Turbosprężarka, potocznie turbo albo turbina, przez lata kojarzyła się z dieslami i autami sportowymi. Dziś ma ją także większość nowych silników benzynowych. Od jej stanu zależy moc silnika, spalanie i to, jak auto reaguje na gaz.
Silnik spalinowy potrzebuje powietrza. W silniku bez doładowania powietrze jest zasysane przez podciśnienie, które powstaje w cylindrach. Przechodzi przez filtr powietrza, przepustnicę i kolektor dolotowy, a do cylindra trafia po otwarciu zaworów dolotowych.
Tyle powietrza, ile silnik zassie sam, to górna granica. Turbosprężarka wtłacza go więcej. Więcej tlenu w cylindrze pozwala spalić więcej paliwa w tej samej pojemności, a to oznacza większą moc.
Turbo do samochodu – po co się je stosuje?
Do czego służy turbosprężarka w samochodzie? Przede wszystkim pozwala:
- zwiększyć moc silnika bez powiększania jego pojemności;
- zmniejszyć zużycie paliwa i emisję spalin w porównaniu z większym silnikiem o podobnej mocy;
- poprawić elastyczność silnika;
- zmniejszyć masę auta, bo mniejszy silnik z turbo zastępuje większy i cięższy;
- osiągnąć to wszystko bez odbierania mocy z wału korbowego, bo turbinę napędzają spaliny (inaczej niż kompresor).
Skąd się wzięło turbo w samochodach?
Turbosprężarkę opatentował w 1905 roku szwajcarski inżynier Alfred Büchi. Najpierw trafiła do wysokoprężnych silników okrętowych i lokomotyw, później do silników lotniczych. W samochodach ciężarowych pojawiła się pod koniec lat 30., a w osobowych upowszechniła się od lat 70. Początkowo służyła głównie do podnoszenia mocy aut sportowych i mocnych limuzyn.
Przełom przyszedł z dieslami z wtryskiem Common Rail i z pompowtryskiwaczami. W nich turbo stało się standardem. Dodało silnikom kilkadziesiąt koni mechanicznych i wyraźnie poprawiło ich elastyczność.
Kolejny etap to downsizing w silnikach benzynowych. Producenci zmniejszali pojemność i liczbę cylindrów, np. z 4 do 3, a w niektórych konstrukcjach nawet do 2. Turbo pozwala uzyskać z takiego silnika dużą moc. Litrowa, trzycylindrowa jednostka z turbodoładowaniem potrafi mieć ponad 100 KM.
Zasada działania turbosprężarki
Turbosprężarka składa się z dwóch wirników osadzonych na wspólnym, ułożyskowanym wałku. Całość siedzi w metalowej obudowie o charakterystycznym kształcie i jest przykręcona do kolektora wydechowego.
Spaliny wychodzące z silnika rozpędzają wirnik turbiny. Ten przez wałek obraca drugi wirnik, czyli koło sprężarki. Sprężarka zasysa powietrze z układu dolotowego, spręża je i tłoczy dalej. Zanim powietrze dotrze do przepustnicy i cylindrów, przechodzi przez intercooler, czyli chłodnicę powietrza doładowanego. Schłodzone powietrze jest gęstsze, więc do cylindra trafia go więcej.
Zasada działania jest taka sama w dieslu i w silniku benzynowym. W obu przypadkach turbo smaruje olej silnikowy, doprowadzany osobnym przewodem i odprowadzany drugim.
Warunki pracy są skrajne. Wirnik może kręcić się z prędkością dochodzącą do 200 tys. obrotów na minutę, a spaliny, które go napędzają, mają około 900°C. Dlatego turbosprężarka tak źle znosi brak oleju, stary olej albo olej o złych parametrach.
Jak sterowane jest doładowanie?
Turbo nie może się rozpędzać bez kontroli, np. wtedy, gdy duże doładowanie nie jest potrzebne. W wielu turbosprężarkach, zwłaszcza benzynowych, służy do tego zawór upustowy. Gdy ciśnienie doładowania jest wystarczające, część spalin omija turbinę i trafia prosto do układu wydechowego.
W większości nowszych diesli doładowanie reguluje zmienna geometria łopatek (VGT). Specjalna kierownica, czyli metalowy pierścień z odpowiednimi wycięciami, ustawia kąt łopatek wokół wirnika turbiny. Od tego kąta zależy, jak szybko kręci się wirnik, a więc jak duże jest doładowanie. W silnikach benzynowych nadal dominuje zawór upustowy (wastegate).
Czy turbina i turbosprężarka to to samo?
Potocznie tak: mówiąc „turbina”, kierowcy mają na myśli całą turbosprężarkę. Technicznie turbina to tylko jedna jej część, czyli wirnik napędzany spalinami po stronie wydechu. Drugą częścią jest sprężarka, która zasysa i spręża powietrze dla silnika.
Jak dbać o turbosprężarkę?
Większość problemów z turbo zaczyna się od oleju i od sposobu jazdy. Kilka prostych nawyków wyraźnie wydłuża życie turbosprężarki:
- stosuj olej dobrej jakości, o klasie i lepkości zalecanej dla silnika, i wymieniaj go w terminie;
- regularnie sprawdzaj poziom i stan oleju;
- wymieniaj filtr powietrza zgodnie z harmonogramem;
- po uruchomieniu silnika daj mu około pół minuty pracy na biegu jałowym i nie przyspieszaj mocno, dopóki silnik się nie rozgrzeje;
- nie gaś silnika zaraz po jeździe na wysokich obrotach; zwolnij i zostaw go przez chwilę na biegu jałowym, żeby turbina wyhamowała.
Co zrobić, kiedy sprężarka w samochodzie ulegnie awarii?
Turbosprężarka zużywa się eksploatacyjnie, ale najczęściej psuje się przez złe smarowanie: za mało oleju, olej stary i rzadko wymieniany albo o nieodpowiednich parametrach. Drugi częsty powód to sposób jazdy, np. gaszenie silnika zaraz po zatrzymaniu po ostrej jeździe albo bardzo dynamiczna jazda tuż po uruchomieniu.
Typowe objawy to wyraźny spadek mocy, ospała reakcja na gaz, gwizd lub świst przy przyspieszaniu i wycieki oleju. Kierowca może sam obejrzeć okolice turbo i przewodów pod kątem oleju, a potem na trasie mocniej przyspieszyć. Jeśli auto wyraźnie traci moc, przyczyną może być turbina.
Taki test niczego jednak nie przesądza. Za utratę mocy mogą odpowiadać też inne podzespoły, np. nieszczelny dolot, czujniki albo układ paliwowy. Zanim zapadnie decyzja o naprawie turbo, potrzebna jest diagnostyka komputerowa samochodu i sprawdzenie układu doładowania.
Naprawa uszkodzonej turbiny – turbosprężarka nowa czy regenerowana?
Uszkodzone turbo można wymienić na nowe albo zregenerować. Cena nowej turbosprężarki zależy od producenta, rodzaju silnika i marki auta i zwykle jest wysoka. Regeneracja kosztuje wyraźnie mniej, a dobrze wykonana przywraca turbinie pełną sprawność, bo zużyte elementy wymienia się na nowe.
Sama regeneracja nie wystarczy, jeśli nie usunie się przyczyny awarii. Turbo zamontowane do silnika ze starym olejem albo z problemem ze smarowaniem szybko znowu się uszkodzi. Dlatego przy montażu wymienia się olej i filtry.
Diagnostyka i regeneracja turbo w IRMAR
Najpierw sprawdzamy, czy winna jest turbosprężarka i co ją uszkodziło. Jeśli wolisz nowe turbo, pomagamy dobrać odpowiedni model.
Przy regeneracji zajmujemy się całym procesem: demontujemy turbosprężarkę, przekazujemy ją do regeneracji, a potem montujemy i uruchamiamy, razem z wymianą oleju i filtrów. Zregenerowana turbina ma do 6 miesięcy gwarancji. Szczegóły znajdziesz przy usłudze regeneracji turbosprężarek. Koszt podajemy po sprawdzeniu auta, zanim zaczniemy pracę.