Kategorie

Turbosprężarka o zmiennej geometrii łopatek

Rafał Heda
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

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

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.

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)

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
    1 sty 2000
    24 cze 2021
    Zakres dat:
    Zapisz się na newsletter
    Zobacz przykładowy newsletter
    Zapisz się
    Wpisz poprawny e-mail

    Czy można zobaczyć nagranie z egzaminu na prawo jazdy?

    Czy można zobaczyć nagranie z egzaminu na prawo jazdy? Jak najbardziej. Niestety tylko w przypadku, w którym kandydat... nie zda egzaminu.

    Kurs reedukacyjny: co to jest?

    Kurs reedukacyjny: co to jest i w jakich przypadkach jest konieczny? Dziś opowiemy o szkoleniach organizowanych przez WORD-y.

    Ile kosztuje licencja taxi?

    Ile kosztuje licencja taxi? Kierowca musi spełnić parę wymogów formalnych. Na jaki wydatek musi się przygotować? Kilkaset złotych.

    Jak zostać kierowcą Ubera? To w pewnym sensie proste...

    Jak zostać kierowcą Ubera? Choć wymogi nie są zaporowe, jest kilka punktów, które musi wypełnić kandydat. Zaraz opowiemy o procesie autoryzacji.

    Qashqai zostaje w Wielkiej Brytanii. Sunderland zaczyna produkcję

    Qashqai zostaje w Wielkiej Brytanii. Pomimo brexitu Nissan nie zdecydował się na przeniesienie produkcji z Wysp Brytyjskich.

    Zgoda na nadanie numeru VIN. Kiedy jest wydawana?

    Zgoda na nadanie numeru VIN jest wydawana przez wydział komunikacji w określonych przypadkach. Jakich? O tym opowiemy za chwilę.

    Dopisanie współwłaściciela do dowodu rejestracyjnego

    Dopisanie współwłaściciela do dowodu rejestracyjnego: jak załatwić formalności? Warto dobrze przygotować się do wizyty w wydziale komunikacji.

    Jak zostać instruktorem nauki jazdy?

    Jak zostać instruktorem nauki jazdy? Na drodze do tzw. "L-ki" kierowcy stoi przede wszystkim kurs organizowany głównie w WORD-ach.

    Pozwolenie na kierowanie tramwajem. Co musisz o nim wiedzieć?

    Pozwolenie na kierowanie tramwajem to tak naprawdę prawo jazdy na tramwaj. Jak się je zdobywa i jakie warunki należy spełnić?

    Nowy Peugeot 308 SW - jest po prostu piękny!

    Nowy Peugeot 308 SW został oficjalnie zaprezentowany. Powabne kombi ma 600-litrowy bagażnik i paletę pięciu silników.

    Peugeot 2008 [TEST]: mały, miejski lew dorósł!

    Peugeot 2008 jest miejskim crossoverem. Niech jednak ten tytuł Was nie zmyli. Bo auto jest bardziej dojrzałe, niż mogłoby się wydawać!

    Brak tabliczki znamionowej w przyczepie. No i jest problem...

    Brak tabliczki znamionowej w przyczepie? Kierowcę czeka wizyta w wydziale komunikacji, stacji kontroli pojazdów i znowu wydziale komunikacji.

    Zastaw rejestrowy na samochodzie. Jak sprawdzić auto?

    Zastaw rejestrowy na samochodzie. Jak sprawdzić czy używane auto nie jest obciążone prawami osób trzecich? Są na to tak naprawdę trzy sposoby.

    Zgubiłem numer PKK. Co zrobić w takiej sytuacji?

    Zgubiłem numer PKK. Jak go odzyskać? No i tu pojawia się spory problem, bo kandydata na kierowcę czeka... No właśnie co?

    Sprzedaż części używanych na oku fiskusa. Ruszają kontrole.

    Sprzedaż części używanych na celowniku skarbówki. Powód? Wielu sprzedawców albo nie zarejestrowało nawet firmy, albo zaniża dochody ze sprzedaży.

    Ile elektryk przejedzie na rezerwie?

    Firma Edmunds sprawdziła, jaki dystans może pokonać samochód elektryczny, gdy komputer pokładowy pokazuje, że mają 0 km zasięgu.

    Audi RS e-tron GT: w 3,2 sek. do setki w elektryku! Pierwsza jazda.

    Audi e-tron GT choć jest elektryczny, powstaje w tej samej fabryce co R8. Choć nie emituje spalin, generuje potężną ilość emocji.

    Zastaw rejestrowy na pojeździe. Czym jest i kiedy jest wpisywany?

    Zastaw rejestrowy na pojeździe. Czyli dziś opowiemy o tym, czemu pojawia się taka adnotacja w dokumentach pojazdu i jak się jej pozbyć.

    Nadanie nowego numeru VIN. Na czym polega?

    Nadanie nowego numeru VIN może być konieczne po poważnej modyfikacji pojazdu. jak przeprowadzić procedurę zgodnie z przepisami?

    Wydanie dowodu rejestracyjnego zatrzymanego przez Policje

    Wydanie dowodu rejestracyjnego zatrzymanego przez Policje. Czyli jak odzyskać dokumenty pojazdu po kontroli funkcjonariuszy?

    Status PKK: nieprawidłowe dane. Co to oznacza?

    Status PKK: nieprawidłowe dane. Co oznacza taki komunikat pojawiający się w systemie info-car.pl? Kandydat na kierowcę nie ma się co martwić.

    Mitsubishi L200 po tuningu. Po fabrycznym tuningu!

    Mitsubishi L200 świetnie radzi sobie w terenie. Ma jednak pewną słabość. 150 koni to niezbyt dużo. Na szczęście Japończycy mogą coś na to poradzić.

    Zdjęcie samochodu z rejestracją nie narusza RODO

    Zdjęcie samochodu z rejestracją spokojnie można publikować. Powód? Numer rejestracyjny pojazdu nie stanowi danych osobowych.

    Cupra Ateca [TEST]: w 4,9 sek. do setki w... rodzinnym SUV-ie

    Cupra Ateca choć ma typowo rodzinne ubranie, oferuje kierowcy aż 300 koni. Czy takie połączenie sprawdza się na drodze?

    Jak sprawdzić numer PKK? Kierowcę czeka wizyta w urzędzie...

    Jak sprawdzić numer PKK? Niestety, ale ustawodawca nie przewidział możliwości sprawdzenia online. To oznacza, że kierowca musi zawitać w urzędzie.