje się rynkowym standardem. I choć kierowcy chętnie korzystają z tej opcji, firmy realizujące wynajmy mają problem.