W jaki sposób działa turbosprężarka samochodowa

Silnik odrzutowy ssie zimne powietrzu z przodu, ściska go w komorze, w której spala się paliwo, a następnie wyrzuca gorące powietrze z tyłu, dając siłę napędową dla samolotu. Tak w jednym zdaniu można streścić działanie silnika lotniczego. Tylko co to ma wspólnego z turbosprężarką w samochodach? Okazuje się, że bardzo dużo.

Skąd większa moc w samochodzie?

W turbosprężarce samochodowej stosuje się bardzo podobną zasadę do silnika tłokowego. Wykorzystuje ona gaz wydechowy do napędzania turbiny. To powoduje, że sprężarka spręża powietrze (i tlen) do cylindrów, co pozwala na spalanie większej ilości paliwa – a silnikowi na uzyskanie większej mocy. Sprężarka doładowująca jest bardzo podobna do turbosprężarki, ale zamiast napędzania gazami spalinowymi za pomocą turbiny, jest zasilana z wirującego wału korbowego samochodu. Turbosprężarka jest w istocie dwoma małymi wentylatorami powietrza (nazywanymi również wirnikami lub pompami gazowymi), osadzonymi na tym samym metalowym wale, dzięki czemu obie obracają się wokół siebie. Przez jeden z tych wentylatorów, zwany turbiną, przechodzi strumień spalin z cylindrów. Gdy cylindry nadmuchują gorące gazy po łopatkach wentylatora, te obracają się, a wał, z którym są połączone, również się obraca.

Schemat działania turbosprężarki

Drugi wentylator nazywany jest sprężarką – a ponieważ jest umieszczony na tym samym wale co turbina, również się kręci. Jest on zamontowany wewnątrz wlotu powietrza w samochodzie, zatem gdy się obraca, wciąga powietrze do samochodu i przekazuje je do cylindrów. Uproszczony schemat przedstawiający części składowe turbosprężarki i ich działanie:

• Powietrze chłodzące wchodzi do wlotu silnika i kieruje się w stronę sprężarki;
• Wentylator sprężarki pomaga zasysać powietrze;
• Sprężarka ściska i nagrzewa powietrze, po czym ponownie je wydmuchuje;
• Gorące, sprężone powietrze ze sprężarki przechodzi przez wymiennik ciepła, który je ochładza;
• Chłodzone, sprężone powietrze wchodzi do wlotu cylindra. Dodatkowy tlen pomaga spalić paliwo w cylindrze szybciej. Ponieważ cylinder wypala więcej paliwa, wytwarza energię szybciej i może wysyłać więcej mocy do kół poprzez tłok, wały i koła zębate;
• Gorące gazy spalinowe wydmuchiwane przez wentylator turbiny powodują, że łopatki wentylatora obracają się z dużą prędkością;
• Wirująca turbina jest montowana na tym samym wale, co sprężarka…
• …więc kiedy turbiny obracają się, sprężarka też się kręci.

Jak widać, turbosprężarka to nie taka prosta sprawa. Kiedy się zepsuje lub będzie wymagała regeneracji, lepiej będzie powierzyć to profesjonalnej firmie, niż zajmować się tym samemu. Taką firmą jest np. specjalizująca się w regeneracji turbosprężarek firma Turbolux.