Turbosprężarki z roku na rok stają się coraz powszechniej wykorzystywanym elementem wyposażenia silnika samochodów osobowych. Ten fakt nie dziwi, ponieważ choć turbosprężarki są urządzeniami raczej niewielkimi i mało skomplikowanymi, to pozwalają znacznie zwiększyć moc silnika, a także ograniczyć zużycie paliwa. Pierwsze turbosprężarki powstały już na początku XX wieku – w jaki sposób zmieniły się na przestrzeni lat?
Jak działa turbosprężarka?
Mimo upływu lat od opracowania i opatentowania turbosprężarki przez Alfreda Buchiego w1905 roku, mechanika działania tego urządzenia pozostała w zasadzie niezmienna. Turbosprężarka samochodowa, jak sama nazwa wskazuje, jest połączeniem dwóch mechanizmów – turbiny i sprężarki – których zadaniem jest zwiększenie mocy silnika dzięki wykorzystaniu generowanych przez niego spalin. Mechanizm działania typowe turbosprężarki jest bardzo prosty:
- Po uruchomieniu silnik zaczyna generować spaliny, które kierowane są kanałem dolotowym do komory turbiny,
- umieszczony w turbinie wirnik zaczyna się obracać, kiedy spaliny osiągną odpowiednio wysokie ciśnienie (dzieje się tak najczęściej na wysokich obrotach silnika),
- ruch obrotowy wirnika turbiny przekłada się na ruch podobnego wirnika w komorze sprężarki – oba elementy połączone są za pomocą wału,
- praca wirnika sprężarki powoduje zassanie duże ilości powietrza i zwiększenie jego ciśnienia,
- sprężone powietrze wędruje specjalnym kanałem do cylindrów silnika.
Wszystko to powoduje wzbogacenie mieszanki paliwowo-powietrznej o dodatkową ilość tlenu, niezbędnego w procesie spalania. Paliwo może zostać skuteczniej spalone w cylindrach, a tym samym dostawcza więcej energii.
Czym nowe turbosprężarki różnią się od dawnych?
Mechanika działania turbosprężarek nie zmieniła się, jednak już ich konstrukcja – tak. Jak wyjaśniają specjaliści serwisu Silesia Cars Center, pierwsze turbosprężarki były urządzeniami znacznych rozmiarów, które przez pierwsze dekady stosowano w silnikach statków. Dopiero pod koniec lat trzydziestych znalazły zastosowanie również w pojazdach ciężarowych, a w latach 70-tych zaczęto używać ich w pojazdach wyścigowych. Pierwsze modele samochodów osobowych z turbosprężarkami zaczęły pojawiać się na początku lat 80-tych.
Wszystko to wynikało ze stałego rozwijania technologii, umożliwiającej downsizing turbosprężarek. Do tego dochodzą również zmiany takie jak wprowadzenie zmiennej geometrii (VTG) czy rozdzielnie kanałów dolotowych w turbosprężarkach Twin Turbo czy Twin Scroll – rozwiązania te są stosunkowo nowe, a umożliwiają znaczne zwiększenie wydajności turbosprężarki. Dlaczego? Ponieważ dzięki nim urządzenie jest w stanie pracować zawsze, niezależnie od osiąganych przez silnik obrotów.