Co to jest turbina?

Turbina, inaczej turbosprężarka to maszyna wirnikowa, która składa się z turbiny i sprężarki osadzonych na wspólnym wale. Służy ona do doładowania silnika spalinowego, czyli zwiększa jego sprawność i moc przez wtłoczenie dodatkowego powietrza do komory spalania. Lepsze osiągi wynikają z tego, że sprężarka jest w stanie podać więcej powietrza do komory spalania, niż jest w stanie to zrobić ciśnienie atmosferyczne. Turbosprężarka składa się z dwóch głównych części z tzw. części gorącej – turbiny oraz części zimnej, czyli sprężarki. Turbina jest napędzana gazami wylotowymi z silnika, które następnie wprawiają ruch wirnika sprężarki sprężającej powietrze przed dostarczeniem go do silnika.

Jak działa turbosprężarka i po co jest w samochodzie? - Do czego służy turbina w samochodzie

Działanie turbosprężarki jest proste – napędzają ją gazy wylotowe silnika spalinowego, które przepływają przez wirnik turbiny, a następnie są wydalane przez układ wydechowy, który z kolei spręża powietrze wpadające przez dolot i filtr. Urządzenie turbo stosuje się pośrednio w celu zwiększenia mocy silnika spalinowego. Realizowane jest to przez zwiększenie ilości powietrza, trafiającego w danej jednostce czasu do cylindrów. Paliwo można dostarczyć silnikowi w dowolnej ilości, problemem jest jedynie doprowadzenie odpowiednio dużej ilości tlenu – co jest celem stosowania turbosprężarki. Dzięki doprowadzeniu większej ilości powietrza do silnika efektami pośrednimi będą: zmiana kształtu charakterystyki jednostki napędowej, redukcja emisji substancji szkodliwych, a także zmniejszone zużycie paliwa.

1. Zasada działania turbosprężarki - Turbina a turbosprężarka

Turbosprężarka to urządzenie składające się z turbiny i sprężarki, których wirniki są sztywno połączone wspólnym wałem. Skompresowane powietrze, wyrzucone przez sprężarkę zostaje ochłodzone przez chłodnicę i wprowadzone do komory spalania. Następnie podane przez wtrysk paliwo w połączeniu z zimnym powietrzem, które podane zostało pod odpowiednim ciśnieniem, nadaje energii tłokowi, który powoduje pracę silnika. Wtedy, w wyniku spalania się paliwa spaliny wydostają się z komory i zostają zassane oraz pod ciśnieniem wyrzucone do kolektora wydechowego przez gorącą część turbosprężarki – turbinę.

2. Budowa turbiny – Turbosprężarki – Turbosprężarka

Turbosprężarka to tak naprawdę dwa elementy: turbina, inaczej tzw. strona gorąca oraz sprężarka – strona zimna. Strona gorąca często nazywana stroną wydechową, ze względu na wysokie temperatury jej elementy muszą być wykonane z materiałów charakteryzujących się dużą żaroodpornością – to w tym elemencie uwalniana jest energia ze spalin, która napędza sprężarkę. Strona zimna urządzenia turbo składa się z koła i obudowy, a w niektórych rozwiązaniach zaworu upustowego – poprzez prędkość obrotową koła zasysane jest powietrze, które w następnej kolejności przez obudowę kompresora wypychane jest do intecoolera. Wałek turbosprężarki jest osadzony w korpusie środkowym, w którym znajdują się łożyska – najczęściej łożyska ślizgowe.

3. Turbina: problem czy atut? - Turbina samochodowa

Dzięki turbosprężarce użytkownik czerpie więcej korzyści, ciesząc się lepszymi osiągami samochodu – dopóki działa ona prawidłowo, ponieważ gdy zaczyna szwankować, pojawia się widmo sporych wydatków. Według konstruktorów urządzenie turbo powinno wystarczyć na całą żywotność silnika, jednak w praktyce rzadko tak bywa, a niejednokrotnie turbina nadaje się do naprawy już po przejechaniu kilkudziesięciu tysięcy kilometrów. Przyczyną przedwczesnego zużycia turbosprężarki są błędy konstrukcyjne, ale najczęściej doprowadza do tego użytkownik nieprzestrzegający odpowiednich zasad eksploatacji silników z takim doładowaniem.

Równie często bywa też tak, że nie tylko kierowcy, ale także pracownicy warsztatów wykazują się brakiem elementarnej wiedzy na temat prawdziwych powodów awarii turbin – mówiąc wprost: usuwają skutki awarii, a nie przyczyny. Znajomość dokładnej budowy turbosprężarki przeciętnemu użytkownikowi samochodu nie jest potrzebna, jednak dobrze jest znać same podstawy jej współpracy z silnikiem, aby lepiej rozumieć konieczność m.in. ostrożnego rozruchu i wyłączenia silnika.