Localizations image

Turbina samochodowa – czyszczenie turbiny Garrett VNT

Czas przeczytania tekstu: 7 minut
Oceń:
/ Aktualna ocena: 5.00

1. Jak wygląda turbina samochodowa – budowa turbosprężarki – czyszczenie turbiny Garrett VNT

Historia pierwszej próby silnika doładowanego oraz idea tego pomysłu. Rudolf Diesel, konstruktor pierwszego silnika wysokoprężnego, przeprowadził w latach 1893-1897 w fabryce MAN próby doładowania silnika czterosuwowego. W roku 1896 zgłosił on patent: „Zwiększenie mocy czterosuwowego silnika polega na tym, że powietrze niezbędne do spalania, z paliwem lub bez zostaje zassane z specjalnego zbiornika, w którym zostało sprężone”. Sprężanie powietrza odbywało się dzięki użyciu wewnętrznej strony tłoka, która pracowała jako turbina. Pierwsze testy doładowania silnika wykonane w fabryce MAN przez Diesla w roku 1897 nie przyniosły oczekiwanych rezultatów, ponieważ sprawność ogólna doładowanego silnika okazała się być znacząco mniejsza niż silnika pracującego bez turbosprężarki, co zmusiło Diesla do zaprzestania dalszych prób.

2. Turbina samochodowa – jaką odgrywa rolę?

Uzyskanie jak najlepszych parametrów pracy silnika spalinowego było priorytetowym zagadnieniem dla konstruktorów i badaczy od pierwszych lat jego powstania. Początkowo wyrażało się to dążeniem do zwiększania mocy a także sprawności silnika. Wyzwaniem na ten moment była by też naprawa turbosprężarki. W raz z upływem czasu, dążenia te stały się bardziej „rozbudowane” i dotyczyły większej liczby parametrów roboczych silnika. Podstawowym problemem pozostała jednak poprawa napełnienia cylindra czynnikiem roboczym. Najprostszą metodą zwiększenia ilości ładunku w cylindrze jest wprowadzenie go pod zwiększonym ciśnieniem i w nie zmienionej temperaturze, co powoduje zwiększenie jego gęstości w tej samej objętości, a tym samym masy w cylindrze. Zabieg ten przyjęto nazywać doładowaniem, a więc zwiększeniem napełnienia cylindra.

Doładowanie charakteryzują następujące parametry:

- ciśnienie doładowania - ciśnienie, pod jakim znajduje się ładunek w cylindrze pod koniec suwu napełnienia; może być spowodowane działaniem turbiny lub zjawiskami falowymi w przewodach dolotowych,

- temperatura powietrza doładowującego – temperatura ładunku znajdującego w cylindrze pod koniec suwu napełnienia,

- spręż (tyczy się zwłaszcza sprężarek) – stosunek ciśnienia doładowania (ładunku) do ciśnienia otoczenia, informujący o tym, w jakim stopniu (z jaką sprawnością) powietrze zostało sprężone w urządzeniu doładowującym,

- stopień doładowania STD – parametr wyrażany w procentach informujący o ile moc silnika zwiększyła się w wyniku doładowania.

Ze względu na ciśnienie powietrza doładowującego, doładowania możemy określić jako: niskoprężne (niskie), średnioprężne oraz wysokoprężne, gdzie wymagane jest chłodzenie ciśnienia doładowującego, a także wzmocnienie elementów wewnętrznych silnika (tłoki, korbowody, wały korbowe) a czasem nawet natrysk oleju od wewnątrz tłoka w celu jego chłodzenia.

Bardzo ważnym parametrem silników tradycyjnych jest ich stopień doładowania, czyli budowa turbosprężarki . W przypadku silników konstruowanych jako wolnossące, których moc zwiększa się stosując doładowanie, nie przekracza on na ogół 30%, ponieważ nie wymaga to wzmacniania elementów układu korbowego, a jednocześnie gwarantuje silnikowi zachowanie wymaganej trwałości. Spotkać można również silniki konstruowane z myślą o doładowaniu wysokim, których stopień doładowania w stosunku do wersji podstawowej wynosi 100% (Leyland 500). Poniżej przedstawione zostały współczesne sposoby doładowania silników:

Schemat sposobów doładowania silników spalinowych:

Schemat sposobów doładowania silników spalinowych


Sposoby doładowania silników ZI:

Sposoby doładowania silników ZI - schemat


Sposoby doładowania silników ZS:

Sposoby doładowania silników ZS - schemat


Wpływ turbosprężarki na pracę silnika

Jednostki napędowe używane powszechnie do napędzania samochodów osobowych cechuje duża dojrzałość konstrukcyjna, wysokie zużycie paliwa i duża toksyczność spalin. Prędkości obrotowe tych silników wahają się od 6000 do 7000 min-1, co powinno zagwarantować korzystne właściwości dynamiczne (zdolność do przyspieszania w zmiennych warunkach drogowych). Adaptację tych silników do warunków wymaganych w przyszłości rozpoczęto od poprawienia dwóch parametrów wymienionych wcześniej, tj. zmniejszenia zużycia paliwa i toksyczności spalin, gdyż są one ściśle powiązane ze sobą. Turbina samochodowa daje mniejsze zużycie paliwa, a to oznacza mniej produkowanych spalin, a tym samym mniej szkodliwych składników tych spalin. Rygorystyczne wymagania co do toksyczności spalin wymusiły konieczność zrezygnowania z zasilania gaźnikowego na rzecz wtryskowego , tj. zmiany sposobu tworzenia mieszanki z ilościowego na jakościowy. Można zatem zauważyć, że uzyskano znaczny progres w zakresie czystości spalin i ekonomiczności pracy silników. Kolejnym zabiegiem było zastosowanie bezpośredniego wtrysku do komory spalania w cylindrze. Wymagało to zastosowania w silnikach z wtryskiem doładowania dynamicznego jako reguły do zapewnienia prawidłowości tworzenia mieszanki palnej. Przyszłość jak już możemy to zaobserwować, należy do jednostek napędowych z turbodoładowaniem. Od kilku lat możemy zauważyć, że większość obecnie produkowanych silników z zapłonem iskrowym to silniki turbodoładowane. Niegdyś taka sytuacja miała miejsce wyłącznie w przypadków silników o zapłonie samoczynnym. Silniki o zapłonie iskrowym stosowane są do napędu samochodów osobowych ewentualnie dostawczych (ale w niewielkim procencie), natomiast silniki o zapłonie samoczynnym są stosowane do napędu przede wszystkim samochodów ciężarowych i dostawczych, a także coraz szerzej do samochodów osobowych. Zmniejszanie toksyczności oraz poprawy ekonomiczności w przypadku tych silników wymusiło nowe podejście, odbiegające od tradycyjnych rozwiązań. Silniki samochodów ciężarowych są przygotowane do spełnienia zaostrzonym wymaganiom już od lat dlatego, że w ich konstrukcji dokonał się znaczny postęp, wymuszony przez restrykcyjne przepisy z jednej strony oraz konieczność obniżenia kosztów zużycia paliwa z drugiej. Inna była sytuacja dla silników samochodów dostawczych i osobowych. Stosowano silniki wtryskowe, głównie z komorą wirową, które zapewniały uzyskiwanie prędkości obrotowych rzędu 4000 ÷ 5000 min-1 przy łagodnym przebiegu spalania i względnie niskiej toksyczności spalin. Wadą tych silników w porównaniu z silnikami samochodów ciężarowych, było dość duże zużycie paliwa. W związku z tym, że w silnikach o wtrysku bezpośrednim, stosowanych do napędu samochodów ciężarowych, było ono małe, postanowiono umożliwić stosowanie takich silników również w samochodach osobowych. Wymagało to poprawienia systemu przygotowania mieszanki palnej i spalania tak, by uzyskać prędkości obrotowe 4500 min-1 zamiast dotychczasowych 3000 min-1. Plany te udało się zrealizować w silnikach TDI (turbodoładowanych o bezpośrednim wtrysku paliwa – problem stanowi jedynie czyszczenie turbiny). Otwarta pozostała sprawa właściwości dynamicznych silnika i – co się z tym wiąże – napędzanych przez nie pojazdów. Dotyczyło to w mniejszym stopniu silników samochodów ciężarowych, ale problem ten narasta również, w związku ze znacznym zatłoczeniem dróg w miastach - turbosprężarka Warszawa.

Przedstawiona problematyka dotycząca doładowania silników spalinowych stosowanych do napędu pojazdów samochodowych i zagrożeń związanych z ich eksploatacją pozwala stwierdzić, że:

- silnik spalinowy skutecznie broni się jako źródło stosowane w samochodach i na razie nie widać alternatywnych rozwiązań, [aczkolwiek co raz więcej producentów wprowadza samochody o napędzie hybrydowym (silnik spalinowy z silnikiem elektrycznym) lub całkowicie elektrycznym.]

- należy dalej obniżać oddziaływanie silników na zanieczyszczanie środowiska, co jak dotychczas udaje się skutecznie realizować,

- w związku z coraz to większego zatłoczenia dróg należy zwrócić szczególną uwagę na problem elastyczności silników, która ma decydujący wpływ na elastyczność pojazdu, choć – jak widać w praktyce – w silnikach TDI problem ten jest skutecznie rozwiązany,

- aby zagwarantować płynność ruchu, należy poszukiwać nowych rozwiązań organizacyjnych infrastruktury w postaci budowy autostrad bądź przewozów kombinowanych, wspólnych z transportem kolejowym czy żeglugą śródlądową; w tych środkach transportu te same silniki spalinowe zużywają relatywnie mniej paliwa i są mniej uciążliwe dla otoczenia, a doładowanie ich nastręcza znacznie mniej problemów niż w silnikach samochodowych, gdzie możliwości zabudowy są znacząco ograniczone. Budowa turbosprężarki jak widać na co dzień cały czas ewoluuje, a regeneracja turbin i części do turbosprężarek stają już bardzo powszechnie stosowane.

Komentarze

Xawery 2020-03-04 12:30:31

Turbina to odgrywa jednak dużą rolę. Ja właśnie borykam się z zapieczonymi kierownicami turbiny.

Gieronimo 2019-10-15 10:35:09

Wychodzi na to, że czyszczenie turbo bez wyjmowania nie jest możliwe... Ale racja, lepiej wyczyścić raz a porządnie niż się wozić co chwilę do warsztatu

Denzo123 2019-08-27 12:46:11

Wyczerpujący i jasno napisany artykuł :)

Dodaj komentarz

Loader
Wystąpił błąd.
Wystąpił błąd.
Wystąpił błąd.
Turbosprężarka 701164-2 07 kwietnia 2021

Turbosprężarka 701164-2

Oferujemy regenerację lub sprzedaż już zregenerowanej turbosprężarki 7011642...

Turbosprężarka 53039700057 07 kwietnia 2021

Turbosprężarka 53039700057

Oferujemy regenerację lub sprzedaż już zregenerowanej turbosprężarki 53039700057...

Objawy zepsutej turbiny 02 października 2018

Objawy zepsutej turbiny

Olej, Dym, Brak Mocy, Kontrolka Silnika, Dźwięki – OBJAWY ZEPSUTEJ TURBINY...

Phone icon
Zadzwoń i sprawdź +48 609 707 060
Call icon

Zadzwoń do nas:

+48609707060
lub

Zostaw nam swój numer

Nr loader
Wpisz poprawny numer
Korzystając ze strony wyrażasz zgodę na używanie cookie, zgodnie z aktualnymi ustawieniami przeglądarki. Korzystanie z naszego serwisu internetowego bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zapisane w pamięci urządzenia. Więcej informacji można znaleźć w naszej Polityce prywatności. RODO