Tajemnice turbosprężarek

Umieszczenie w układzie wydechowym turbiny pozwala zamienić energię spalin na ruch obrotowy, który z kolei jest wykorzystywany do sprężania powietrza dostającego się do silnika. A im więcej powietrza do niego dociera, tym większą moc może on rozwinąć. Wszystkie turbosprężarki mają bardzo podobną budowę. Na ułożyskowanym wałku z jednej strony zamontowany jest wiatrak turbiny, a z drugiej sprężarki. Specjalne ukształtowanie korpusu wymusza ruch spalin przyspieszający turbinę do kilkudziesięciu tysięcy obrotów, przez co udaje się sprężyć powietrze w układzie dolotowym do dość wysokiego ciśnienia. Zasada działania turbo jest zbliżona do tego, co można zaobserwować w elektrowni wodnej. Sama Turbosprężarka nie byłaby w stanie długo pracować, ponieważ ta "samonapędzająca się" konstrukcja szybko doprowadziłaby do zniszczenia silnika. Do precyzyjnej regulacji ciśnienia służą specjalne zawory upustowe, które w zależności od konstrukcji układu doładowania upuszczają bądź powietrze tłoczone do cylindrów, bądź spaliny przed turbosprężarką. W silnikach benzynowych zwykle stosowane są dwa zawory w układzie dolotowym (waste-gate i blow-off) oraz zawór by-pass w układzie wydechowym przed turbiną. Podczas pracy na niskich obrotach wszystkie te zawory są zamknięte, ponieważ silnik potrzebuje szybkiego wzrostu ciśnienia sprężanego powietrza. Przy wysokich obrotach, aby nie dopuścić do znacznego wzrostu ciśnienia doładowania, uchyla się zawór by-pass, powodując, że duża część spalin omija turbinę, przez co jej obroty utrzymywane są na niższym poziomie. Samo ciśnienie w układzie dolotowym regulowane jest przez zawór waste-gate, który zazwyczaj jest sterowany elektromagnesem przez komputer i w razie powstania zbyt wysokiego ciśniena po prostu unosi się, wypuszczając część sprężonego ładunku, przez co zmniejsza się ciśnienie doładowania. Zawór blow-off włącza się do pracy dopiero w momencie gwałtownego zdjęcia nogi z pedału gazu. Kręcąca się wtedy z wysoką prędkością turbina tłoczy powietrze, które natrafia na zamkniętą przepustnicę. Taka sytuacja powodowałaby nagłe wyhamowywanie sprężarki, która następnie potrzebowałaby dużo czasu, żeby znów się rozpędzić do wysokich obrotów. Sytuacja taka niekorzystnie wpływa zarówno na osiągi samochodu, jak i na trwałość samej turbosprężarki. Aby temu zapobiec, zawór blow-off otwiera się przy zamknięciu przepustnicy, wypuszczając sprężone powietrze. Od wielu lat w samochodach stosowane są chłodnice powietrza doładowującego, tzw. intercoolery. Wykorzystują one prostą zasadę termodynamiki, że to, co jest zimniejsze, jest gęstsze. A co jest gęstsze, tego zmieści się więcej. Tak więc poprzez schłodzenie powietrza tłoczonego przez turbo do cylindrów udaje się go zmieścić więcej, przez co podwyższa się moc silnika właściwie "za darmo". W silnikach wysokoprężnych nie ma przepustnicy, nie występuje więc zawór blow-off, natomiast zawór by-pass coraz częściej jest zastępowany specjalną kierownicą przed turbiną. Mamy wtedy do czynienia z turbosprężarką o zmiennej geometrii. W zależności od wykonania kierownica składa się z szeregu łopatek, które mają możliwość przesuwania się lub przekręcania wokół własnej osi. Dzięki temu można regulować natężenie przepływu gazów wydechowych wpadających na łopatki turbiny. Przy niskich obrotach silnika kierownica ukierunkowuje strumień powietrza stycznie do turbiny, nadając jej większą prędkość, natomiast przy wyższych obrotach silnika łopatki ustawiają się prostopadle do turbiny, umożliwiając jak największy i niezakłócony przepływ gazu. Obecnie produkowane turbosprężarki są urządzeniami bardzo trwałymi, ale i dość czułymi na to, jak się z nimi kierowca obchodzi. Żeby urządzenie służyło długo i bezawaryjnie, wystarczy przestrzegać kilku zaleceń. Podstawową sprawą jest wysokiej jakości olej, zmieniany nie rzadziej, niż zaleca to fabryka. Ponieważ turbo jest bardzo obciążone termicznie, zawsze trzeba pozwolić mu się nagrzać przed wykorzystywaniem pełnych osiągów auta. Po uruchomieniu zimnego silnika powinno się jechać ze zmienną prędkością (po prostu normalnie), ale bez wciskania pedału gazu do podłogi i wprowadzania silnika na wysokie obroty. Po bardzo forsownej jeździe turbo musi mieć czas na schłodzenie się, a ponieważ za utrzymywanie odpowiedniej temperatury w dużym stopniu odpowiada układ smarowania, nie należy od razu wyłączać silnika. Minuta pracy na wolnych obrotach zapewni smarowanie i zapobiegnie niszczeniu łożysk. Uwaga ta dotyczy także samochodów z silnikami wysokoprężnymi. Chociaż temperatury w turbodieslach są niższe, to jednak problemy są dokładnie takie same. Jeżeli decydujemy się na zakup używanego auta z turbodoładowaniem, to oczywiście nie mamy wpływu na to, co robił z nim poprzedni właściciel, ale warto sprawdzić kilka szczegółów. Samochód powinien mieć regularne przeglądy, a poprzedni właściciel powinien w kilku słowach streścić, jak według niego obchodzić się z silnikiem turbo. Odpowiedź: normalnie - jest tu raczej negatywna. Warto też rzucić okiem na samą turbosprężarkę (często jest ona głęboko ukryta pod kolektorem wydechowym) i sprawdzić, czy nie ma na niej śladów wycieku oleju bądź cieczy chłodzącej. Turbo powinno pracować równo i wydawać jedynie delikatny świst przy obciążeniu silnika. No i oczywiście najważniejszą sprawą są osiągi. Jeżeli samochód nie ma odpowiedniego "kopyta", to problemem może być właśnie turbo.Czy bać się więc turbosprężarek? Nie, ale warto się zapoznać przed kupnem zarówno ze stanem, jak i historią użytkowania auta.