Na czym polega działanie i za co odpowiada turbosprężarka?

Turbosprężarka, nazywana również potocznie turbiną, turbo, suszarką czy też ślimakiem, wspomaga pracę silników spalinowych już od ponad 100 lat. Obecnie jest ona jednym z najważniejszych elementów nowoczesnego silnika. Przypomnijmy, na czym polega działanie turbosprężarki w naszym samochodzie.

Większa ilość powietrza w silniku

Turbosprężarka to mechanizm wirnikowy składający się z turbiny oraz sprężarki, które są osadzone na wspólnym wale. Moc silnika spalinowego zależy przede wszystkim od ilości dostarczonej do niego mieszanki paliwowo-powietrznej. O ile zwiększenie ilości paliwa nie przysparza większych problemów, to dostarczenie większej ilości powietrza do silnika staje się już bardziej kłopotliwe.

Rozwiązaniem jest zwiększenie pojemności skokowej silnika, przez co będzie on mógł pobierać więcej powietrza z atmosfery lub doprowadzenie do jednostki napędowej sprężonego powietrza, które jest o wiele bogatsze w tlen, tak potrzebny do przeprowadzenia prawidłowego procesu spalania. Większa ilość mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrach pozwala uwolnić znacznie więcej energii podczas spalania, co przekłada się na większą moc silnika. W tym momencie za wzrost ciśnienia powietrza i jednoczesne zmniejszenie jego objętości odpowiada sprężarka. W przypadku turbodoładowania jest to zazwyczaj sprężarka promieniowa.

Intercooler

W turbosprężarce gazy wylotowe przechodzące przez turbinę, napędzają jednocześnie wirnik sprężarki dostarczający do cylindrów większą dawkę powietrza. Pozwala to spalić w tej samej objętości komory o wiele większą ilość paliwa, a tym samym uzyskać większa moc jednostki napędowej samochodu. Dużą rolę w procesie działania turbosprężarki odgrywa również intercooler. Jest to urządzenie, którego głównym zadaniem jest chłodzenie powietrza „ściskanego” przez sprężarkę zanim zostanie ono doprowadzone do silnika. Wzrost temperatury powietrza w wyniku jego sprężania powoduje rozrzedzenie powietrza, a tym samym mniej tlenu trafia do silnika. Dlatego też intercooler odgrywa tak znaczącą rolę w turbodoładowaniu silnika.

Szczyt i poziom stały

Turbosprężarka zaczyna działać dopiero w momencie, gdy zostanie osiągnięta odpowiednia prędkość spalin, a więc gdy silnik wejdzie na odpowiednie obroty. W tym momencie turbosprężarka rozpoczyna swoją pracę, osiągając wartości maksymalne, czyli tzw. „peak” (ang. szczyt, skok). Maksymalna wartość turbosprężarki utrzymuje się do czasu, gdy załączy się zawór upustowy, który niweluje ciśnienie o ok. 0,1 atmosfery do poziomu stałego.