Zobacz jakie są rodzaje turbodoładowania w silnikach spalinowych
Doładowanie silników nie jest niczym nowym, ale dopiero od kilku lat turbosprężarki trafiają pod maski popularnych samochodów. Dlatego warto wiedzieć, jakie są różnice pomiędzy systemami biturbo a twinturbo, a także z jakie turbiny pomagają wzmocnić silniki.
Turbodoładowane silniki spalinowe
Silnik 4.0 V8 Mercedesa. Występuje on np. w modelu AMG GT. Jednostka ta jest wspomagana przez system biturbo, dzięki czemu osiąga nawet 585 KM w wersji AMG GT R.
W tym przypadku obie turbiny działają równolegle. Najczęściej rozwiązanie to stosuje się w przypadku silników o dużej pojemności. Dzięki temu silniki te nie mają niedostatku mocy przy niższych obrotach, a dwie sprężarki są w stanie zapewnić dużemu silnikowi odpowiednią ilość powietrza. Doładowanie aktywuje się po przekroczeniu około 1 750 obr/min., a pełną moc podwójnie uturbiony silnik osiąga w okolicy 3 tys. obr./min lub wyżej.
Turbodoładowane silniki spalinowe
Nissan z silnika V6 montowanego w modelu GT-R wykrzesał aż 570 KM. To zasługa m.in. systemu twin turbo, który składa się z dwóch turbosprężarek różniących się od siebie rozmiarem. Pracują one przy różnych prędkościach obrotowych silnika. Mniejsza sprężarka wspomaga motor przy niskich obrotach (do np. 2 000 czy 2 500 obr./min.), natomiast druga, znacznie większa uruchamia się, gdy silnik wkręci się na wyższe obroty. Podstawową zaletą tego rozwiązania jest to, że niweluje się efekt turbo dziury, czyli osłabienia silnika, który nie jest wspierany przez sprężarkę. Kolejny plusem systemu twin turbo jest liniowy wzrost mocy. Proces przełączania pomiędzy turbosprężarkami jest nieodczuwalny przez kierowcę i zachodzi za sprawą pneumatycznie sterowanego zaworu.
Turbodoładowane silniki spalinowe
Twin Scroll turbo różni się od klasycznej turbiny innym kształtem wirnika i jego obudowy. Dzięki temu jest możliwość lepszego zarządzania gazami wydechowych, które napływają do sprężarki pulsacyjnie. Aby zniwelować efekt nierównomiernego dostarczania spalin stosuje się dwie komory wewnątrz obudowy, które są połączone zaworem upustowym. Aby poprawić skuteczność działania systemu twin scroll, konstruktorzy stosują także inny kształt kolektora wydechowego. Dzięki temu skrócono czas reakcji turbosprężarki na zapotrzebowanie silnika na sprężone powietrze, a także płynniejszą pracę doładowania w całym zakresie obrotowym pracy silnika.
Takie rozwiązanie stosuje np. Ford w silnikach 2.0 EcoBoost.
Turbodoładowane silniki spalinowe
Turbosprężarki ze zmienną geometrią łopatek - to rozwiązanie jest nieco bardziej skomplikowane. Wirniki turbosprężarki mają regulowany kąt ustawienia łopatek. Dzięki temu wraz ze wzrostem obciążenia silnika, zmienia się ciśnienie doładowania. Dodatkowo, zastosowanie takiej regulacji pozwala na płynne sterowanie ciśnieniem gazów wewnątrz turbiny. Dzięki temu np. w autach wyposażonych w silnikach diesla nie ma opóźnienia w działaniu doładowania, a w razie potrzeby wysoki moment obrotowy jest dostępny od niskich obrotów.
Rozwiązanie to stosował np. Opel w silnikach 1.9 CDTI.
Turbodoładowane silniki spalinowe
Kolejnym pomysłem inżynierów na uzyskanie dużej mocy i momentu obrotowego z małego silnika jest system Twin Charger. Jest to układ złożony z jednej turbosprężarki i kompresora. Dzięki takiej budowie silnik płynnie rozwija moc i moment obrotowy. Charakterystyczne dla silnika wyposażonego w twin charger jest to, że od niskich obrotów dysponuje dużą mocą. Wszystko dzięki temu, że ładunek powietrza tłoczony do silnika jest sprężony w kompresorze, a następnie trafia do turbosprężarki. Rozwiązanie to było stosowane w Volkswagenach Golfach V i VI z silnikami 1.4 TSI. Silnik ten wykazywał się dużą elastycznością i płynnością pracy. Dzięki temu systemowi fabryczny czterocylindrowiec 1.4 osiągał moc nawet 170 KM.