Turbosprężarka - maszyna wirnikowa składająca się z turbiny i sprężarki osadzonych na wspólnym wale. Służy do doładowaniasilnika spalinowego, albo kotła parowego. Turbina jest zasilana spalinami z silnika, a sprężone powietrze przez sprężarkę zasila silnik. Do cylindra wprowadzona jest większa ilość powietrza, dzięki czemu rośnie sprawność i moc silnika. Silniki pojazdów samochodowych wyposażone są najczęściej w turbosprężarkę Garretta. Nazwa pochodzi od nazwiska konstruktora.
Budowa turbosprężarki jest zbliżona do turbiny gazowej, ale nie zawiera komory spalania. Rolę wytwornicy spalin spełnia w tym przypadku silnik spalinowy.
Turbodoładowanie zostało opatentowane w roku 1905 przez Szwajcara, dr Alfreda Büchi, od 1938 było stosowane w samochodach ciężarowych, zaś od 1973 w osobowych. Usprawnienia konstrukcyjne sprawiają, że dzisiejsze turbosprężarki mają mniejszy moment bezwładności wirnika i zwiększają elastyczność silnika nawet na niskich obrotach w efekcie zmniejszając zużycie paliwa samochodów turbodoładowanych.
Turbosprężarka składa się z turbiny, czyli tzw. gorącej części (na fotografii z lewej strony, na czerwono) i sprężarki, tzw. chłodnej części (na fotografi z prawej strony, na niebiesko), których wirniki są sztywno połączone wspólnym wałem. Turbina, napędzana gazami wylotowymi z silnika, zamienia energię tych gazów na energię mechaniczną - napędza wirnik sprężarki. Turbina służy do napędu wirnika sprężarki sprężającej powietrze przed dostarczeniem go do silnika (element generujący doładowanie).
Zastosowanie turbosprężarki może zwiększyć moc, sprawność oraz elastyczność silnika.
Aby wytworzyć wystarczającą ilość sprężonego powietrza wirnik sprężarki powinien obracać się z dużą prędkością obrotową (rzędu 100 000 do 300 000 obr/min.), ale by silnik mógł wytworzyć odpowiednią ilość gazów wylotowych konieczną do rozpędzenia wirnika turbiny, musi pracować z odpowiednim obciążeniem[potrzebne źródło]. Czas, który mija po wciśnięciu pedału gazu do osiągnięcia właściwego działania turbosprężarki nazywamy turbodziurą.
W trakcie sprężania powietrza w sprężarce rośnie jego temperatura w wyniku:
przepływu ciepła przez elementy konstrukcyjne od gorących spalin do chłodniejszego powietrza.
Jest to zjawisko niekorzystne, gdyż obniża efekt działania turbosprężarki. Aby obniżyć temperaturę sprężonego powietrza stosowany jest wymiennik ciepła zwany intercoolerem lub chłodnicą miedzystopniową powietrza.
Typy budowy
Twin Turbo/Biturbo
Twin Turbo/Biturbo odnosi się do turbodoładowanego silnika spalinowego, dla którego dwie turbosprężarki sprężają dopływające powietrze. Istnieją dwie powszechnie stosowane konfiguracje: równoległe Twin Turbo i szeregowe Biturbo.
Równoległe Twin Turbo
W tym rozwiązaniu w miejscu jednego dużego źródła doładowania stosuje się identyczne dwa mniejsze. Twin Turbo stosuje się zazwyczaj w silnikach widlastych, gdzie turbosprężarki są zasilane spalinami z osobnych rzędów silnika. Użycie dwóch mniejszych źródeł doładowania pociąga za sobą ich mniejsze momenty bezwładności, co pozwala na wcześniejsze osiągnięcie optymalnych obrotów wirników turbosprężarek i polepszenie reakcji samochodu na dodawanie gazu. W niewielkim zakresie opracowano również silniki z większą liczbą turbosprężarek, aby osiągnąć dalszą poprawę reakcji na dodawanie gazu. Doprowadziło to do zastosowania czterech turbosprężarek w samochodzie Bugatti EB110.
Szeregowe Biturbo
W tego typu rozwiązaniach tylko jedna turbina jest nieprzerwanie napędzana przez spaliny, a druga załącza się w chwili odpowiedniego zapotrzebowania na moc i napędza drugą sprężarkę. W tym czasie dwa źródła doładowania pracują według zasady równoległego Twin Turbo. Zaletą tej techniki jest to, że przy niskich obciążeniach całkowity strumień objętości spalin działa tylko na jedną turbinę, co poprawia współczynnik sprawności źródeł doładowania i zmniejsza turbodziurę. Dodatkową zaletą jest to, że większa turbosprężarka osiąga optymalną prędkość obrotową jeszcze zanim jest potrzebna. Natomiast wadą jest skomplikowany układ kanałów dolotowych i wylotowych. Przykładem wykorzystania tego rozwiązania jest Ford/PSA (DW12BTED4).
Wielostopniowe turbodoładowanie
Przy wielostopniowym doładowaniu powietrze jest sprężane przez szereg ustawionych obok siebie sprężarek. Są to zazwyczaj kombinacje sprężarek mechanicznych i turbosprężarek. Osiągnięte spręże mogą być sensownie wykorzystane tylko pod warunkiem znacznie obniżonego ciśnienia zewnętrznego, tak więc technika ta odgrywa rolę tylko przy rozwoju silników lotniczych.
Witaj masz pytania chcesz coś doradzić do strony pisz w SUNDBOX odpowiem dodawaj komentarze graj w gry oceniaj,oglądaj filmiki,głosuj w ankietach,pobieraj gry i wiele innych mamy nadzieje że strona się podoba.
