bosch service regeneracja turbosprężarek

regeneracja

turbosprężarek samochodowych

film pracowni naprawy turbosprężarek

Jaką mamy budowę, działanie różnice w turbosprężarkach - doładowanie sprężarkowe silnika - historia, czy teraźniejszość?

Udostępnij
Zapraszamy do polubienia naszego profilu na instagramie
Zapraszamy do polubienia naszego profilu na wykop.pl


Sprężarki mechaniczne stosowane powszechnie w pojazdach samochodowych

Sprężarki mechaniczne, nazywane potocznie kompresorami, są zewnętrznymi urządzeniami służącymi do sprężania i przetłaczania powietrza. Kompresor jest połączony z silnikiem mechanicznie. Napęd kompresora pozyskiwany jest z wału korbowego silnika za pomocą paska napędowego lub przekładni zębatej. Niewątpliwą przewagą tych urządzeń, o osiowym lub poprzecznym przetłaczaniu powietrza, któremu nie towarzyszą aż tak duże wahania ciśnienia, jak w przypadku sprężarek łopatkowych. Ponadto zauważyć trzeba, że kompresor reaguje w sposób natychmiastowy na zmianę obciążenia silnika spalinowego, co owocuje utrzymaniem parametrów spalin na pożądanym poziomie, zwłaszcza jeśli chodzi o zadymienie spalin w stosunku do silnika turbodoładowanego.

Ogólny schemat doładowania mechanicznego silnika spalinowego:

schemat doładowania silnika spalinowego


Główną zaletą kompresora jest jego krótki czas pracy w warunkach nieustalonych, powstających w czasie nagłych zmian obciążenia silnika. Dzięki temu urządzenie spełnia swoją funkcję w całym zakresie prędkości obrotowych silnika. Taki sposób doładowania ma też swoje zalety pod względem eksploatacyjnym, jak np. łatwa zabudowa sprężarki a także niskie obciążenie cieplne. Główną wadą kompresora jest hałaśliwość jego pracy a także, z powodu poboru napędu od wału korbowego silnika, większe zużycie paliwa.


Budowa działanie - Kompresor Rotrex

Spośród wszystkich produkowanych obecnie urządzeń, warto zwrócić uwagę na kompresor Rotrex, napędzany paskiem klinowym.

Ogólny widok kompresora Rotrex:

widok kompresora Rotrex


Jest to urządzenie typu odśrodkowego, mające specyficzny napęd wirnika realizowany za pomocą przekładni planetarnej, która zwiększa kilkukrotnie prędkość obrotową wirnika.

Przekładnia planetarna kompresora Rotrex:

przekładnia kompresora Rotrex


Budowa przekładni planetarnej umożliwiła osiągnięcie dużej sprawności przeniesienia napędu w stosunku do ponoszonych strat własnych (sprawność przekładni wynosi ok. 96%). Kompresor posiada własny układ olejowy co korzystnie wpływa na trwałość eksploatacyjną urządzenia. Niezależność tego obiegu pozwoliła na stabilizację parametrów pracy oraz izoluje termicznie urządzenie od silnika. Takie rozwiązanie gwarantuje mały przyrost temperatury powietrza w układzie dolotowym, co rekompensuje straty własne związane z napędem.

Autonomiczny układ olejowy sprężarki Rotrex:

układ olejowy sprężarki Rotrex


Działanie, budowa, parametry - Kompresor Lysholma


Kompresor Lysholma z osiowym przetłaczaniem powietrza a także zazębiającymi się wirnikami o śrubowych powierzchniach roboczych jest stosunkowo mało popularny wśród producentów z branży silnikowej. Rozwiązanie to, z powodu swojej skomplikowanej konstrukcji, a co się z tym wiąże drogiego i trudnego procesu technologicznego warunkującego jego powstanie, jest dedykowane raczej ekskluzywnym markom samochodów jak Jaguar, który wyposażył swój model XJ12 w silnik o pojemności skokowej 4-litrów z takim właśnie kompresorem. Rezultatem tego połączenia była imponująca moc silnika, wynosząca aż 400 KM. Jednakże nie tylko moc była w tym rozwiązaniu najważniejszym parametrem lecz płynność w jej rozwijaniu a także znaczący przyrost momentu obrotowego w dolnej partii prędkości obrotowych silnika. Dzięki temu, ta ciężka limuzyna osiągała pierwszą „setkę” w ciągu zaledwie 5 sekund, co w stosunku do konkurującego pod względem wzornictwa silnika Mercedesa 600, stawiało Jaguara na pierwszym miejscu.

Widok ogólny na kompresor Lysholm’a:

widok ogólny kompresor Lysholm


Wirniki śrubowe kompresora Lysholm:

wirniki śrubowe kompresora Lysholm


Działanie kompresora Lysholm:

działanie kompresora Lysholm


Dostrzegając charakterystyczną budowę kompresora Lysholma, w odniesieniu do kształtu jego wirników, można dojść do wniosku, że wirniki pracują ciągle w kontakcie mechanicznym. Nic bardziej mylącego, otóż śrubowa powierzchnia robocza umożliwia płynne napełnianie ładunkiem powietrza układu dolotowego, jednak zawsze pozostaje pewien luz między zazębiającymi się wirnikami kompresora. Luz pomiędzy współpracującymi roboczymi powierzchniami jest na tyle mały, żeby hamować zwrotne przepływy sprężanego powietrza, a synchronizację mechaniczną zapewnia para kół zębatych osadzona na końcach osi śrubowych wirników.

Zjawisko „pulsacji” zasilającego powietrza jest w tym wypadku znacząco zminimalizowane, chociażby ze względu na dłuższą drogę jaką musi przebyć sprężone powietrze, a zatem jest mniej podatny na „rozerwanie” strugi powietrza. Zjawiska tego unika się stosując sprężarki o wydajności dostosowanej do maksymalnych obciążeń silnika w całym zakresie obrotów, a nadmiar powietrza doładowującego przy obciążeniach niepełnych odprowadzany jest poprzez zawór upustowy. Zawór upustowy jest połączony za pomocą bypassu z kanałem ssącym sprężarki, co powoduje powrót nadmiarowej ilości powietrza do sprężarki. Proces ten niesie ze sobą korzyści w postaci częściowego odzyskania energii zużytej na sprężanie. Kompresor pobiera część mocy silnika, która zasila w nadmiarowe ilości powietrza. „Kanalizowanie” w ten sposób przepływu powietrza ma także swoje wady, a dokładnie powoduje podniesienie ogólnej temperatury ładunku, jako że proces sprężania niesie wraz ze wzrostem ciśnienia nie tylko zwiększenie gęstości, ale i lokalne podniesienie temperatury. Ślimakowa konstrukcja wirników kompresora Lysholma o śrubowym zarysie pozwala na utrzymywanie jego sprawności na poziomie 90%.

Ciekawym rozwiązaniem zastosowanie kompresora Lysholma jest jego adaptacja przez Mazdę dla silnika benzynowego w modelu Xedos 9.

Adaptacja kompresora Lysholma w Mazdzie Xedos 9:

adaptacja kompresora Lysholma w Mazdzie Xedos 9


Jednostka ta pracuje w cyklu Millera, co jest bardzo nietypowe dla silnika zastosowanego w samochodzie, gdyż większość silników pracuje w obiegu Otta. Silnik tej Mazdy to jednostka o pojemności 2300 cm3 z 6 cylindrami w układzie widlastym oraz 4 wałkami rozrządu. Blok silnika wykonany jest z aluminium. Dwie chłodnice sprężonego powietrza (intercooler) w połączeniu z mechanicznym kompresorem stanowią ciekawe zestawienie. Usytuowanie kompresora między dwoma rzędami cylindrów umożliwia kompaktową zabudowę układu dolotowego, a tym samym lepsze zagospodarowanie przestrzeni w komorze silnika.


Ciekawe rozwiązanie doładowania - Kompresor Eatona


Kompresor Eatona w swoim działaniu jest podobny do kompresora Lysholma, ale jednocześnie różni się od niego. Odmienna konstrukcja współpracujących ze sobą wirników. Powierzchnie robocze wirników są proste a nie ślimakowe jak to ma miejsce w kompresorze Lysholma. Liczba zwojów ślimakowych jest mniejsza w porównaniu do kompresora Lysholma stąd też wynika mniejsza sprawność Eatona (około 75%).

Zaletą Eatona jest znacznie tańszy koszt produkcji, poprzez prosty kształt powierzchni roboczych. Dzięki temu, kompresor ten zyskał na popularyzacji wśród producentów z branży motoryzacyjnej. Dla przykładu takiego zastosowania posłużyć się można Mini Copperem S, którego silnika o pojemności 1,6 litra osiąga moc 160 KM właśnie dzięki kompresorowi Eatona.

Silnik Mini Cooper’a S:

silnik Mini Cooper


Jest to dobry przykład na to, że warto jest zamontować taką instalację w silniku o małej pojemności skokowej. Dało to wymierny efekt w postaci znacznego wzrostu mocy jednostki w stosunku do jej odmiany atmosferycznej. Jednak kompresor mechaniczny z powodu swoich ograniczeń konstrukcyjnych nie mógł dopasować się do chwilowego zapotrzebowania kompaktowego silnika na ładunek powietrza.. W rezultacie, silnik pomimo niesamowitego przyspieszania, osiągał wyraźny przyrost mocy dopiero w górnym zakresie obrotów, czemu towarzyszył charakterystyczny dźwięk. W obecnym modelu Mini Cooper S, silnik współpracuje z turbosprężarką firmy Borg Warner, wyposażoną w rozwiązanie Twin Scroll a także zmienną geometrię łopatek turbiny VTG. Turbosprężarka lepiej współpracuje z wysiloną jednostką, co znajduje odzwierciedlenie w harmonizacji pracy obydwu urządzeń w całym zakresie roboczym silnika. Efekt „turbodziury” usunięty został poprzez zastosowanie zmiennej geometrii łopatek w turbinie, a zjawisko pulsacji spalin zostało zminimalizowane przez układ kanalizujący zainstalowany w turbinie o nazwie Twin Scroll.

Kompresor Eaton w silniku Mercedesa C klasy:

kompresor Eaton w silniku Mercedesa C


Bardzo dobrze znany i stosowany - Kompresor Roots


Promieniowo przetłaczane powietrze w sprężarce Roots:

przetłaczane powietrze w sprężarce Roots


Charakterystyka pracy jest bardziej „nieciągła” niż w przypadku rozwiązania Lysholma, a racji tego, iż ładunek powietrza przebywa krótszą drogę w urządzeniu, co ujemnie wpływa na jego stabilność w odniesieniu do procesu doładowania. Podobnie jak w przypadku kompresora Lysholma, współpracujące wirniki dają złudzenie kontaktu powierzchniowego podczas swojej pracy. Jest jednak inaczej, otóż za ich synchronizację odpowiada para kół zębatych osadzona na końcach wirujących w przeciwnych kierunkach rotorów. Krawędzie współpracujące w wirniku kompresora Roots mają charakterystyczny kształt lemniskaty. Należy zauważyć jeszcze jedną charakterystyczną cechę – przetłaczanie powietrza roboczego odbywa się w tym przypadku w sposób promieniowy a nie osiowy jak w Lysholma. Mniej skomplikowany kształt wirników pozwala także na znaczące obniżenie kosztów produkcyjnych sprężarki, ale niesie ze sobą również niekorzystny aspekt – sprawność ogólna sprężarki spada do 50%.


Typowy i ciekawy układ doładowania -Kompresor spiralny typu G


Jest to kolejna z odmian sprężarki, działająca na zasadzie cyklicznych zmian objętości komory roboczej. Najszerzej zastosowana została przez Volkswagena, w swoich najmocniejszych odmianach samochodów: Polo G40, Golf II G60, Corrado G60 a także Passat G60. To rozwiązanie nie zyskało jednak dużej popularności wśród nabywców wymienionych pojazdów, jednak spowodowała wzrost znaczenia GTI w grupie Volkswagen.

Sprężarka typu G:

sprężarka typu G


Silnik Corrado G60:

silnik Corrado G60


Rzeczą oczywistą jest, że sprężarki typu G współpracowały z chłodnicami powietrza doładowanego (intercooler). Sprężarka ta ma bardzo charakterystyczny cykl pracy, odmienny od innych rozwiązań. Działa, sprężając porcje ładunku powietrza w spiralnym kanale, na końcu którego obracający się wałek z krzywką mimośrodową wytwarza ciśnienie robocze występujące w układzie dolotowym. Część ruchoma znajduje się w środkowym położeniu a jej zewnętrzna powierzchnia tworzy z wewnętrzną powierzchnią części nieruchomej komorę szeroko otwartą od strony otworu wlotowego oraz zwężającą się stopniowo wzdłuż spiralnych ścianek. Część ruchoma przesuwa się skrajnie w położenie boczne i równocześnie unosi w górę, co powoduje najpierw stopniowe powiększanie się komory zasysającej a potem jej zamknięcie od strony otworu wlotowego. Następnie część ruchoma przesuwa się w przeciwległe skrajne położenie i równocześnie w dół, powodując otwarcie otworu wlotowego i przetłaczanie tą drogą powietrza na skutek stopniowo zmniejszającej się przestrzeni między spiralnymi ściankami. Równocześnie otwiera się ponownie zawór wlotowy, rozpoczynają kolejny cykl ssania i tłoczenia.

Regeneracja turbosprężarek dla miast Warszawa, Łódź, Wrocław, Poznań, Kielce, Kraków, Katowice, Opole, Bielsko Biała.
Naprawa turbosprężarek Częstochowa, Białystok, Olsztyn, Gdańsk, Gdynia, Szczecin, Grudziądz, Gorzów Wielkopolski.
Testy turbosprężarek Piła, Suwałki, Elbląg, Ełk, Siedlce, Radom, Mielec, Rzeszów.
Czyszczenie turbosprężarek Lublin, Tarnów, Zielona Góra, Bydgoszcz, Legnica, Krosno, Kalisz, Rybnik, Gliwice.
Turbosprężarki Nowy Sącz, Tychy, Jelenia Góra, Nysa, Stargard Szczeciński, Wałbrzych, Koszalin, Starachowice.