Zasada doładowania
Sposób pracy silnika spalinowego wyposażonego w turbosprężarkę.
Głównym założeniem zastosowania turbosprężarki jest osiągnięcie wyższego momentu obrotowego,
a co z tego wynika - wyższa moc silnika. Jest to możliwe dzięki zassanemu a następnie sprężonemu powietrzu.
Poprzez sprężenie powietrza podczas taktu wlotu trafia do komory spalania silnika więcej tlenu.
Przy pomocy większej ilości tlenu możliwe jest lepsze spalanie – moc silnika wzrasta.
Aby napędzic turbinę turbosprężarki napędzaną spalinami użyte zostają: energia cieplna oraz energia ruchu.
Turbina napędzana spalinami porusza kompresor, sprężarkę. Sprężarka spręża zassane powietrze, poprzez
co zostaje ono ogrzane, aby ponownie przy pomocy chłodnicy powietrza zostać schłodzonym.
Turbosprężarki znajdują zastosowanie w silnikach czterosuwowych o posuwisto-zwrotnych ruchach tłoka.
Silnik ten sterowany jest zaworami. W przeciwieństwie do silników dwusuwowych, w których
podczas jednego obrotu wału korbowego przebiegają wszystkie suwy pracy, osiąga się dwa
obroty wału korbowego w silnikach czterosuwowych w ciągu jednego cyklu.
Sposób funkcjonowania silnika spalinowego czterosuwowego z zamontowaną turbosprężarką.
Powiększenie animacji
- Pierwszy suw: zasysanie
Tłok obraca się w kierunku wału korbowego (dolnego punktu zwrotnego). Zawór ssący jest otwarty.
Mieszanka powietrzno-paliwowa zostaje zassana poprzez wytworzone podciśnienie.
- Drugi suw: sprężanie
Zawory ssące zostają zamknięte. Tłok porusza się w kierunku górnego punktu zwrotnego.
Objętość mieszanki powietrza i paliwa zmniejsza się, przy czym wzrasta ciśnienie i temperatura mieszanki.
- Trzeci suw: praca
Wszystkie zawory zostają zamknięte. W momencie najwyższego sprężenia w silniku spalinowym
mieszanka powietrzno-paliwowa zostaje zapalona przez świecę zapłonową. W przypadku silników
Diesla mieszanka ta jest tak bardzo sprężona, że następuje samoistny zapłon. Objętość mieszanki
powietrzno-paliwowej powiększa się. Rozpościerające się gazy powodują nacisk tłoku w kierunku dolnego punktu zwrotnego.
- Czwarty suw: wydech
Kiedy tłok osiągnie dolny punkt zwrotny, otwarty zostaje zawór wylotowy, wydechowy.
Tłok porusza się w kierunku górnego punktu zwrotnego. Dzięki otwarciu zaworu wydechowego
opada ciśnienie, które staje się porównywalne wartością do zewnętrznego ciśnienia atmosferycznego.
Na końcu suwu zawór wydechowy zamyka się a ssący zostaje otwarty. Tak oto rozpoczyna się nowy cykl czterosuwowy!
Zważając na punkty widzenia dzisiejszych czasów, t.j. ekonomia, emisja dwutlenku węgla, emisja hałasu,
szczególnie polecane są silniki z wmontowaną turbosprężarką.
Energia spalin
Przy spalaniu, duża część traconej energii spalin wykorzystana zostaje do napędu turbosprężarki.
Wirnik turbiny w obrębie turbosprężarki napędzany jest energią spalin, który to w dalszej części
napędza wał, na którego końcu zamocowany jest wirnik sprężający powietrze.
Wirnik ten spręża zassane powietrze do silnika.
Waga
Poprzez dostarczenie sprężonego zassanego powietrza wzrasta moc silnika. Silniki wyposażone w
turbosprężarkę są mniejsze, lżejsze, a tym samym mniejsze w konstrukcji w porównaniu z silnikami
wolnossącymi o takiej samej mocy. Poprzez to zmniejsza się także zużycie paliwa.
Emisja CO2
Zastosowanie dzisiejszych silników wyposażonych w turbosprężarkę zmniejsza emisję dwutlenku węgla
poprzez lepsze wypełnienie cylindra mieszanką powietrzno-paliwową, a to zapewnia „czyściejsze” spalanie.
Zużycie
Wszystkie powyższe obserwacje stanowią główne warunki niższego zużycia. Podstawą montażu
turbosprężarek dzisiaj nie jest już tylko wzrost mocy w silnikach benzynowych, a więcej wysuwa się na
pierwszy plan w zastosowaniu tej techniki - zmniejszenie emisji.
do góry