Siłowniki Ciśnieniowe Turbosprężarek

Siłownik turbiny jest niezbędnym elementem tego urządzenia. Gruszka odpowiada za ustawianie zmiennej geometrii lub klapki wastegate turbiny tak, aby turbo działało w każdym momencie z najwyższą wydajnością. Siłownik turbiny sterowany jest za pomocą podciśnienia tworzonego w układzie dolotowym. Urządzenie to wymaga co jakiś czas kalibracji, która ma za zadanie dostosować turbosprężarkę do zmieniających się parametrów i dokładności. Czasami zdarza się, że gruszka ulegnie uszkodzeniu w związku z wiekiem lub zanieczyszczeniami. W takim wypadku należy ją wymienić na nową.

Czym jest siłownik turbiny?

Gruszka turbiny jest zaworem podciśnieniowym, który za pomocą sztangi jest połączony z kierownicą łopatek zmiennej geometrii lub klapki wastegate. Wewnątrz gruszki znajduje się siłownik aktywowany za pomocą podciśnienia, które jest wytwarzane przez wirnik turbosprężarki. Gruszka połączona jest z układem dolotowym za pomocą małego przewodu powietrznego. 

Gruszka turbiny - zadania

Podstawowym zadaniem gruszki turbiny jest płynne sterowanie kierownicami zmiennej geometrii lub klapki wastegate tak, aby ciśnienie spalin przepływających przez wirnik turbiny było w optymalnym zakresie. Dzięki temu, niwelowane jest zjawisko turbodziury, a reakcja samochodu na wciśnięcie pedału gazu jest dużo żywsza i szybsza. Gruszka turbiny jest elementem czysto mechanicznym - w środku jest membrana, który przemieszcza się poprzez podciśnienie wytwarzane w dolocie. Im większa prędkość obrotowa turbosprężarki, tym większe podciśnienie w dolocie. Wysokie podciśnienie powoduje przesunięcie membrany w gruszce, co powoduje przymknięcie kierownic przepływu spalin. Dzięki temu, spaliny szybciej przepływają przez turbosprężarkę rozpędzając ją i zwiększając ciśnienie doładowania.

Zmienna geometria turbiny

Zmienna geometria ma za zadanie dostosowywać tempo przepływu spalin do aktualnego zapotrzebowania. W sytuacji, gdy silnik pracuje na niskich obrotach, tempo przepływu spalin jest dość mizerne. Oznacza to, że turbosprężarka kręci się wolno, przez co dostarcza również mało powietrza do silnika. Wciśnięcie gazu będzie oznaczać podanie większej ilości paliwa, co jednak nie przełoży się na przyspieszenie. Aby silnik i pojazd przyspieszył, należy poczekać aż turbosprężarka się rozpędzi. Zjawisko to nazywa się turbodziurą.

Zmienna geometria - zasada działania

Aby uniknąć tego zjawiska, konstruktorzy wymyślili zastosowanie specjalnych łopatek, zwanych kierownicami, które mają za zadanie zmniejszać lub zwiększać tempo przepływu gazów wydechowych. 

Gdy auto jedzie z równą prędkością, bez obciążania silnika, to kąt padania spalin na wirnik turbiny jest zbliżony do kąta 90 stopni. W takim wypadku, prędkość obrotowa turbosprężarki jest niska, tak samo jak nasze zapotrzebowanie na moc. 

W sytuacji, gdy gwałtownie spróbujemy przyspieszyć, większe podciśnienie w dolocie spowoduje ruch membrany w gruszce, co spowoduje przymknięcie się kierownic. Ciśnienie gazów wydechowych będzie bez zmian, jednak ich kąt padania na łopatki turbiny będzie inny. Gazy wpadające na łopatki będą kierowane pod mniejszym kątem, a światło przepływu zostanie ograniczone. W ten sposób prędkość gazów wpadających na łopatki mocno się zwiększa, co powoduje znaczne przyspieszenie obracania się turbiny. W ten sposób, więcej powietrza zostanie dostarczone do silnika w krótszym czasie, co pozwoliło na zminimalizowanie zjawiska turbodziury.

Klapki Wastegate

Wastegate jest zaworem montowanym po gorącej stronie turbiny, który kontroluje ciśnienie doładowania poprzez upuszczanie spalin obok turbiny. Bez zaworu Wastegate turbosprężarka kręciłaby się coraz szybciej, aż osiągnęła by prędkość krytyczną. 

Zawór wastegate połączony jest z gruszką turbosprężarki. Gruszka z kolei również jest połączona zaworem ciśnieniowym z układem dolotowym. Jeśli ciśnienie powietrza w układzie dolotowym jest zbyt duże, to gruszka otwiera zawór, dzięki czemu nadmiar spalin upuszczany jest do układu wydechowego z pominięciem turbosprężarki. W ten sposób regulowane jest ciśnienie spalin, co pozwala również na regulowanie ciśnienia doładowania. Układ ten musi być obecny w każdym samochodzie poniewaz chroni on silnik i turbinę przed awarią. W samochodach cywilnych, zawór wastegate jest zazwyczaj zintegrowany z częścią żeliwną turbosprężarki. W autach wyczynowych natomiast, wastegate często jest elementem zewnętrznym.

Skąd się bierze turbodziura?

Turbodziura jest opóźnieniem wyczuwalnym po wciśnięciu pedału gazu. Im większa turbosprężarka, tym większa i bardziej odczuwalna jest turbodziura. Turbodziura jest wynikiem działania turbosprężarki - wirnik i turbina nie są połączone z silnikiem. Turbosprężarka jest zasilana za pomocą gazów wydechowych, a nie paskiem wielorowkowym jak w wypadku kompresora. W związku z tym, gdy prędkość gazów wydechowych jest niska, to prędkość turbo także. Ponadto, zespół wirujący turbosprężarki ma swoją masę i bezwładność, którą gazy wydechowe muszą pokonać zanim rozpędzą wirniki. 

Gdy silnik pracuje w bardzo niskich obrotach, turbosprężarka nie powoduje przyrostu mocy. Dopiero po osiągnięciu odpowiedniej prędkości obrotowej silnika (zazwyczaj 1800-2000 obr/min), turbosprężarka zaczyna pracować. W takim wypadku odczuwalne jest wyraźne “ciągnięcie” auta do przodu. 

Uszkodzony siłownik turbosprężarki - objawy

Uszkodzenie siłownika posiada wiele charakterystycznych objawów, spośród których warto wymienić:

• duża turbodziura,
• spadek mocy silnika na niskich obrotach.
• brak mocy podczas jazdy pod górę,
• moc dostępna jest bardzo wysoko (dopiero powyżej 3500 obrotów na minutę)

Objawy te sugerują uszkodzenie siłownika turbosprężarki. Na szczęście, gruszka turbiny jest elementem dość tanim, dlatego regeneracja tego elementu nie ma większego sensu. Dużo lepszym i bardziej sensownym wyjściem jest wymiana tego elementu na nowy.

Dlaczego gruszka turbosprężarki doznaje awarii?

Zawór podciśnieniowy turbosprężarki pracuje w nieprzyjaznych warunkach. Znajduje się on bardzo blisko gorącej części turbosprężarki oraz kolektora spalin. Dodatkowo, membrana obecna w tłoku może z czasem sparcieć, przez co jej czułość na zmiany podciśnienia w dolocie się obniży. Często zdarza się również nieszczelność gruszki wywołana przez korozję obudowy. 

Sztanga turbosprężarki

Sztanga turbosprężarki jest ramieniem, które łączy ze sobą kierownicę zmiennej geometrii z siłownikiem podciśnienia. Jest to cięgno, którego zadaniem jest przekazywanie ruchu.

Zawór N75 

Elektrozawór N75 jest urządzeniem łączącym gruszkę turbosprężarki z pompą podciśnienia oraz z powietrzem atmosferycznym. Zawór ten występuje w silnikach wysokoprężnych, i jest odpowiedzialny za sterowanie podciśnieniem siłownika turbosprężarki. Zawór ten bardzo często zużywa się podczas pracy, co może powodować opóźnienie w doładowaniu silnika lub przeładowanie turbosprężarki. Popularną usterką tego zaworu jest również niedrożność jak i zacięcie się elementów ruchomych.

Siłowniki turbosprężarki w ofercie Genesis Turbo

Siłowniki turbosprężarek od Genesis Turbo to oryginalne, nowe produkty z gwarancją na dwa lata. Obecne w naszej ofercie siłowniki mechaniczne i elektroniczne są przystosowane do wielu rodzajów turbosprężarek. Jeśli wybór odpowiedniej gruszki nastręcza kłopotów, to serdecznie zapraszamy do kontaktu z naszymi doradcami. Pomożemy dobrać odpowiedni siłownik do twojego samochodu! Sprawdź części pasujące do turbosprężarek Garett wykorzystywanych w samochodach następujących marek:

• Suzuki, Citroen, Fiat, Opel oraz Peugeot,
• Ford oraz Jaguar,
• oraz do turbosprężarek KKK wykorzystywanych m.in. w samochodach marki KIA.