Joe Monster
Szukaj Pokaż menu
Witaj nieznajomy(a) zaloguj się lub dołącz do nas
…NIECODZIENNIK SATYRYCZNO-PROWOKUJĄCY

Turbosprężarka, kompresor, wastegate, BOV, Anti-Lag - co to do cholery jest?

173 096  
990   135  
Dawniej by zwiększyć moc silnika postępowało się zgodnie ze zdrowym rozsądkiem - zwiększało się jego pojemność. Silnik był elastyczny, niewysilony i trwały. Opcjonalnie w małych silnikach zwiększano jego maksymalną prędkość obrotową.

Kliknij i zobacz więcej!
Takie zwiększanie pojemności czy prędkości obrotowej nie mogło trwać w nieskończoność. Przyszły kryzysy paliwowe, potem wprowadzano coraz ostrzejsze normy emisji spalin i nagle okazało się, że potrzeba czegoś ekstra. I to coś się odnalazło - nosi nazwę turbosprężarek i kompresorów. I dziś właśnie troszkę o nich.

Turbosprężarka

Kliknij i zobacz więcej!

Urządzenie proste - wręcz banalne. Spaliny powstałe po pracy silnika napędzają wirnik turniny. A ten połączony jest wałkiem z innym wirnikiem, który spręża powietrze, które ma trafić do silnika. A ponieważ to sprężone powietrze jest gorące, a gorące powietrze to rozrzedzone powietrze - trzeba je schłodzić, by zgęstniało. Więc powietrze przechodzi przez magiczne urządzenie zwane intercoolerem, które to urządzenie jest niczym innym jak chłodnicą powietrza. Schłodzone powietrze trafia sobie do sinika. A ponieważ jest go więcej - silnik zaczyna żwawo pracować. Proste i banalne, nieprawdaż?

Kliknij i zobacz więcej!

Jednak przed twórcami turbosprężarek staje kilka wyzwań. Pierwsze z nich to ciśnienie doładowania. Jak jest wytwarzane? Poprzez spaliny. Im szybciej silnik się kręci, tym mocniej napędza turbinę i tym większe jest ciśnienie doładowania. Niby oczywiste, ale silnikowi tak naprawdę potrzebny jest kop w niskich i średnich obrotach. W wysokich jest niepożądany, wręcz zbędny - za wysokie ciśnienie doładowania spowoduje, że komora spalania nie opróżni się do końca podczas otwarcia zaworów, a skompresowane powietrze będzie stawiać opór. I silnik będzie słabł, zamiast przyspieszać. Co za dużo, to niezdrowo. Jak temu zaradzić? Z pomocą przychodzi urządzenie zwane...

Wastegate

Kliknij i zobacz więcej!

Co to takiego? To w gruncie rzeczy obejście, które kieruje spaliny nie na łopatki turbiny, a na kanał obejściowy. Po osiągnięciu założonego ciśnienia sprężania czujnik zaworu N75 porównuje je z ciśnieniem, które znajduje się w kanale dolotowym (ciśnieniem atmosferycznym). Przy założonej różnicy ciśnień zawór otwiera wastegate i to wszystko. Część spalin uchodzi obejściem, część idzie na turbinę, która nie spręża powietrza bardziej, niż to zostało ustalone. Gdy jednak zawór się zatnie - następuje przeładowanie i sterownik wymusza tryb awaryjny (całe spaliny uchodzą przez wastegate i turbina nie pracuje).

Bypass

Przypatrzcie się jeszcze części zimnej turbosprężarki (zaznaczonej na niebiesko na rysunku w poprzednim punkcie). Tu też się dzieją fajne rzeczy. Jest tu tak zwany bypass. Co to i po co to? Załóżmy, że przyspieszasz - silnik jest wkręcony na obroty i z jakichś powodów zdejmujesz nogę z gazu (przy zmianie biegu albo przy zaistniałej sytuacji na drodze). Przepustnica się zamyka, ale turbina jest rozpędzona i nadal spręża powietrze. By uchronić przepustnicę przez zniszczeniem wskutek wzrostu ciśnienia (z drugiej strony przepustnicy tworzy się podciśnienie), wymyślono sprytny zawór, który mierzy różnicę ciśnień przed i za przepustnicą i jak jest zbyt duża, to się otwiera i wypuszcza nadmiar powietrza do kolektora dolotowego. Jednak ludzie kochający tę właściwość turbosprężarek stwierdzili, że wypuszczanie ciśnienia do dolotu jest bezproduktywne i nijakie. Wymyślono więc...

BOV

Czyli Blow Off Valve. Zawór ten jest montowany w miejsce zaworu bypass po zaślepieniu otworu w kolektorze dolotowym. Zatem gdzie wyrzuca nadmiar powietrza? Do atmosfery. Czy jest to bezproduktywne? Tak - równie dobrze mógłby kierować go do kolektora dolotowego. Zatem co jest szczególnego w BOV? Ano jest nim sposób, w jaki ten zawór upuszcza ciśnienie. A sposób ten jest spektakularny. To jest to charakterystyczne pssst (choć niekoniecznie - dźwięki mogą być różne, w zależności od głębokości portfela osoby montującej taki zawór). BOV po prostu brzmi, i to jak!

https://www.youtube.com/watch?v=Gn-AoxKQB90
Anti-Lag

Porozmawiajmy jeszcze o turbosprężarkach jako takich. Generalnie zasada jest taka - im większa sprężarka, tym lepiej. Jednak większa sprężarka zaczyna kręcić się później i gdy jeszcze nie pracuje, powstaje efekt turbodziury. Efekt ten jest szczególnie dokuczliwy w samochodach biorących udział we wszelkiego rodzaju rajdach i wyścigach. Tam poradzono sobie z tym w dość spektakularny sposób. Mianowicie po zamknięciu przepustnicy do kolektora wylotowego (przed turbiną) dodawana jest mieszanka paliwa i powietrza. Paliwo zapala się samoczynnie pod wpływem ciepła, jakie panuje w kanale. Dzięki temu podtrzymywana jest prędkość obrotowa sprężarki i po dodaniu gazu lub po zmianie biegów nie występuje zjawisko turbodziury. Ten system nazywa się Anti-Lag i jego działanie jest spektakularne:

https://www.youtube.com/watch?v=UhbuQM-bRuU
Ponieważ niestety Anti-Lag jest zabroniony na drogach publicznych (a szkoda), to producenci musieli sobie poradzić w inny sposób. Jak? Montując dwie turbinki - jedną małą, a drugą większą. Mała doładowuje silnik na niskich obrotach, po czym doładowanie przejmuje duża sprężarka, która przy niskich obrotach silnika zwyczajnie nie pracuje. Ponieważ takie rozwiązanie jest kłopotliwe - wymyślono turbinę ze zmienną geometrią łopatek. Łopatki sprężarki się składają bądź rozchylają i taka sprężarka może pracować w każdych obrotach praktycznie eliminując zjawisko turbodziury.

Co to jest Twin Turbo i BiTurbo?

Kliknij i zobacz więcej!

Twin Turbo to najczęściej dwie identyczne sprężarki (stosowane w silnikach widlastych). Każda jest niezależnie napędzana przez układ wydechowy każdego z rzędu cylindrów. Zmniejszenie turbosprężarek pozytywnie wpływa na zachowanie silnika i wyeliminowanie turbodziur.

BiTurbo opisałem powyżej - to najczęściej dwie różne sprężarki, z których jedna pracuje nieprzerwanie, a druga załącza się przy określonych obrotach silnika.

Co jeszcze warto wiedzieć o turbo? Ano - podczas pracy może rozgrzewać się do dość wysokich temperatur. Dlatego, gdy jedziesz dość dynamicznie, warto jest schłodzić turbinę (pozwolić, by silnik po jeździe popracował z minutę na wolnych obrotach. W przeciwnym razie olej smarujący turbinę zapieka się na łożyskach ślizgowych, co wiąże się z nadmiernym zużyciem łożysk. A potem? Potem olej trafia do wydechu, turbina jest niesmarowana i zaciera się, a za nami widok jest spektakularny.

https://www.youtube.com/watch?v=4ozwISmZod0
A gdy olej trafi do kolektora dolotowego i zassie go silnik - no wtedy są hece. Rozbiegany do 20 000 obrotów na minutę silnik w 90% przypadków kończy w silnikowym niebie.

Kliknij i zobacz więcej!

Zatem przed forsowną jazdą rozgrzej silnik, a nawet po zapaleniu pozwól, by silnik pochodził z 15 sekund na wolnych obrotach, a po jeździe pozwól, by turbina ostygła, nawet jak producent mówi inaczej. Bo producent chce, by turbina się zepsuła, bo jej naprawa to spore pieniądze dla serwisu.

Kompresor

Kliknij i zobacz więcej!

Kompresory upodobał sobie Mercedes. Co to takiego? To także sprężarka, tyle że napędzana inaczej niż turbosprężarka. O ile turbosprężarka zaprzęga do pracy efekt uboczny procesu spalania, czyli spaliny, o tyle kompresor jest napędzany przez wał korbowy silnika. Ma to swoje zalety i wady. Zaletą jest liniowy przyrost mocy, brak turbodziur oraz wszelakiego rodzaju przeładowań. Jego moc jest dostępna zawsze i zależy tylko i wyłącznie od aktualnej prędkości obrotowej silnika. Wady są dwie. Kompresor nie jest tak wydajny jak turbo oraz obciąża silnik, czyli zabiera część mocy, którą produkuje.


Kompresor może być połączony z wałem korbowym za pomocą kół zębatych, łańcucha lub paska. Jest prosty w naprawie, nie ma części gorącej narażonej na ekstremalne skoki temperatur, pracuje w lekkich warunkach. Jednak swoje waży. Kompresor jednak jest stosunkowo łatwy w naprawach, a naprawy sprowadzają się najczęściej do wymiany łożysk. A jak to wszystko działa? Ano - działa to właśnie tak:

https://www.youtube.com/watch?v=stjvbAO_6JQ

Przyszłość

Na pewno silniki bez doładowania odejdą do lamusa. Doładowanie to niestety przyszłość, czy się tego chce, czy nie. Audi postanowiło połączyć zalety turbo i kompresora i jednocześnie wyeliminować ich wady. Zaproponowało zatem elektryczną sprężarkę. Dzięki temu wyeliminowano turbodziurę, a także układ taki nie obciąża nadmiernie silnika, doładowując go na zadowalającym poziomie. Sprężarki pracują w przyjaznych warunkach i można sterować doładowaniem w pełnym zakresie (w zależności od zapotrzebowania silnika na powietrze).

https://www.youtube.com/watch?v=btK6dsBrUVs
Czy to jest przyszłość silników spalinowych? Nie wiem. Wiem natomiast, że chętnie bym wszedł w posiadanie 7-litrowej gaźnikowej V8 bez żadnych sprężarek i innych wynalazków. Tylko czysta mechanika. Ale niestety - te czasy nie wrócą. Turbo czy kompresor? Wybór pozostawiam Tobie.

Zdaję sobie sprawę, że nie poruszyłem tu wszystkich naukowych i technicznych kwestii, ale ten artykuł czytają różni ludzie - nie tylko maniacy budowy silników, którzy znają je co do śrubki. Dlatego też swoją wiedzę przekazałem w niezbędnym minimum, by artykuł był ciekawy i nie powodował zaśnięcia przed monitorem podczas jego czytania.

Kopiowanie dozwolone tylko z podaniem źródła!

A jeśli mało Ci motoryzacji - to zapraszam na Motokillera:

7

Oglądany: 173096x | Komentarzy: 135 | Okejek: 990 osób

Dobra, dobra. Chwila. Chcesz sobie skomentować lub ocenić komentujących?

Zaloguj się lub zarejestruj jako nieustraszony bojownik walczący z powagą
Najpotworniejsze ostatnio
Najnowsze artykuły

18.10

17.10

Starsze historie

Jak to drzewiej bywało