Rodzaje turbosprężarek i koszty ich serwisowania
Dziś turbosprężarki znajdziemy przy większości silników. Czy należy się ich obawiać?
Przydatny wynalazek
Jeszcze dwie dekady temu, zdecydowana większość silników benzynowych i spora część wysokoprężnych, charakteryzowała się niezwykle prostą budową. Przekładało się to na przeciętne osiągi i stosunkowo wysokie zużycie paliwa. Z drugiej jednak strony pozbawione skomplikowanego osprzętu jednostki, zachwycały wytrzymałością i bezawaryjnością przez długie lata intensywnego użytkowania. Wszystko zmieniła popularyzacja turbosprężarki.
Historia turbosprężarki rozpoczęła się w 1905 roku, niemniej dopiero w latach 70. XX w. producenci zaczęli wykorzystywać ją na szerszą skalę. Początkowo turbiny przeznaczone były do aut typowo sportowych, gdzie liczyły się przede wszystkim osiągi. Ich wytrzymałość i sposób generowania dodatkowych koni mechanicznych był drugorzędną kwestią. Prawdziwy rozwój silników doładowanych nastąpił pod koniec lat 80. Na rynku pojawiały się wtedy jednostki wysokoprężne z turbo i coraz popularniejsze w typowych autach osobowych doładowane benzyniaki.
Rosnąca popularność
Obecnie prawie każdy silnik wysokoprężny oraz coraz więcej benzynowych konstrukcji, wyposażonych jest w turbodoładowanie. Producenci zarówno popularnych, jak i prestiżowych marek, wykorzystują je, by podnieść efektywność swoich silników - zwiększając moc i moment obrotowy. Co ważniejsze, w większości przypadków wyraźnie spada również zużycie paliwa. Niestety, w każdym samochodzie z turbosprężarką, prędzej czy później zmuszeni będziemy do dokonania napraw eksploatacyjnych tego elementu. Koszty takiej operacji różnicuje nie tylko marka i model, ale również rodzaj turbiny.
Tak działa turbo
Zasada działania tego z pozoru skomplikowanego podzespołu jest nad wyraz prosta. W silnikach wolnossących, wydobywające się spaliny jedynie generują zanieczyszczenia. Zadaniem turbosprężarki jest wykorzystanie energii wylotowej spalin, poprzez umieszczenie na ich drodze wirnika. Po drugiej jego stronie (w tak zwanej zimnej części turbiny) pracuje analogiczny wirnik, który zwiększa ciśnienie powietrza w układzie dolotowym. Dzięki temu do komór spalania trafia większa ilość powietrza (w tym tlenu), a co za tym idzie, podnosi się efektywność spalania mieszanki paliwowej. Istotne różnice dotyczą budowy wnętrza turbiny i zastosowania niektórych rozwiązań, rzutujących na jej wydajność.
Przed zakupem samochodu wyposażonego w turbodoładowany silnik, musimy uświadomić sobie, że tak, jak innym podzespołom mechanicznym, szkodzi jej zarówno agresywna, jak i nadmiernie delikatna jazda. Im bardziej skomplikowany układ doładowania, tym koszty, w postaci ewentualnych regeneracji lub wymiany uszkodzonych elementów, będą wyższe.
Turbo ze stałą geometrią łopatek
Zacznijmy od najpopularniejszego typu turbosprężarki. W zdecydowanej większości silników wysokoprężnych oraz prawie wszystkich benzynowych, stosuje się turbo ze stałą geometrią łopatek. Takie rozwiązanie pozwala na istotne obniżenie kosztów produkcji i późniejszej eksploatacji. Dodatkowym atutem takiej sprężarki jest prostota samej naprawy. Specjalista po wymontowaniu elementu z samochodu, rozkłada go na czynniki pierwsze. Po dokładnym oczyszczeniu i wymianie wszelkich uszczelnień i łożysk, przystępuje do obróbki samego wirnika (lub jego wymiany). Koszt całej operacji, w zależności od modelu, wiąże się z wydatkiem 600-1200 złotych.
Turbo ze zmienną geometrią łopatek
Drugi rodzaj turbosprężarek, powszechnie spotykany w wielu samochodach osobowych, wymaga od użytkownika i mechanika zdecydowanie więcej wiedzy, umiejętności i czasu na ewentualną reanimację. Turbina ze stałą geometrią łopatek, właściwie niezależnie od aktualnych obrotów silnika, prezentuje jednakowe parametry, co niestety nie pozwala na pełne wykorzystanie przebiegających przez nią spalin. Aby temu zaradzić, producenci stosują turbosprężarki wyposażone w zmienną geometrię. Łopaty-kierownice zamocowane są do wspólnego pierścienia, umieszczonego na obwodzie turbiny. Do zmiany kąta ich nachylenia względem wirnika służy siłownik pneumatyczny. Zmienne wartości kąta kierownic przekładają się na to, że przepływające powietrze niemal bez zawirowań trafia do wirnika turbiny. Podczas jazdy z małymi obrotami silnika łopaty ustawiane są pod możliwie dużym kątem - tak, aby zapewnić największe doładowanie bez szkód dla turbiny. Chcąc zmniejszyć ten parametr, kierownice ustawiane są w odwrotny sposób. W efekcie powietrze
przepływa z dużymi zaburzeniami.
Zmienna geometria łopat przekłada się również na zmniejszenie temperatury oraz ciśnienia spalin, a przede wszystkim na szybszą reakcję na operowanie pedałem gazu. Niestety w razie konieczności naprawy takiej turbiny, poniesiemy duże koszty. Specjaliści zgodnie uznają, że w wielu przypadkach regeneracja nie jest możliwa albo całkowicie nieopłacalna. Koszty naprawy turbiny ze zmienną geometrią łopat wynoszą około 1500-3000 złotych.
Turbosprężarka, niezależnie od skomplikowania swojej budowy, jest jednym z najwrażliwszych podzespołów pracujących pod maską. Jej żywotność i koszty przyszłych napraw, w dużej mierze zależą od sposobu eksploatacji, a także od dbałości użytkownika o bieżący serwis całej jednostki napędowej.
