Jak działa turbosprężarka?

Trend downsizingu w projektowaniu silników do pojazdów spalinowych doprowadził do powszechnego wykorzystania turbosprężarek. Czym jest i jak działa turbosprężarka? Sprawdź, jakie korzyści płyną z montażu tego podzespołu we współczesnych samochodach.

Turbosprężarki, które dziś są tak powszechnie stosowane przez firmy motoryzacyjne, nie są nowym wynalazkiem – to rozwiązanie znane od ponad 100 lat. Początkowo turbosprężarki były wykorzystywane w napędach statków, aby później znaleźć zastosowanie w lotnictwie i motoryzacji – w pierwszej kolejności w samochodach ciężarowych, a następnie w autach osobowych.

Co trzeba wiedzieć o działaniu turbosprężarki?

Zasada działania turbosprężarki jest następująca: turbosprężarka spręża powietrze, które dostaje się do układu dolotowego i następnie pod ciśnieniem zostaje skierowane do jednostki napędowej. Obecność turbosprężarki w pojeździe powoduje, że do komory spalania zostaje wtłoczona większa ilość powietrza. Ma to swoje konsekwencje – przekłada się na lepsze osiągi, a także pozwala zmniejszyć emisję spalin (zwłaszcza CO2), co jest istotne ze względów środowiskowych. Korzyści jest zatem wiele.

Aby turbosprężarka mogła spełniać swoją funkcję, konieczne jest wprawienie jej w ruch – za to odpowiadają spaliny pochodzące z pracującego silnika. Napędzają one turbinę turbosprężarki, która jest połączona z wirnikiem kompresora (wirnik sprężarki). Zadaniem tego drugiego elementu jest właśnie sprężenie świeżego powietrza dostarczanego do silnika.

Jak jest zbudowana turbosprężarka?

W turbosprężarce wyodrębnić można trzy części – są to: część gorąca, część chłodna i rdzeń. Część gorąca odpowiada za wprawienie całego podzespołu w ruch (wykorzystuje w tym celu spaliny), z kolei zadaniem części chłodnej jest sprężenie powietrza. To jednak bardzo ogólna informacja o budowie turbosprężarki – w ujęciu bardziej szczegółowym budowa turbosprężarki jest następująca:

• Wirnik i korpus turbiny – to elementy, z których składa się turbina (część gorąca). Co ważne, korpus musi zostać wykonany z materiałów odpornych na działanie wysokiej temperatury. Najczęściej jest to żeliwo.
• Wirnik i korpus sprężarki – składają się na część chłodną turbosprężarki. Z uwagi na dużo niższe temperatury korpus wykonuje się z innych materiałów – często wykorzystywane jest aluminium.
• Rdzeń turbosprężarki (koras) – pod tą nazwą kryje się wał łączący wirniki sprężarki i turbiny wraz z łożyskami (łożyska ślizgowe) i układem smarowania. Często rdzeń bywa też rozumiany jako wał wraz z dwoma wirnikami.

Różnice między rodzajami sprężarek: wastegate, free float i VNT/VTG

Czym jest turbodziura?

To potoczne określenie opóźnienia, jakie ma miejsce pomiędzy nagłym wciśnięciem pedału gazu a chwilą, gdy turbosprężarka zaczyna pracować z pełnymi obrotami. Występowanie turbodziury ma związek z budową pojazdu – turbosprężarka nie jest integralnym elementem silnika, ale pracuje między układem wydechowym i układem dolotowym. Obroty sprężarki są zależne od prędkości spalin – wirnik potrzebuje też czasu, aby się rozpędzić.

W pewnym uproszczeniu zjawisko to przebiega następująco:

1. Kierowca wciska pedał gazu, by przyśpieszyć
2. Jednostka sterująca silnika zwiększa dawkę paliwa dostarczaną przez wtryskiwacze
3. Przepustnica otwiera się szerzej, by dostarczyć więcej powietrza do komory spalania
4. Zwiększa się prędkość, jaką mają gazy wylotowe napędzające turbinę turbosprężarki
5. Sprężarka przyśpiesza, zwiększając ciśnienie powietrza w układzie dolotowym
6. Intercooler schładza powietrze dostające się do komory spalania
7. Dzięki sprężonemu i schłodzonemu powietrzu dostarczonemu do silnika przez turbosprężarkę, auto sprawniej przyśpiesza

Jakie zalety i wady ma zastosowanie w aucie turbosprężarki?

To nie przypadek, że turbosprężarki zaczęły być szeroko wykorzystywane w motoryzacji – dzięki nim poprawiają się osiągi pojazdu, a zatem i komfort jazdy. Jednak ten komponent ma więcej zalet. Jednocześnie ma też pewne wady, których świadomość powinien mieć każdy właściciel pojazdu.

Zalety turbosprężarki

• Wzrost sprawności silnika. Parametr ten wzrasta dzięki wykorzystaniu spalin do napędzania turbosprężarki – w innym przypadku ich energia zostałaby zmarnowana.
• Wzrost mocy silnika. Moc silnika wzrasta dzięki dostarczeniu do komory spalania większej ilości powietrza.
• Niższe zużycie paliwa. Ma to związek m.in. ze wzrostem sprawności i lepszymi parametrami spalanej mieszanki paliwowo-powietrznej.

Wady turbosprężarki

• Zjawisko turbodziury. Nie jest ono specjalne uciążliwe, gdyż trwa jedynie kilka sekund, jednak dla niektórych kierowców jest ono nieakceptowalne.
• Wyższe koszty napraw. Jeżeli silnik spalinowy współpracuje z turbosprężarką, to kierowca musi się spodziewać wyższych kosztów naprawy usterek jednostki napędowej.
• Szybsze zużycie podzespołów. Większe osiągi to również większe siły, które oddziaływają na poszczególne elementy układu napędowego. Skutkuje to koniecznością ich częstszej naprawy lub wymiany.

Turbosprężarka a CO2 – jak turbosprężarka obniża emisję CO2?

Osiągi samochodu czy komfort kierowcy są istotne, ale nie są to główne powody, dla których producenci aut montują w nich turbosprężarki. Przyczyną są również coraz bardziej wyśrubowane normy emisji spalin. Tymczasem obecność turbosprężarki w pojeździe korzystnie wpływa na proces spalania – jest on bardziej efektywny. Konsekwencją jest niższa emisja dwutlenku węgla (CO2).

Jak to się dzieje, że turbosprężarka nie tylko poprawia sprawność silnika, ale również pozwala ograniczyć emisję spalin? Po pierwsze, wraz z coraz bardziej rygorystycznymi normami emisji spalin koncerny motoryzacyjne montują w oferowanych pojazdach mniejsze jednostki napędowe. Turbosprężarka zapewnia, że taki silnik będzie uzyskiwał pożądane osiągi. Po drugie, praca turbosprężarki sprawia, że spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej przebiega w korzystniejszych warunkach.

Dopuszczalne wartości CO2 w zależności od różnych norm Euro

Jak dbać o wirnik turbiny?

Podczas codziennej eksploatacji samochodu łopatki wirnika turbosprężarki są narażone na mikrouszkodzenia – ich przyczyną może być pył czy ziarenka piasku, które są zasysane do układu dolotowego z zewnątrz pojazdu. Z tego względu jedną z najważniejszych czynności serwisowych, jakie należy regularnie wykonywać w autach z turbodoładowanym silnikiem, jest wymiana filtra powietrza. Na tej części eksploatacyjnej nie warto oszczędzać – pozwoli to uniknąć kosztownej naprawy turbosprężarki w przyszłości.

Inną istotną kwestią jest okresowe sprawdzanie szczelności układu dolotowego. W razie pęknięcia przewodu czy uszczelki może dojść do zasysania tzw. lewego powietrza, które będzie dostawać się do silnika i turbosprężarki z pominięciem filtra. Oznacza to, że wirnik sprężarki nie będzie w żaden sposób chroniony przed szkodliwym działaniem drobin i pyłów obecnych w powietrzu.

Uszkodzona turbosprężarka – jakie objawy na to wskazują?

Jednym z charakterystycznych symptomów wskazujących na uszkodzenie turbosprężarki jest dźwięk podobny do gwizdania. Prawidłowo pracująca turbosprężarka nie powinna wydawać takiego odgłosu. Jednak na problemy z tym podzespołem wskazywać mogą również inne objawy. Należą do nich:

• Spadek mocy. Powodować może go zbyt niskie ciśnienie doładowania wynikające z nieprawidłowej pracy sprężarki.
• Zaświecenie się kontrolki Check Engine. Wskazuje ona na problemy z silnikiem – w tym przypadku należy dokonać dokładnego przeglądu.
• Wycieki oleju. Chociaż w silnikach spalinowych wycieki oleju mogą mieć wiele przyczyn, to jedną z nich są właśnie problemy z turbosprężarką.
• Ciemny dym z rury wydechowej. To objaw, z którym mogą spotkać się zwłaszcza właściciele samochodów z silnikiem Diesla.

Czy turbosprężarka jest objęta ubezpieczeniem AC?

Masz w planach zakup nowego lub używanego, ale kilkuletniego samochodu? Jeżeli wybrany przez Ciebie model jest wyposażony w turbosprężarkę, możesz zastanawiać się, czy ewentualna naprawa tego komponentu może zostać wykonana w ramach ubezpieczenia AC. Trudno odpowiedzieć na to pytanie „tak” lub „nie” – odpowiedź wymaga pewnego rozwinięcia.

Jeżeli dojdzie do uszkodzenia eksploatacyjnego turbosprężarki, każdy ubezpieczyciel odmówi wypłaty odszkodowania z ubezpieczenia AC. Powód? Wszystkie firmy ubezpieczeniowe wyłączają w Ogólnych Warunkach Ubezpieczenia (OWU) swoją odpowiedzialność na wypadek szkód eksploatacyjnych czy polegających na awarii pojazdu.

Inaczej sprawa wypłaty odszkodowania z AC prezentuje się w momencie, gdy uszkodzenie turbosprężarki będzie wynikiem kolizji czy wypadku. Wówczas firma ubezpieczeniowa nie będzie miała podstaw do odmowy zapłaty za naprawę tego komponentu – chyba że wystąpi inna sytuacja wyłączająca odpowiedzialność ubezpieczyciela.

Podobne wpisy

Rejestracja i ubezpieczenie nowego samochodu 2024 – o czym trzeba pamiętać? Jak wyrejestrować samochód w 2024 roku? Czy za ubezpieczenie tuningowanego samochodu trzeba dopłacić? Assistance w Europie bez limitu kilometrów – gdzie kupić w 2024?