Nasza Loteria SR - pasek na kartach artykułów

Downsizing. Turbo w małolitrażowym silniku. Cała prawda o dzisiejszej technologii

Mariusz Zbyszyński
Obecnie to już niemal standard, że producenci montują jednostki napędowe o małej pojemności do samochodów nawet takich jak Volkswagen Passat lub Skoda Superb. Idea downsizingu rozwinęła się w najlepsze i upływ czasu pokazał, że rozwiązanie to sprawdza się na co dzień. Istotnym elementem w tego typu silnikach jest oczywiście turbosprężarka, to ona pozwala osiągać stosunkowo wysoką moc przy jednocześnie małej pojemności.Fot. Skoda
Obecnie to już niemal standard, że producenci montują jednostki napędowe o małej pojemności do samochodów nawet takich jak Volkswagen Passat lub Skoda Superb. Idea downsizingu rozwinęła się w najlepsze i upływ czasu pokazał, że rozwiązanie to sprawdza się na co dzień. Istotnym elementem w tego typu silnikach jest oczywiście turbosprężarka, to ona pozwala osiągać stosunkowo wysoką moc przy jednocześnie małej pojemności.Fot. Skoda
Obecnie to już niemal standard, że producenci montują jednostki napędowe o małej pojemności do samochodów nawet takich jak Volkswagen Passat lub Skoda Superb. Idea downsizingu rozwinęła się w najlepsze i upływ czasu pokazał, że rozwiązanie to sprawdza się na co dzień. Istotnym elementem w tego typu silnikach jest oczywiście turbosprężarka, to ona pozwala osiągać stosunkowo wysoką moc przy jednocześnie małej pojemności.

Zasada działania

Turbosprężarka składa się z dwóch obracających się jednocześnie wirników, zamocowanych na wspólnym wałku. Pierwszy z nich zamontowany jest w układzie wydechowym, spaliny zapewniają napęd, przedostają się do tłumików i ulatują. Drugi wirnik osadzony jest w układzie dolotowym, spręża powietrze i wtłacza je pod ciśnieniem do silnika.

Ciśnieniem tym trzeba sterować, aby zbyt duża jego ilość nie dostała się do komory spalania. W prostych systemach stosuje się formę zaworu obejściowego, a w zaawansowanych konstrukcjach, czyli tych, których jest obecnie najwięcej, zmienną geometrię łopatek.

Niestety powietrze w momencie dużego sprężania mocno się rozgrzewa, dodatkowo obudowa turbosprężarki je dogrzewa, co w konsekwencji wpływa na zmniejszenie jego gęstości, a to w niekorzystny sposób oddziałuje na poprawne spalanie mieszanki paliwowo-powietrznej. Dlatego też producenci stosują np. Intercooler, którego zadaniem jest schłodzić rozgrzane powietrze, zanim trafi do komory spalania. Schłodzone gęstnieje, a to sprawia, że większa jego ilość może trafić do cylindra.

Sprężarka Eatona oraz turbosprężarka

Obecnie to już niemal standard, że producenci montują jednostki napędowe o małej pojemności do samochodów nawet takich jak Volkswagen Passat lub Skoda
Obecnie to już niemal standard, że producenci montują jednostki napędowe o małej pojemności do samochodów nawet takich jak Volkswagen Passat lub Skoda Superb. Idea downsizingu rozwinęła się w najlepsze i upływ czasu pokazał, że rozwiązanie to sprawdza się na co dzień. Istotnym elementem w tego typu silnikach jest oczywiście turbosprężarka, to ona pozwala osiągać stosunkowo wysoką moc przy jednocześnie małej pojemności.

Fot. archiwum

W silniku z dwoma urządzeniami doładowującymi, turbosprężarką i sprężarką mechaniczną, ich montaż wykonuje się z dwóch stron silnika. Wynika to z faktu, że turbina jest generatorem wysokiej temperatury, montaż sprężarki mechanicznej po przeciwnej stronie stanowi więc optymalne rozwiązanie. Kompresor Eatona wspomaga działanie turbodoładowania, napędzany jest paskiem wielorowkowym z koła podstawowej pompy wodnej, którą wyposaża się w bezobsługowe sprzęgło elektromagnetyczne odpowiadające za jego załączenie.

Odpowiednie wewnętrzne proporcje i przełożenie przekładni pasowej powodują, że wirniki kompresora obracają się z prędkością pięciokrotnie wyższą niż wał korbowy jednostki napędowej samochodu. Kompresor mocowany jest do bloku silnika od strony kolektora dolotowego, a przepustnica regulacyjna dawkuje wielkość generowanego ciśnienia.

W momencie kiedy przepustnica jest zamknięta, kompresor generuje ciśnienie maksymalne dla aktualnej prędkości obrotowej. Powietrze, które zostało skompresowane następnie zostaje przetłoczone do turbosprężarki, po czym przepustnica uchyla się pod wpływem zbyt dużego ciśnienia, co daje podział powietrza na kompresor i turbosprężarkę.

Trudy pracy

Wspomniana wysoka temperatura pracy i zmienne obciążenia elementów konstrukcyjnych, to czynniki, które w głównej mierze wpływają niekorzystnie na trwałość turbosprężarki. Niewłaściwa eksploatacja skutkuje szybszym zużyciem mechanizmu, przegrzaniem, a w konsekwencji awarią. Istnieje kilka charakterystycznych objawów usterki turbodoładowania, takich jak głośniejsza jej praca przypominająca „gwizd”, nagła utrata mocy przy przyspieszaniu, dym z wydechu w kolorze niebieskim, przejście w tryb awaryjny i komunikat błędu silnika tzw. „check engine”, a także zaolejenie w okolicy turbo oraz wewnątrz rury dolotu powietrza.

W niektórych nowoczesnych silnikach małolitrażowych, zastosowano rozwiązanie, które zabezpiecza turbosprężarkę przed przegrzaniem. Aby uniknąć kumulacji ciepła, turbinę wyposaża się w kanały przepływu płynu chłodniczego, oznacza to, że w momencie kiedy wyłączamy silnik ciecz przepływa nadal i proces trwa, aż do momentu uzyskania odpowiedniej temperatury, zgodnej z charakterystyką termiczną. Umożliwia to elektryczna pompa płynu chłodniczego, która pracuje niezależnie od silnika spalinowego. Sterownik silnika (przez przekaźnik) reguluje jej pracę, i aktywuje w sytuacji kiedy silnik osiągnie moment obrotowy ponad 100 Nm oraz temperatura powietrza w kolektorze ssącym wynosi ponad 50°C.

Efekt turbo-dziury

Obecnie to już niemal standard, że producenci montują jednostki napędowe o małej pojemności do samochodów nawet takich jak Volkswagen Passat lub Skoda
Obecnie to już niemal standard, że producenci montują jednostki napędowe o małej pojemności do samochodów nawet takich jak Volkswagen Passat lub Skoda Superb. Idea downsizingu rozwinęła się w najlepsze i upływ czasu pokazał, że rozwiązanie to sprawdza się na co dzień. Istotnym elementem w tego typu silnikach jest oczywiście turbosprężarka, to ona pozwala osiągać stosunkowo wysoką moc przy jednocześnie małej pojemności.

Fot. Volkswagen

Wadą niektórych doładowanych jednostek napędowych o większej pojemności jest tzw. efekt turbodziury, czyli chwilowy spadek sprawności napędowej silnika w momencie startu lub chęci nagłego przyspieszenia. Sprężarka im większa, tym efekt bardziej widoczny, ponieważ potrzebuje więcej czasu na tzw. „rozkręcenie”.

Małolitrażowy silnik energiczniej rozwija moc, zamontowane turbo jest stosunkowo niewielkie, dzięki temu opisywany efekt został ograniczony do minimum. Moment obrotowy dostępny jest od niskich obrotów silnika, co przekłada się na komfort użytkowania np. w warunkach miejskich. Przykładowo w silniku VW 1.4 TSI o mocy 122 KM (EA111) już przy 1250 obr./min dostępne jest ok. 80% wartości całkowitego momentu obrotowego, a maksymalne ciśnienie doładowania to aż 1,8 bara.

Inżynierowie chcąc uporać się zupełnie z wymienionym problemem, opracowali stosunkowo nowe rozwiązanie, a mianowicie elektryczną turbosprężarkę (E-turbo). System ten coraz częściej pojawia się w silnikach o małej pojemności. Metoda polega na tym, że wirnik napędzający powietrze wtłaczane do silnika, obracany jest przy użyciu silniczka elektrycznego - dzięki temu efekt można praktycznie wyeliminować.

Prawda czy mit?

Wiele osób obawia się, że turbosprężarki montowane w silnikach downsizingowych szybciej mogą ulec awarii, a co może wynikać z faktu zbytniego wysilenia. Niestety jest to często powielany mit. Prawda jest taka, że trwałość w głównej mierze zależy od sposobu eksploatacji, stylu jazdy i wymiany oleju - około 90% uszkodzeń generowanych jest przez samego użytkownika.

Przyjmuje się, że auta z przebiegami rzędu 150 – 200 tys. km to grupa podwyższonego ryzyka usterki. W praktyce, wiele samochodów przejechało więcej kilometrów, i opisywany element pracuje bez większego zarzutu do dziś. Mechanicy twierdzą, że serwis olejowy co 30 tysięcy kilometrów, czyli tzw. Long Life, odbija się bardzo niekorzystnie na kondycji turbosprężarki, a także samego silnika. Warto więc skrócić interwały wymiany do 10 - 15 tys. km, i stosować olej zgodny z zaleceniami producenta posiadanego auta, a długo będzie można cieszyć się bezproblemową eksploatacją.  

Ewentualna regeneracja elementu, to koszt od 900 do 2000 zł. Nowe turbo to wydatek dużo większy – nawet ponad 4000 zł.

Zobacz także: Fiat 500C w naszym teście

od 12 lat
Wideo

Stop agresji drogowej. Film policji ze Starogardu Gdańskiego

Dołącz do nas na Facebooku!

Publikujemy najciekawsze artykuły, wydarzenia i konkursy. Jesteśmy tam gdzie nasi czytelnicy!

Polub nas na Facebooku!

Kontakt z redakcją

Byłeś świadkiem ważnego zdarzenia? Widziałeś coś interesującego? Zrobiłeś ciekawe zdjęcie lub wideo?

Napisz do nas!

Polecane oferty

Materiały promocyjne partnera
Wróć na motofakty.pl Motofakty