Jak działa turbodoładowanie?

Turbodoładowanie - dlaczego warto je mieć?

Natężenie wytwarzania ciepła można dość swobodnie regulować w dużych granicach (przyspieszanie, obroty maksymalne, zmniejszanie obrotów, bieg jałowy). Natomiast zwiększanie sprawności silnika jest ograniczone wieloma czynnikami, co powoduje, że nie należy oczekiwać wyraźnego zwiększania jego mocy w ten sposób. Zwiększanie natężania wydzielania ciepła w silniku spalinowym można uzyskać albo przez zwiększanie jego pojemności skokowej, albo przez zwiększenie częstotliwości zapłonów, czyli zwiększenie liczby jego obrotów w jednostce czasu. Albo zwiększając sprawność napełniania cylindrów świeżymi porcjami powietrza lub mieszanki paliwowo-powietrznej. To ostatnie realizowane jest w procesie doładowania silnika, czyli zasilania go wstępnie sprężonym powietrzem.

Zobacz również: Co zrobić, gdy spod maski wydobywa się dym?

Istnieją trzy podstawowe sposoby doładowania silnika:

1. sprężarka z napędem mechanicznym (z wału silnika);
2. turbosprężarka, zasilana energią gazów spalinowych, opuszczających silnik;
3. system Comprex, polegający na bezpośrednim wykorzystaniu energii spalin do sprężania powietrza bez udziału elementów mechanicznych (sprężarki).

Najpopularniejszy i zarazem najwygodniejszy sposób doładowania silnika spalinowego polega na zastosowaniu turbosprężarki. Są różne rodzaje sprężarek, z których tzw. promieniowe odznaczają się największą sprawnością. Spaliny, które je napędzają, przepływają mniej więcej wzdłuż promienia jej wirnika, powodując jego rotację, a tym samym rotację wirnika turbiny, sprężającego powietrze.

Zastosowanie turbosprężarki w silniku spalinowym powoduje znaczny wzrost jego mocy, dochodzący nawet do 50%. Opór przepływu, jaki wirnik sprężarki stawia spalinom jest niewielki, znacznie mniejszy, niż opór stawiany przez zwykły typowy tłumik wydechu. Ponieważ w turbinie sprężarki następuje wstępne rozprężenie spalin, możliwe jest stosowanie tłumików o małych oporach przepływu. Dzięki temu opróżnianie cylindrów ze spalin jest znacznie łatwiejsze niż w silnikach bez turbosprężarek. W pewnym stopniu zastosowanie turbosprężarki wpływa na zmniejszenie hałaśliwości silnika.

Zobacz również: Jak zabezpieczyć silnik przed uszkodzeniami mechanicznymi?

Doładowanie silników z zapłonem samoczynnym (Diesla) nie jest procesem technicznie tak trudnym, jak doładowanie silników o zapłonie iskrowym. W ich przypadku spaliny mają znacznie wyższą temperaturę w chwili opuszczania cylindrów i aby nie powodować szybkiego zużywania wirnika sprężarki muszą być wstępnie schłodzone.Co gorsza, w układzie wydechowym takiego silnika zbiera się często nie spalone paliwo i gdy nastąpi jego zapłon od gorących spalin, objawiający się tzw. wystrzałem w tłumik, może spowodować uszkodzenia turbiny. Dlatego konieczne jest stosowanie specjalnych zabezpieczeń, nie spotykanych w przypadku silników z zapłonem samoczynnym.