Turbosprężarki

Turbosprężarki

Firma Turbocentras zajmuje się sprzedażą i dystrybucją turbosprężarek wszystkich wiodących producentów. Oferujemy turbiny BorgWarner Turbo Systems (3K, KKK, Schwitzer), Hitachi, Holset, Honeywell Garrett, IHI Turbo, Mitsubishi, Toyota z dostawą w dowolne miejsce na świecie.

W naszej ofercie znaleźć można nowe oryginalne turbosprężarki, jak i turbiny starszych modeli, które już nie są produkowane. Nasi specjaliści chętnie pomogą dobrać turbosprężarkę do Państwa samochodu, niezależnie od tego, czy jest to stare Renault, czy nowe i drogie Porsche. Możliwość zakupu w naszym sklepie alternatywnej, w pełni zregenerowanej turbosprężarki, ucieszy każdego klienta z niskim budżetem.


Turbosprężarki - Turbiny

Turbosprężarka w sekcji
Turbosprężarka w sekcji

Turbosprężarka (turbina) – jest to urządzenie zwiększające ogólną moc silnika, wykorzystujące energię kinetyczną gazów spalinowych.

Szczerze mówiąc, z technicznego punktu widzenia, nazywanie turbosprężarki turbiną jest niepoprawne!
Dopiero turbina w zestawie z kompresorem (sprężarką) tworzą turbosprężarkę.
Nie będziemy jednak zbyt "pedantyczni", jedynie pokrótce wyjaśnimy, co odpowiada za co...

Turbina – urządzenie, zmieniające kinetyczną energię gazu w energię mechaniczną. W turbosprężarce, turbina jest jej "gorącą" częścią, przez którą przechodzi potok gorących gazów spalinowych, zmuszających wał z kołem roboczym do obracania się.

Kompresor (sprężarka) – urządzenie, stosowane do sprężania gazu, w tym przypadku - powietrza. W turbosprężarce, sprężarka jest jej "zimną" częścią i służy do zwiększania ciśnienia dostarczanego do cylindrów silnika powietrza za pomocą koła roboczego ("koła kompresora"), które jest napędzane przez wirnik turbiny w "gorącej" części.

Komponenty turbosprężarki
Komponenty turbosprężarki

Gazy spalinowe pod ciśnieniem wymuszają ruch wirnika turbiny, który obraca znajdujące się na tym samym wale koło robocze sprężarki, który z kolei, spręża potok powietrza do kolektora dolotowego silnika. Turbosprężarka zwiększa w ten sposób ciśnienie mieszanki powietrza z paliwem wewnątrz komory silnika. W cylindrach, sprężone powietrze zwiększa gęstość ładunku mieszaniny palnej, co prowadzi do spalania większej ilości paliwa i uwolnienia większej objętości gazu, co przekłada się na podwyższenie mocy silnika.

Prędkość obrotowa wirnika w zwykłej turbosprężarce, w trybie roboczym, oscyluje w granicach 70000 – 90000 obrotów na minutę. Jednak w przypadku wysokiego obciążenia, może sięgać 200000 i więcej obrotów na minutę. Na przykład, w zwykłych turbinach Garrett w warunkach testów lub naprawy, przeprowadzając wyważenie centralnego wkładu (kartridża, a dokładniej: wirnika) turbosprężarki, prędkość obracania się wała turbiny sięga 130000 – 150000 obrotów na minutę, a z kolei w turbosprężarkach BorgWarner (z serii KP35, KP39) oraz Mitsubishi (MHI) (z serii TD03, TD025) 200000 obrotów na minutę. Zwykle, im mniejsze są wymiary turbosprężarki, tym wyższa jest prędkość obrotowa jej wirnika.

Linia oleju turbosprężarki
Linia oleju turbosprężarki

Wysokie prędkości obrotowe wirnika wywołują bardzo silne tarcie i nagrzewanie części turbiny. Do smarowania i schładzania elementów turbosprężarki używany jest system smarowania silnika. Olej silnikowy z silnika, dochodząc do turbiny, pokrywa wał cienką warstwą smarującą, smarując i chłodząc go w ten sposób. Taki sposób smarowania wała olejem zapewnia zastosowanie w turbosprężarkach łożysk hydrostatycznych. Łożysko hydrostatyczne pozwala wirnikowi turbiny osiągać wysokie prędkości obrotowe bez przegrzania i tarcia. System smarowania i chłodzenia turbiny jest bardzo czuły na jakość oleju silnikowego, wykorzystywanego w silniku. Wadliwe działanie turbiny jest najczęściej związane z nieprawidłowym działaniem układu smarowania spowodowanym stosowaniem oleju niskiej jakości.

Większość współczesnych pojazdów mechanicznych jest wyposażonych w turbosprężarkę, ze względu na znaczące podwyższenie efektywności pracy silnika. Początkowo, turbosprężarka zamontowana na drodze wylotu spalin, w nieznacznym stopniu obniża moc silnika z powodu generowania nieznacznego oporu. Jednak finalny przyrost mocy generowany przez układ turbonadmuchu, znacznie przewyższa stratę. Turbosprężarka średnio zwiększa moc silnika o 30 – 40%. Z efektywnością turbiny ciężko się sprzeczać. Silniki, wyposażone w turbinę są o wiele bardziej wydajne od zwykłych silników, ze względu na to, że skuteczniej wykorzystują paliwo oraz pozwalają zwiększyć moc bez zwiększenia prędkości obrotowej silnika.

Zastosowanie turbin ma również swoje minusy, są to pewnego rodzaju skutki uboczne. Na przykład: praktycznie wszystkie turbosprężarki wykazują się pewną bezwładnością podczas działania. Od momentu naciśnięcia na pedał gazu do skutecznego wzrostu mocy silnika, obserwowany jest chwilowy brak mocy, zwany również "turbo dziurą". Potem nagle obserwuje się gwałtowny wzrost mocy i odczuwalne ostre szarpnięcie silnika. Jest to związane głównie z siłą tarcia wirnika, który wymaga czasu, żeby zwiększyć prędkość obracania się do normalnego trybu pracy. Tego typu negatywne efekty udało się praktycznie wyeliminować w turbosprężarkach wyposażonych w układ zmiennej geometrii łopatek(VNT) oraz w turbinach z zaworami przepustowymi (turbiny Wastegate).

W związku z powyższym możemy określić kilka podstawowych rodzajów turbin – są to turbosprężarki VNT (Variable-Nozzle Turbine) z układem zmiennej geometrii łopatek, zwykłe turbiny bez systemów podobnych do VNT oraz turbiny wykonane z wykorzystaniem technologii Wastegate. Technologia Wastegate wykorzystuje podobną zasadę działania jak VNT, lecz w odróżnieniu od VNT, Wastegate turbosprężarki nie mają kierownicy sterującej wychyleniem łopatek. Turbiny z Wastegate wykorzystują specjalny zawór przepustowy dla sterowania poziomem gazów spalinowych.


Turbosprężarki ze zmienną geometrią …?

Turbosprężarki ze zmienną geometrią pojawiły się kiedyś gdzieś w czeluściach Internetu, a dokładniej na stronach Wikipedii. ☺ Zmiana geometrii turbiny może być spowodowana np. niesympatycznym wydarzeniem na drodze, takim jak wypadek drogowy. ☺ Wtedy Turbinę ze zmienioną geometrią można spotkać albo od razu po wypadku albo pod pracującą prasą stosowaną do złomowania pojazdów. ☺ Można również, wykorzystując wysoce technologiczny sprzęt - zwany młotem kowalskim, zmienić geometrię turbosprężarki, przy czym nawet kilka razy. ☺

Turbiny wyposażone w system zmiany geometrii potoku gazów spalinowych

VNT Turbosprężarka
VNT (Variable-Nozzle Turbine) Turbosprężarka.

Producenci turbosprężarek wykorzystują różne nazewnictwo do systemów VNT:

  • Variable-Area Turbine Nozzle (VATN);
  • Variable-Geometry Turbo (VGT);
  • Variable-Nozzle Turbine (VNT);
  • Variable-Turbine Geometry (VTG);
  • Variable-Vane Turbine (VVT).

Turbosprężarki VNT wyróżniają się obecnością pierścienia (ang. "Nozzle Ring") z ruchomymi łopatkami o kształcie aerodynamicznym (ang. "Nozzles"). Łopatki turbin VNT, regulując prześwity kanałów na wejściu koła (wirnika) turbiny, zmieniają strumień przelatujących przez nie gazów w celu podwyższenia i optymalizacji skuteczności turbonadmuchu. Same łopatki na pierścieniu poruszają się za pomocą siłownika próżniowego (aktuatora, actuator), pneumatycznego, hydraulicznego lub elektronicznego serwonapędu.

Przy zwiększonym strumieniu dochodzących do turbosprężarki gazów spalinowych, przy wysokich obrotach silnika, system VNT zwiększa prześwit kanału dla strumienia wchodzącego w turbinę, obniżając ciśnienie i prędkość, co zapobiega zbyt dużej prędkości obrotowej wirnika turbiny i utrzymuje z góry określony poziom sprężania.

Przy niewielkim strumieniu spalin, na niskich obrotach silnika, system zmiennej geometrii zmniejsza prześwit dla napływających do turbosprężarki gazów, podwyższając ciśnienie i prędkość strumienia gazów w turbinie.

Turbosprężarki, wyposażone w system zmiany geometrii strumienia gazów spalinowych (turbiny VNT) przeważnie są montowane na silnikach Diesla.

Podstawowe przewagi turbosprężarek z systemami VNT:

  • Hamowanie silnikiem jest efektywniejsze, ze względu na zwiększenie ciśnienia w drogach wylotowych silnika, poprzez odcięcie przepływu spalin;
  • Mniejsze ciśnienie na drogach wylotowych silnika w pełnym zakresie prędkości obrotowych prowadzi do zwiększenia mocy;
  • Wyeliminowano problem bezwładności w pracy silnika, brak "turbo-dziury" przy naciśnięciu na pedał gazu;
  • Turbina intensywniej spręża powietrze nawet przy niskich obrotach silnika, zapewniając większy moment obrotowy;
  • Mniejsze zużycie paliwa, dzięki płynnej regulacji stopnia sprężania.

Turbosprężarki nie wyposażone w system VNT – zwykłe turbiny

Zwykłe turbosprężarki mają prostszą konstrukcję i najczęściej są stosowane w silnikach spalinowych na benzynę. Nie posiadają one zalet turbosprężarek VNT ale też brak VNT pozwala na używanie turbosprężarki w wyższych temperaturach, gdyż mechanizm sterowania zmienną geometrią jest mniej odporny na wysokie temperatury. Właśnie dlatego zwykłe turbiny częściej są spotykane przy silnikach benzynowych, gdzie temperatura spalania mieszaniny jest znacznie wyższa.


Przepustowy zawór turbiny (technologia Wastegate)

WasteGate Turbosprężarka
WasteGate Turbosprężarka.

Zawór przepustowy turbosprężarki modyfikuje przepływający przez turbinę strumień gazów, regulując w ten sposób intensywność sprężania.

Podwyższenie lub obniżenie ciśnienia strumienia gazów spalinowych w turbinie prowadzi do zmiany stopnia sprężania. W celu podwyższenia lub obniżenia ciśnienia wchodzącego strumienia gazów, regulowanego przy pomocy pneumatycznego lub elektronicznego napędu, zawór przepustowy kieruje spaliny do turbosprężarki lub poza nią. Do pracy zawór przepustowy zmusza system sterowania silnikiem który sczytuje dane z czujników ciśnienia turbosprężarki.

Wykorzystanie zaworu przepustowego turbiny, jest pewnego rodzaju alternatywą do VNT. Zastosowanie zaworu przepustowego zapobiega nadmiernie szybkiemu obracaniu się wirnika turbiny i w nieznacznym stopniu poprawia efektywność pracy turbosprężarki.


Intercooler turbosprężarki

Intercooler turbosprężarki – jest to urządzenie, funkcją którego jest chłodzenie sprężanego przez turbinę powietrza. Jest wykorzystywany jako przejściowa chłodnica (radiator, wymiennik ciepła) dla strumienia gorącego powietrza, które podaje turbosprężarka, a które kierowane jest do cylindrów silnika.

Powietrze, znajdujące się w kompresorze turbosprężarki, nagrzewa się do wysokich temperatur pod wpływem wysokiego ciśnienia. Przepływając przez intercooler, schłodzone powietrze wchodzi do cylindrów silnika. Pozwala to zapobiec przypadkowemu zapłonowi mieszanki paliwowej na końcu cyklu sprężania wewnątrz cylindra oraz sprzyja odprowadzeniu nadmiaru ciepła z turbosprężarki.

Intercooler zwykle jest umieszczany w przedniej części nadwozia pojazdu w celu jego chłodzenia w strumieniu powietrza, wynikającego z ruchu pojazdu.


Gdzie można nabyć turbosprężarkę? – Sprzedaż turbin

Mając na celu optymalne rozwiązanie przy wyborze turbosprężarki, śmiało zwracajcie się Państwo do Turbocentras. Specjaliści naszej firmy zawsze służą Państwu pomocą w kwestiach wyboru i nabycia turbosprężarki. Nasi pracownicy udzielą Państwu fachowych rad, odpowiedzą na wszelkie nurtujące pytania, udzielą przydatnych wskazówek na temat dalszej eksploatacji nabytej turbiny.

Nabyć turbinę można w naszym sklepie internetowym lub po prostu kontaktując się z nami telefonicznie lub za pomocą poczty elektronicznej.