Korzyści z turbodoładowania

W przypadku silników z turbodoładowaniem powietrze niezbędne do spalania zostaje sprężone jeszcze zanim znajdzie się w komorze spalania. Mimo iż silnik zasysa powietrze do takiej samej objętości cylindra, wyższe ciśnienie sprawia, że do komory dostaje się jego większa masa. W efekcie, ze względu na większą ilość paliwa możliwego do spalenia, uzyskana jest wyższa moc silnika przy jednoczesnym zachowaniu tej samej prędkości obrotowej oraz pojemności skokowej. Sprężone powietrze nagrzewane jest do temperatury nawet 180°C. Intercooler schładza powietrze, przez co zwiększa jego gęstość, a to przekłada się na wzrost mocy silnika Chłodzenie powietrza to jedno z rozwiązań mających korzystny wpływ na moc, emisję spalin, a także zużycie paliwa. Dzięki niższej temperaturze wlotu powietrza osiągana jest niższa temperatura zapłonu, a co za tym idzie wyraźne zmniejszenie emisji NOx.

Jest jednak różnica między doładowaniem turbosprężarkowym a mechanicznym. Doładowanie mechaniczne polega na sprężaniu powietrza niezbędnego do spalania poprzez sprężarkę napędzaną silnikiem. Niewielki wzrost mocy osiąga się przez stratę energii potrzebnej do napędu sprężarki. W zależności od wielkości silnika mechaniczne doładowanie pozwala na zwiększenie mocy silnika o 10-15%. Zastosowanie tej technologii prowadzi jednak do zwiększenia zużycia paliwa. W doładowaniu turbosprężarkowym energia wylotu spalin, która standardowo nie byłaby wykorzystana, napędza turbinę. Na tym samym wale, co turbina, znajduje się również sprężarka, która zasysa, a następnie spręża powietrze i kieruje je do silnika. Turbosprężarki połączone są z silnikiem więzią gazową.

Turbosprężarka – zalety

Poza eksploatacyjnymi wymaganiami, jakie ten podzespół stawia zarówno przed mechanikami, jak i użytkownikami samochodów turbodoładowanych, zastosowanie turbosprężarki w jednostkach napędowych niewątpliwie posiada wiele zalet.

Oto najważniejsze z nich.
• W porównaniu z silnikiem o identycznej mocy, w którym spaliny są naturalnie usuwane, zużycie paliwa jest mniejsze, a wykorzystana energia wylotu spalin przyczynia się do podniesienia sprawności takiego silnika. Z powodu mniejszej pojemności skokowej, straty ciepła i tarcia są mniejsze.
• Stosunek mocy do wagi, tzn. kilowat (produkowana moc) / kilogram (waga silnika), silnika z doładowaniem turbosprężarkowym jest o wiele lepszy niż w silniku, w którym spaliny usuwane są w sposób naturalny.
• Silnik z turbosprężarką ma mniejsze gabaryty w porównaniu z silnikiem bez turbodoładowania o tej samej mocy.
• Wydajność silnika z doładowaniem turbosprężarkowym na dużych wysokościach jest znacznie lepsza. Z powodu niższego ciśnienia powietrza, strata mocy w silniku bez turbodoładowania jest znaczna, przeciwnie dzieje się z wydajnością turbiny, która rośnie w wyniku różnicy ciśnienia między niższym ciśnienie otoczenia a wyższym ciśnieniem w turbinie. Przez to w znacznej mierze zrównoważona jest niższa gęstość powietrza na wlocie do kompresora. Stąd silnik ma niewielkie straty mocy.
• Ponieważ wielkość silnika jest mniejsza, a zatem i hałas przez niego wytwarzany jest mniejszy, więc turbina staje się dodatkowym tłumikiem, przez który przepływają spaliny.
• Silniki z turbodoładowaniem mogą pracować z dużym nadmiarem powietrza, co jest dzisiaj jednym z podstawowych wymagań stawianych silnikom, umożliwiającym im niską emisję spalin oraz niskie zużycie paliwa.
• Moment obrotowy jest odczuwalny już w niskim zakresie prędkości obrotowych. Wszystkie te korzyści wpływają na szerokie zastosowanie turbosprężarek w przemyśle motoryzacyjnym. Spotykamy je niemal we wszystkich pojazdach ciężarowych, dostawczych oraz maszynach roboczych.

Inter Cars zapewnia szeroką ofertę turbin firm Honeywell Garrett, Borg Warner i Mitsubishi Turbocharger.