Innowacyjne rozwiązania turbosprężarek - Doładowanie Turbocompound samochody ciężarowe
Interesującym rozwiązaniem jest doładowanie o nazwie Turbocompound. Ta ciekawa konstrukcja ma za zadanie odzyskiwać energię spalin, a swoje zastosowanie znalazła w pojazdach Scanii, w 12-litrowym, 6-cylindrowym silniku DT-12.
Podstawą był silnik DC-12, który w swojej bazowej odmianie ma moc 420 KM, zaś w wersji Turbocompound już 470 KM. Turbocompound w dosłownym tłumaczeniu znaczy: turbowspomaganie.
System Turbocompound:
Wyjątkowa konstrukcja tego rozwiązania jest oparta na konwencjonalnej turbosprężarce oraz drugiej turbinie napędzanej przez gazy wydechowe, ale współpracującej z systemem przekładni poprzez układ sprzęgła hydrokinetycznego, nazwanym Turbocompound.
Zastosowanie tego systemu przyczyniło się do poprawy wielu wskaźników silnika, takich jak:
- wyższa moc silnika,
- większy moment obrotowy,
- płynny przebieg momentu obrotowego w całym zakresie prędkości obrotowych,
- niższe zużycie paliwa do 3%,
- niższy poziom hałasu,
- niższa zawartość substancji szkodliwych w spalinach.
Doładowanie Turbocompound a moc samochodu
Moc silnika wyposażonego w system Turbocompound jest bliska mocy osiąganej przez większy, 16-litrowy, 8-cylindrowy silnik (480 KM). Warto dodać, że znacznie wzrósł moment obrotowy, bo aż o 200 Nm (2200 Nm). Plusem tego rozwiązania jest również korzystny przebieg momentu obrotowego. Jego efektywna wartość, bo aż 1800 Nm dostępna jest już od 900 obr/min.
Zespół Turbocompound ma zaawansowany system smarowania. Nie jest on wprawdze autonomiczny w stosunku do silnika spalinowego, ale ma swój własny układ oczyszczania oleju smarującego układ doładowania. Olej smarujący ten układ jest oczyszczany w wirówce oleju oraz odrębnym filtrze turbo. Ma to o tyle duże znaczenie, że celem oleju jest nie tylko smarowanie układu ale również jego chłodzenie. Pod uwagę należy również wziąć fakt, że olej pochodzący z silnika jest zanieczyszczony nagarem lub innymi substancjami mogącymi uszkodzić układ Turbocompound.
Zespół doładowania stosowany w silniku Scanii DT-12 wykorzystuje energię kinetyczną spalin podwójnie. Początkowo napędzają one tradycyjną odśrodkową turbosprężarkę, a po jej opuszczeniu napędzają Turbocompound. Urządzenie to jest zbudowane po jednej stronie z wirnika turbiny odśrodkowej, napędzanej energią kinetyczną spalin rozgrzanych do temperatury 600°C, a po drugiej z przekładni zębatych przenoszących napęd za pośrednictwem sprzęgła hydrokinetycznego na wał korbowy silnika. Przekazanie napędu poprzez sprzęgło jest spowodowane potrzebą kompensacji prędkości obrotowej koła zamachowego w stosunku do prędkości obrotowej uzyskiwanej przez zespół Turbocompound, który może osiągać prędkość nawet 55 tyś obr/min. Z przekładni zębatej, odzyskany moment obrotowy trafia prosto na wieniec zębaty, w który jest zaopatrzone koło zamachowe silnika. Warto do odnotowania jest to, że przejście spalin przez tą drogę powoduje spadek ich temperatury do ok. 500°C. Jest to korzystne z punktu widzenia trwałości układu wydechowego. Jak już wspomniano, silnik 12-litrowy z Turbocompound jest zbliżony parametrami do 18-litrowego silnika. Pomijając kwestie finansowe, wynikające z ceny zakupu oraz późniejszej eksploatacji silnika 16-litrowego, należy zauważyć ideę przyświecającą tak powstałem rozwiązaniu konstrukcyjnemu. System Turbocompound przeznaczone jest nie tyle do samochodów ciężarowych, które widujemy na co dzień na naszych drogach, lecz do pojazdów budowlanych. Wynika to z faktu, że samochody ciężarowe rzadko kiedy pracują z mocą maksymalną w przeciwieństwie do pojazdów budowlanych. Kolejnym plusem silnika DT-12 z Turbocompound jest jego zwarta konstrukcja w porównaniu do większego, 16-litrowego silnika, co pozwala na lepsze zagospodarowanie przestrzeni komory silnikowej.
