Budowa turbosprężarki - czym jest koło kompresji

Zastanawiałeś się kiedyś, jak działa turbosprężarka? Jak jest zbudowana? Już spieszymy z wyjaśnieniami. Turbosprężarka jest podzespołem samochodowym, który jest bardzo prosty w swojej budowie. Prostota budowy nie oznacza jednak niskiej ceny. W związku z tym, że wał turbosprężarki oraz wirnik i turbina kręcą się z prędkościami dochodzącymi do 300 tysięcy obrotów na minutę, muszą być one perfekcyjnie wyważone. Precyzja wykonania elementów turbosprężarki jest tak duża, ponieważ najmniejsze niewyważenie mogłoby doprowadzić do gwałtownego zepsucia się turbosprężarki. Z jakich elementów składa się turbosprężarka, oraz dlaczego koło kompresji jest takie ważne?

Budowa turbosprężarki

Patrząc na turbosprężarkę, można na pierwszy rzut oka zaobserwować dwie części. Jedna część posiada obudowę ciemnoszarą(grafitową), natomiast druga posiada obudowę w kolorze jasnoszarym (stalowym). Obudowa grafitowa należy do części gorącej i wykonana jest z żeliwa, a obudowa w kolorze jasnego metalu jest częścią zimną turbosprężarki (wykonaną ze stopu aluminium) . W obydwóch obudowach zamontowane są wirniki - w części ciepłej na wirnik mówimy koło turbiny, a w części zimnej kompresor (lub koło kompresora). Pomiędzy częścią zimną i ciepłą znajduje się obudowa łożysk, która łączy te podzespoły. W obudowie łożysk znajduje się tuleja oraz łożyska wału. W łożyskach osadzony jest wał turbosprężarki, który zazwyczaj jest połączony na stałe z kołem turbiny. Wirnikiem jest cały podzespół pracujący w turbosprężarce - czyli połączona turbina, wał i kompresor. Dla ułatwienia jednak, wirnikiem często nazywane są same koła turbiny i kompresji.

Koło kompresji - czym jest?

Koło kompresji znajduje się w części zimnej turbosprężarki, oraz umieszczone jest na końcu wału turbiny. Koło kompresji nie musi znosić wysokich temperatur gazów wydechowych, ponieważ służy on do wtłaczania zimnego powietrza do układu dolotowego silnika spalinowego. Wirnik kompresora zaciąga powietrze z zewnątrz, poprzez filtr powietrza, i wtłacza go do cylindrów silnika. Koło kompresji jest zazwyczaj wykonane ze stopów aluminium, a w bardziej wymagających modelach ze stopów z dodatkami tytanu. Koła kompresji wykonywane są za pomocą odlewania lub frezowania. Dużo lepszymi wirnikami są te wykonywane na frezarkach - koła odlewane mają niejednorodną strukturę, przez co ciężko jest je wyważyć oraz mają one mniejszą wytrzymałość. Zdarza się, że wirniki kompresji ulegają mocnym uszkodzeniom przy maksymalnych prędkościach obrotowych. Dzieje się tak, gdy ilość przepychanego powietrza jest tak duża, że łopatki wirnika ulegają trwałemu odkształceniu. W takich sytuacjach turbosprężarka traci swoją wydajność, a kompresor grozi nagłą dezintegracją.

Turbo Citroen Volvo Ford.... SKU 753420-0006

Producent: GARRETT

Marka

Citroen
Ford
Mazda
Mini
Peugeot
Volvo

Model

3
206
207
307
308
407
1007
3008
5008
Berlingo
C-Max
C2
C3
C4
C5
C30
Cooper
Focus
Mondeo
Partner
S40
V50
Xsara

Rodzaj paliwa

Diesel

Gwarancja

24 Miesiące

Stan produktu

Już od:

750,00 zł

Regenerowany, produkt w opcji wymiany Regenerowany, zakup z kaucją zwrotną

Brak - Wybierz Hybrid Turbo

Brak - Wybierz Dodaj zestaw montażowy

Dostępność

Sprawdź szczegóły

Turbo A4 A6 Superb Passat.... SKU 454231-0012

Producent:

Marka

Audi
Skoda
Volkswagen

Model

A4
A6
Passat
Superb

Rodzaj paliwa

Diesel

Gwarancja

24 Miesiące

Stan produktu

Już od:

800,00 zł

Regenerowany, produkt w opcji wymiany Regenerowany, zakup z kaucją zwrotną

Brak - Wybierz Hybrid Turbo

Brak - Wybierz Dodaj zestaw montażowy

Dostępność

Sprawdź szczegóły

Jak działa turbina?

Otóż, strona ciepła turbosprężarki jest połączona bezpośrednio z kolektorem wydechowym silnika. Gazy wydechowe, które są wypychane przez silnik do układu wydechowego przepływają przez stronę ciepłą turbosprężarki. Gazy te, nie dość że mają około 700 stopni Celsjusza, to jeszcze są wypychane pod dużym ciśnieniem. Długotrwała praca turbosprężarki na wysokich obrotach powoduje często nagrzanie się wirnika turbiny i obudowy turbiny do czerwoności. Mimo to, wirnik dzielnie znosi przepływające gazy. Przepływ spalin powoduje obrót koła turbiny wokół własnej osi. Jako że wirnik jest połączony z wałem turbiny, wał także się obraca napędzając koło kompresji. 

Z CZEGO JEST WYKONANA STRONA CIEPŁA TURBOSPRĘŻARKI?

Strona ciepła turbosprężarki potrafi się nagrzewać do nawet 1000 stopni celsjusza. Aby wytrzymywać takie temperatury bez odkształcania się, musiano wykorzystać jedyny słuszny stop - żeliwo. Obudowa turbiny jest zazwyczaj w całości odlewana z żeliwa. Koło turbiny również jest odlewane. Koło turbiny waży więcej od koła kompresji, i to głównie jego bezwładność powoduje powstanie zjawiska turbodziury. Wirnik turbiny jest łączony z wałem za pomocą dyfuzji. Oznacza to, że wał i wirnik turbiny są ze sobą połączone na stałe. 

A CO Z OBUDOWĄ ŁOŻYSK?

Budowa turbosprężarek zakłada istnienie obudowy łożysk. Jest to element centralny turbosprężarki, który znajduje się pomiędzy częścią ciepłą i zimną. Umieszczenie tego elementu tak blisko części ciepłej sprawia, że część ciepła przedostaje się do niej. Aby tego uniknąć, stosuje się reflektory termiczne. Sama obudowa łożysk wykonana jest z mocnych stopów metali metodą odlewu. W obudowie łożysk znajdują się tuleje, łożyska ślizgowe i wzdłużne oraz uszczelniające O-ringi. W obudowie łożysk znajdują się także kanały olejowe, które rozprowadzają olej po łożyskach i wale dbając o to, aby wszystkie elementy były odpowiednio smarowane. Przy prędkościach obrotowych rzędu 300 tys. obr. na minutę, brak smarowania nawet przez moment może doprowadzić do widowiskowego zatarcia się turbosprężarki. 

DLACZEGO KOŁO KOMPRESJI JEST TAKIE WAŻNE?

Koło kompresji odpowiada za wtłaczanie powietrza do silnika. Jeżeli łopatki kompresora zostaną uszkodzone, wydajność turbosprężarki spadnie. Nawet jeżeli część gorąca turbo będzie w pełni sprawna, silnik nie będzie generował takich osiągów jak powinien. Ponadto, część zimna turbosprężarek jest niezwykle ważna w silnikach wysokoprężnych, gdyż uszkodzony wirnik kompresora, w połączeniu z nieszczelnymi O-ringami może doprowadzić do rozbiegania silnika poprzez wtłaczanie oleju silnikowego do cylindrów. A to zjawisko jest równoznaczne ze śmiercią silnika.