Sprężarki kompendium wiedzy cz.2

kierownice powietrza

Turbosprężarki ze zmienną geometrią kierownic jest kolejnym krokiem rozwoju systemu doładowania silnika. W zwykłej turbosprężarce pojawia się problem braku mocy przy niskich obrotach silnika kiedy to jak wspominaliśmy w poprzednim artykule ilość gazów spalinowych jest niewielka. Z angielskiego skrót VTG Variable Turbo Geometry nie oznacza jak to mylnie jest określane łopatek turbiny o zmiennej geometrii, łopatki są stałe jedynie kierownice gazów wokół niej zmieniają nastaw regulując ilość gazów dopływających do łopatek tejże turbiny. Turbina ma mało mocy by osadzona na wspólnym wale sprężarka dostarczyła wystarczającej ilości powietrza do cylindrów silnika. Drugi skrajny przypadek pracy turbo to kiedy już wciśniemy pedał przyśpiesznika i gazy wydechowe będą już w dużej ilości (np. przy wysokich obrotach) wydobywać się z silnika turbina dostarczy nadmiaru mocy do sprężarki i pojawi się z kolei zbyt dużo powietrza doładowującego którą zawór upustowy bezproduktywnie wypuści na zewnątrz. Jeśli będziemy chcieli dostosować turbo do niskich obrotów silnika zastosujemy małe urządzenie by mała ilość gazów już mogła wprawić je w wystarczający ruch ale wtedy na wysokich obrotach dostanie zadyszki. By przy dużych obrotach dostać dużo ciśnienia zastosujemy duże urządzenie to z kolei możemy w krytycznym momencie mieć zbyt dużo powietrza które musimy upuścić a znów przy małych obrotach niewiele się dzieje. Jedynym rozwiązaniem jest dobranie małej ale wysokoobrotowej turbiny która przy niskich obrotach jest już sprawna ale przy narastaniu obrotów turbiny sprężarka pompując coraz więcej powietrza może wyregulować sensownie ciśnienie. Kierownice w turbinie ograniczają wydatek urządzenia nie zmuszając do wypuszczenia nadmiaru powietrza na zewnątrz układu co jest kompletnie bezproduktywne ale w miarę narastania ciśnienia komputer zamiast zaworem upustowym steruje wychyleniem kierownic dostarczając mniejszą lub większą ilość spalin na turbinę. Kierownice po prostu zawracają częściowo gazy z osi wirnika turbiny i nie pojawia się naddatek sprężonego powietrza. Na pewno patrząc np. na parametry różnych wersji silnikowych zauważyliście że niektóre modele o tej samej pojemności silnika doładowanego mają różną moc i różny moment obrotowy ale takie samo zużycie paliwa bądź minimalnie większe choć różnica w mocy jest duża. Np. FIAT Punto w wersji 1.3 Multijet  może mieć 75 lub 95KM mocy i dysponując dużo lepszymi parametrami oraz ponad 20% większą mocą spala tylko kilka % więcej paliwa. W chwili obecnej kiedy tzw. Downsizing jest coraz powszechniejszy Systemy doładowania powietrza stają się po prostu normą niezależnie od typu silnika czy diesel, benzyna czy LPG. Doładowanie silnika jest przyszłością, coraz większe skomplikowanie przy bezawaryjności powoduje że parametry silników są coraz wyższe, wydajność i ekonomia oraz komfort dzięki elastyczności staje się faktem. Niestety faktem do tego stopnia że traktujemy to jak coś normalnego nie zadając sobie trudu refleksji co tam pod maską hasa ale skoro Ty czytasz ten artykuł to już jest nieźle. Wracając do praktycznej strony sprężarek ze zmienną geometrią to niestety coś za coś, turbosprężarka o zmiennej geometrii kierownic jest bardziej zaawansowana technicznie co za tym idzie jest droższa i do tego wymusza większą chłodnicę powietrza doładowującego czyli INTERCOOLER o którym napiszemy w następnym artykule.

przykład wykresu narastania mocy w silniku atmosferycznym oraz zasilanym turbo ze zmienną geometrią, jak widać moc otrzymujemy od niskich obrotów czyli tak upragnioną elastyczność silnika.

turbo wykres

tak na prawdę wyglądają łopatki kierownic gazów wydechowych regulujące jego wylot na łopatki wirnika turbiny

turbokierownice

poniżej schemat działania regulatora łopatek sterowanego siłownikiem a, łopatki zamknięte-turbina mniej wydajna oraz b, łopatki otwarte-turbina bardziej wydajna.

turbo schemat 02

Opublikowano