Zasada pracy turbosprężarki
Turbosprężarka to sprężarka powietrza o wysokiej wydajności, która zwiększa energię silnika poprzez sprężanie powietrza wlotowego. Jego podstawowa zasada pracy opiera się na odzyskiwaniu i wykorzystaniu energii spalin silnika.
Po pierwsze, gazy wydechowe o wysokiej temperaturze i wysokociśnieni emitowane przez silnik są skierowane do odcinka turbiny turbosprężarki. Te gazy spalin wywierają siłę na ostrza turbiny, powodując, że obracają się. Prędkość obrotowa turbiny wzrasta wraz ze wzrostem obrotów silnika, skutecznie przekształcając energię spalin.
Turbina jest podłączona do sekcji sprężarki za pomocą wspólnego wału. Dlatego, gdy turbina obraca się, napędza bezpośrednio odcinek sprężarki do obrócenia. Funkcją sprężarki jest ściskanie powietrza przechodzącego przez filtr powietrza, zwiększając jego ciśnienie i gęstość. Umożliwia to zmuszanie więcej powietrza do cylindrów silnika.
W miarę jak sprężarka spręża powietrze do wyższego poziomu ciśnienia, wzrasta również gęstość powietrza. Pozwala to silnikowi spalić więcej paliwa w każdym cyklu roboczym, uwalniając w ten sposób więcej energii i zwiększając moc wyjściową silnika.
Aby zapewnić wydajność i niezawodność turbosprężarki, działanie sprężarki jest ograniczone do pewnego zakresu stosunku ciśnień. Pomaga to uniknąć nadmiernego wzrostu (tj. zadławienia sprężarki) i ograniczenia przepływu (tj. zatrzymania sprężarki), utrzymując optymalną wydajność i niezawodność.
Ponadto turbosprężarki są zazwyczaj wyposażone w system regulacji odpadów. Wastegate to zawór, który może kierować gazy spalin do ominięcia turbiny, kontrolując w ten sposób ciśnienie doładowania i zapobiegając nadmiernemu zwiększaniu. Przyczynia się to do bezpiecznego działania silnika.
Zaawansowane turbosprężarki mogą również wykorzystywać technologię turbin o zmiennej geometrii. Ta technologia pozwala na regulację obszaru przekrojowego wlotu turbiny w celu osiągnięcia optymalnej wydajności w różnych zakresach obrotów silnikowych.
W niektórych zastosowaniach wymagających wysokich wydajności można zastosować konfiguracje z podwójną turbosprężarką. Te turbosprężarki można ustawić równolegle (obsługując każdy zestaw cylindrów) lub szeregowo (doładowanie jednego stopnia w drugim), aby jeszcze bardziej zwiększyć moc i szybkość reakcji.
Podsumowując, turbosprężarka odzyskuje i wykorzystuje energię spalin silnika do kompresji powietrza do wyższych ciśnień i gęstości, umożliwiając silnik spalanie większej ilości paliwa i wytwarzanie wyższych mocy. Ta zasada pracy sprawia, że turbosprężarka jest kluczowym elementem zwiększania wydajności i wydajności silnika.
