Jak zbudowana jest turbosprężarka samochodowa?

Turbina samochodowa jest podzespołem składającym się z turbiny i sprężarki osadzonych na wspólnym wale. Stosuje się ją do doładowania silnika spalinowego. Turbosprężarka zasilana jest spalinami wydobywającymi się z silnika, a sprężone przez sprężarkę powietrze zasila silnik. Do cylindrów wprowadzana jest większa ilość powietrza, dzięki czemu rośnie moc silnika. Oczywiście wraz z tym wzrasta także stopień sprężania, co w efekcie powoduje uzyskanie wysokiej sprawności całego układu.

Turbosprężarka – budowa, materiały, warunki pracy - Jak jest zbudowana turbina

Turbosprężarka jest to maszyna wirnikowa, która składa się z turbiny i sprężarki osadzonych na wspólnym wale. Jej głównym zadaniem jest doładowanie silnika spalinowego. Ten podzespół jest wykonany z takich materiałów, jak: Niresit, aluminium, Inconel, MarM247 lub tytan. Wszystkie te materiały charakteryzują się wysoką żaroodpornością, co z kolei idzie w parze z dużą odpornością na wysokie temperatury pracy oraz odpornością na korozję. Warunki pracy turbin samochodowych są dość ciężkie, z powodu bardzo wysokich prędkości obrotowych, które dochodzą nawet do 200 tysięcy obr./min. W przypadku silników z zapłonem samoczynnym spaliny mają temperaturę około 700 stopni Celsjusza, zaś w przypadku jednostek o zapłonie iskrowym jest to aż około 1000 stopni Celsjusza.

1. Budowa turbiny – Turbosprężarki - Jak działa turbosprężarka

Turbina samochodowa składa się szczegółowo z: wirnika turbiny, wirnika sprężarki, kadłuba turbiny, kadłuba sprężarki, kadłuba środkowego, łożyska oporowego, łożyska ślizgowego, kanałów olejowych, pierścieni uszczelniających oraz wałka turbosprężarki. Do napędu takiej turbosprężarki wykorzystuję się energię pochodzącą ze spalin. Te spaliny zawierają około 30% energii powstałej w wyniku spalania mieszanki paliwowo-powietrznej. Napędzane poprzez wyżej wspomniane gazy wirnik turbiny, napędza wirnik sprężarki, która jest osadzona sztywno na tym samym wale. Następnie sprężarka dostarcza dodatkowe powietrze kolektorem dolotowym do komory spalania.

Turbosprężarka ma dwa, specjalne wirniki umieszczone na wspólnym wale. Pierwszy wirnik jest zamontowany w układzie wydechowym i jest zasilany przez spaliny, które trafiają tam z silnika. Natomiast drugi wirnik znajduje się w przewodzie dolotowym. Ten wirnik funkcjonuje dzięki wyprofilowanym łopatkom, które wtłaczają do silnika powietrze. Turbina samochodowa doprowadza większą ilość powietrza przy takiej samej objętości do komory spalania, co pozwala uzyskać więcej energii ze spalanej mieszanki paliwowo-powietrznej. Co za tym idzie, silnik jest w stanie osiągnąć większą moc. Nie jest to jedyna zaleta tego podzespołu, ale kluczowa. Do zalet zaliczyć możemy również zmniejszenie emisji substancji szkodliwych zawartych w spalinach.