Choć turbosprężarki nie są rozwiązaniem nowym na rynku motoryzacyjnym, to dopiero od stosunkowo niedawna zyskują popularność w segmencie samochodów osobowych – można je dziś bez większego problemu znaleźć na wyposażeniu zarówno w pojazdach luksusowych, jak i rodzinnych. Powód jest prosty, jak sama konstrukcja urządzenia – dzięki niemu można bez problemu podnieść osiągi silnika. Powstaje tylko pytanie: o ile?
Jak działa turbosprężarka?
Jedną z najważniejszych, generalnych zalet turbosprężarek jest to, że są rozwiązaniem genialnym w swojej prostocie. W dużym skrócie – urządzenia te pozwalają wykorzystać ciśnienie wytwarzanych przez samochód spalin, by wygenerować sprężonego powietrze, które następnie wtłaczane jest do cylindrów silnika. Dzięki temu poprawiają się warunki spalania paliwa, co przekłada się na wzrost mocy jednostki napędowej.
Turbosprężarka zbudowana jest – zgodnie ze swą nazwą – z dwóch urządzeń: turbiny oraz sprężarki. Proces doładowania silnika rozpoczyna się w turbinie, nazywanej również stroną gorącą. To do komory turbiny trafiają przez kanał dolotowy wytwarzane w silniku spaliny, gdzie padają na łopatki wirnika. Gdy ich ciśnienie osiąga odpowiednio wysoki poziom (co dzieje się po zwiększeniu obrotów silnika), wirnika zaczyna się obracać, wprawiając w ruch wałek łączący turbinę ze sprężarką. W sprężarce również znajduje się wirnik, który w momencie uzyskania napędu z wałka zaczyna zasysać sprężać powietrze z zewnątrz. Kiedy gaz uzyskuje odpowiednie ciśnienie, zostaje wtłoczony do cylindrów, czego efektem jest poprawione spalanie paliwa.
Ile mocy można uzyskać z turbosprężarki?
Nie ma możliwości udzieleniana powyższe pytanie konkretnej, dokładnej odpowiedzi. Niektóre źródła podają, że wzrost mocy silnika wynosi około 30%, inne wskazują, że wartość ta może skoczyć do nawet 40%. Ile w tym prawdy? W rzeczywistości wszystko zależy od tego o jakiej mocy początkowej silnika mówimy, a także o jakości oraz rodzaju samej turbosprężarki.
Najpowszechniej spotykanym typem turbo jest tzw. free float – to najprostsze rozwiązanie, które jest w stanie generować doładowanie jedynie w momencie wejścia silnika na wysokie obroty. To oznacza, że turbina przez większość pracy silnika jest nieefektywna, nie zwiększa jego mocy. Dopiero w momencie mocniejszego naciśnięcia pedału gazu można odczuć efekt „wbicia w fotel”. Alternatywą jest VNT lub VTG, czyli turbosprężarka ze zmienną geometrią. Dzięki zastosowaniu specjalnego specjalnej kierowcy sterującej nachyleniem łopatek wirnika, turbosprężarka jest dużo bardziej wrażliwa na ciśnienie spalin, dlatego jest w stanie dostarczać doładowania nawet w momencie, kiedy silnik pracuje na niskich obrotach. Jeszcze na innej zasadzie działają turbosprężarki typu Twin Turbo lub Twin Scroll. Pierwsze z tych urządzeń to w rzeczywistości dwie turbosprężarki, z których każda obsługuje inną parę cylindrów – drugie zaś posiada rozdzielony kanał dolotowy, który zapewnia równomierny dopływ spalin na niskich oraz wysokich obrotach.
Dlaczego te różnice mają znaczenie? Ponieważ to od nich zależy ogólny wzrost wydajności silnika. Turbosprężarki typu Free Float co prawda mogą w momencie osiągnięcia odpowiednio wysokich obrotów dostarczyć więcej powietrza i na krótko zwiększyć moc, jednak w ogólnym rozrachunku przyrost mocy będzie w ich przypadku mniejszy, niż przy wykorzystaniu turbosprężarki VTG, która dostarcza większe mocy przez cały czas pracy silnika, niezależnie od jego obrotów.
Dlaczego warto zdecydować się na turbosprężarkę?
Doładowanie silnika sprężonym powietrzem nie tylko daje „większego kopa”, który jest potrzebny np. w czasie wyprzedzania lub przy większym obciążeniu samochodu. Ważnym plusem turbosprężarek jest to, że poprawiają ogólną wydajność spalania paliwa. Należy pamiętać, że to, jaki sposób paliwo ulegnie spaleniu, zależy od proporcji mieszanki powietrzno-paliwowej, znajdującej się w tłoku. Jeśli powietrza będzie zbyt mało, paliwo nie spali się całkowicie i tym samym nie uwolni całej swojej energii. Poprzez wtłoczenie dodatkowej porcji powietrza możliwe jest zoptymalizowania spalania, pełniejsze wykorzystania paliwa, a tym samym – uzyskanie większej mocy przy niższym spalaniu. Innymi słowy – turbosprężarka pozwala ograniczyć koszt jazdy, co w dzisiejszych czasach jest również bardzo ważne dla wielu kierowców.
