Wszystko o Turbosprężarkach

Jej Historia, budowa oraz zasada działania

W artykule poruszymy temat “Wszystko o turbosprężarkach” jej historię, budowę oraz zasadę działania. Turbosprężarki opanowały świat w błyskawicznym tempie i są montowane w niemal każdym nowym samochodzie, jednak mało kto wie że opracowanie konstrukcji turbosprężarki pojawiło się prawie 200 lat temu. Od tego czasu były ulepszane i wyposażane w coraz bardziej ciekawe rozwiązania. W artykule poznamy drogę, jaką turbosprężarki przebyły od dawnych czasów do dzisiaj. Pierwsze badania nad zwiększeniem ładunku I gęstości powietrza prowadzone były przez Rudolfa Diesla w drugiej połowie XIX wieku. Próbował on podnieść moc I spowodować mniejsze zużycie paliwa, jednak jego badania nie przyniosły oczekiwanego skutku, lecz to nie powstrzymało inżynierów nad dalszym rozwojem doładowania silnika. Końcówką wieku XIX na rynku pojawiły się pierwsze sprężarki, które niestety miały ograniczone możliwości jednak znalazły swoje zastosowanie w stacjonarnych maszynach napędzanych po przez gaz lub naftę.

Alfred Nuchi w 1905 r. opracował turbo napędzane spalinami. W tym patencie opisał sposób na dokonanie zwiększenia wtrącenia mieszanki powietrzno-paliwowej w silniku spalinowym, z czym się wiąże zwiększenie mocy. Niestety jego patent nie został wprowadzony do produkcji. W 1910 roku firma Murray Willat podjęła się kolejnych kroków I wprowadziła turbosprężarki do lotnictwa, moc silnika wtedy wzrosła trzykrotnie, jednak to nikogo nie przekonało aby turbo zostało wprowadzone do produkcji. Kolejnym przedsiębiorstwem którym podjęło walkę z turbosprężarka była firma General Eletric było to w roku 1919. 12 cylindrowy silnik został wyposażony w turbo. Firmie udało się udowodnić że dzięki turbosprężarce skutecznie eliminowane są straty mocy które powstają w wyniku zmniejszonego ciśnienia I gęstości na dużych wysokościach. Rozpoczęcie produkcji turbo zaczęło się w roku 1925, Buchiemu udało się osiągnąć cel I skonstruował zaawansowane turbo, które zwiększyło moc o ponad 40 procent. Turbo zostało wykorzystane wtedy w przemyśle lotniczym oraz morskim. Dopiero w 1938 roku fabryka Saurer wprowadziła turbo dla samochodów ciężarowych z silnikiem diesla, natomiast na przełomie 1962 1963 roku znalazły zastosowanie w samochodach osobowych, jednak w samochodach osobowych turbo się nie sprawdziło ponieważ wynikły kłopoty ze zbyt wczesnym zapłonem w silniku co związane było z dużą awaryjnością silników. Formula 1 w latach 70 miała duży wpływ na rozwój technologi, udało się wtedy podnieść osiągi silnika do ponad 1500 KM, a więc moc została zwiększona trzykrotnie. Dopiero w 1978 dzięki firmie mercedes, turbo zostało wprowadzone do seryjnej produkcji samochodów. Od tego czasu turbosprężarka poddawana była kolejnym innowacjom, oraz podbiła rynek, zadomawiając się w nim do dzisiejszych czasów.

Jak działa turbosprężarka ?

W skład mechanizmu turbosprężarki wchodzą dwie kluczowe części jest to turbina i sprężarka które zostały zamocowane na jednej osi. Gazy wylotowe skierowane na turbinę są odpowiedzialne za równomierne napędzanie wirników sprężarki, która wtłacza do cylindra większą ilość powietrza. Dzięki temu rozwiązaniu do cylindrów trafia większa ilość tlenu, umożliwiając spalenie w tej samej objętości komory znacznie większej ilości paliwa, co z kolei przekłada się na lepszą pracę oraz wzrost mocy silnika. Turbosprężarka jest złożona z kilku elementów są to: - wirnik turbiny, wirnik sprężarki, łożyska ślizgowe, kadłub turbiny, kadłub sprężarki, kadłub środkowy, łożyska oporowego, kanałów olejowych, pierścieni uszczelniających,wałka turbosprężarki. Najczęstszymi przyczynami awarii turbosprężarki wady fabryczne oraz błędy eksploatacyjne użytkowników. Przyczynami takich usterek mogą być: - Brak smarowania lub niewystarczające smarowanie - Usterki spowodowane ciałami obcymi - Wycieki oleju - Przeciążenie cieplne - Przekroczona prędkość obrotowa - Zabrudzony olej

Podsumowując artykuł chciałbym wymienić teraz Państwu zalety oraz wady turbosprężarki.
Zalety:

- Wzrost sprawności silnika,
- Silnik o określonej mocy ma mniejsze rozmiary i masę,
- Niższe obroty maksymalnego momentu obrotowego.
- Lepsze opłukanie cylindra ze spalin,
- Większa wysokość pracy silnika,

Wady:

- niekorzystny wzrost temperatury czynnika roboczego który zachodzi podczas sprężania
- podczas pracy w szybkozmiennych obciążeniach wydatek turbosprężarki nie zawsze jest dobrany optymalnie do obciążenia
- szybsze zużycie podzespołów silnika
- w starszych konstrukcjach turbo zachodzi zjawisko turbodziury