Turbosprężarki w samochodach osobowych stanowią niemal nieodłączny element wyposażenia nowoczesnego pojazdu. Wspomagają pracę silników spalinowych, poprawiając ich moc i wydajność. W dużym uproszczeniu jest to podzespół, który wykorzystuje spaliny w celu napędzenia za ich pomocą elementów sprężających powietrze wlatujące do wnętrza silnika. Tym samym pojazd ma zwiększoną moc silnika przy jednoczesnym małym nakładzie zasobów paliwowych. Eksploatacja auta z układem turbodoładowania powinna jednak przebiegać zgodnie z kilkoma zasadami. Podejmując określone działania, kierowca może w znacznym stopniu przyczynić się do wydłużenia okresu żywotności turbiny i zwiększenia poziomu efektywności jej funkcjonowania.
Głównym zadaniem turbosprężarki jest odpowiednie sprężenie powietrza w taki sposób, by zwiększyło ono doładowanie silnika. Rodzaje turbin można podzielić na dwie grupy: z zastosowaną zmienną geometrią łopatek oraz standardowe bez VNT. W obu urządzeniach możemy jednak wyodrębnić dwie części: turbinę i sprężarkę, których praca wzajemnie się uzupełnia. Wydajność turbiny zależy w głównej mierze od jej typu i zachowania użytkownika pojazdu, w którym się ona znajduje. Mowa tu jednak nie tylko o stylu jego jazdy, ale również podejmowanych przez niego systematycznych kontrolach stanu technicznego całego pojazdu. Na uszkodzenia elementów turbodoładowania wpływ mają bowiem również inne układy, m.in. smarowania, dolotowy, wydechowy. Turbosprężarki w samochodach osobowych narażone są na działanie niekorzystnych warunków. Zaleca się zatem systematyczną kontrolę ich stanu.
Budowa i zasada działania
Turbosprężarki w samochodach osobowych składają się z dwóch wirników usadowionych i obracających się na jednym wale. Turbina pracuje w bezpośrednim otoczeniu gazów wydechowych, podczas gdy sprężarka napędza prędkość powietrza układu dolotowego. Prędkość obrotową mechanizmu reguluje aktualne zapotrzebowanie silnika na moc, a więc pośrednio pedał gazu wciskany podczas jazdy przez kierowcę. Gdy silnik zaczyna generować zwiększoną ilość spalin, turbina otrzymuje sygnał do działania. Ciśnienie spalin napędza wirnik turbiny, a jego ruchy przenoszą gazy na sprężarkę. W konsekwencji do komory spalania trafia duża ilość sprężonego powietrza, co skutkuje zwiększeniem możliwości jednostki napędowej przy pełnym spalaniu mieszanki paliwowej.
Turbosprężarki w samochodach osobowych zwykle umieszczone są w łatwo dostępnej lokalizacji. Jej szczegóły zależą od rodzaju silnika, w jakim się je stosuje. Zawsze jednak umieszcza się je blisko silnika, by możliwe było ich podłączenie do kolektora dolotowego i wydechowego. Miejsce instalacji turbiny zależy również od jej konstrukcji i rozmiaru.
Opisując, jak działa turbosprężarka, nie sposób nie wspomnieć o tym, w jaki sposób prezentuje się jej przekrój. Oprócz opisywanych wirników i wału turbina składa się jeszcze z łożysk: ślizgowych i oporowych oraz pierścieni uszczelniających. W skład jej budowy wchodzą również kanały olejowe, kadłub turbiny, sprężarki i kadłub środkowy. Aby turbina mogła samodzielnie sterować ciśnieniem doładowania, wyposaża się ją w ogranicznik ciśnienia spalin. W prostych systemach ma on postać zaworu obejściowego, w innych – sterownika zmiennej geometrii łopatek.
Główni producenci turbin do samochodów osobowych to: Mitsubishi, IHI, Garrett, Holset oraz Toyota.
Turbosprężarki w samochodach osobowych – rodzaje
Obecnie silniki bez doładowania są coraz rzadziej stosowane. Turbosprężarki montowane są zarówno w układach benzynowych, jak i Diesla. W obu przypadkach działają one na podobnej zasadzie i stosuje się je w tym samym celu. Możemy jednak wyróżnić różne typy turbosprężarek.
Najprostsze są turbiny standardowe (lub też tradycyjne, zwykłe czy podstawowe). Nie posiadają żadnego systemu kierowania spalin. Bardziej zaawansowanym typem są turbosprężarki o zmiennej geometrii łopatek. Automatycznie dopasowują one tryb pracy do obrotów silnika. Ich zastosowanie niweluje występowanie zjawiska turbodziury. To odczuwalne dla kierowcy opóźnienia w przyspieszeniu samochodu względem jego reakcji (czyli naciśnięcia pedału gazu). Łopatki wirnika takiej turbiny zmieniają kąt swojego nachylenia, zależnie od tego, jaką ilość spalin kierują do kanału przepływowego i sprężarki. Możemy też wyróżnić turbosprężarki Twin Scroll, które mają podwójny kanał stożkowy. Warto wspomnieć także o Twin Turbo, czyli układzie składającym się z dwóch turbin działających równolegle.
Jak jeździć samochodem z turbiną?
Bez względu na to, czy w naszym samochodzie zamontowana została turbosprężarka ze stałą, czy zmienną geometrią, powinniśmy w odpowiedni sposób dbać o prawidłową jej eksploatację. Przede wszystkim należy zwrócić uwagę na stan techniczny części bezpośrednio współpracujących z układem turbodoładowania w samochodzie osobowym. Dobrej jakości powinien być olej silnikowy, filtry czyste, a przewody drożne. Oprócz dbałości o sprawność techniczną pojazdu istotne dla kierowcy powinny być również informacje o tym, jak jeździć samochodem z turbosprężarką. Nie należy gasić silnika od razu po zatrzymaniu pojazdu. Konieczne jest ochłodzenie turbiny, umożliwiające wydostanie się gorącego oleju z wnętrza układu. Takie działanie zapobiega zniszczeniu łożysk za pośrednictwem zwęglonego oleju i mikrocząsteczek zanieczyszczeń. Również po rozruchu silnika należy dać mu czas na rozgrzanie oleju przed dynamiczną jazdą. Dzięki temu płyn zyskuje odpowiednie właściwości smarne, a turbina pracuje lepiej i bezpieczniej. Należy więc unikać wchodzenia na wysokie obroty silnika zaraz po odpaleniu samochodu.
Sprawność turbosprężarki
Dla osób, które nie przywiązują uwagi do dbania o turbosprężarkę, największą wadą wydaje się jej awaryjność i wysoki stopień zużycia wraz z upływem czasu. Należy jednak pamiętać o tym, że część ta prawidłowo eksploatowana powinna posłużyć nam tyle czasu, ile bezawaryjnie działa silnik naszego samochodu. Przyczyny awarii turbosprężarek są różnorodne, zwykle jednak wynikają z błędów kierowców związanych z niekorzystnymi dla podzespołu przyzwyczajeniami. Do znacznych uszkodzeń elementów układu przyczynia się również bagatelizowanie przez użytkowników pojazdu pierwszych objawów nieprawidłowości pracy turbiny. Najczęściej o łatwych do zniwelowania usterkach świadczą takie objawy jak: utrata mocy silnika, dziwne odgłosy dobiegające spod maski samochodu oraz zmiana zabarwienia spalin. Jeżeli nie poddamy ich weryfikacji i procesowi diagnostyki, z czasem nasza turbina ulegnie złożonej awarii. Ona zaś objawia się za pośrednictwem wycieków oleju, nieszczelności, niebieskiego dymu z wydechu.
Wyeksploatowane elementy turbosprężarki mogą dostać się bezpośrednio do silnika i przyczynić się również do jego awarii. Z tego względu nie zaleca się jazdy z uszkodzoną turbiną, a po awarii turbosprężarki należy wyczyścić cały układ. W celu przywrócenia jej prawidłowego działania i pełni sprawności zaleca się regenerację lub wymianę na nową. Opłacalne wyjście z awaryjnej sytuacji podpowiedzą nam wyłącznie specjaliści.
