PARTNERZY PORTALU
  • partner portalu farmer.pl
  • partner portalu farmer.pl
  • partner portalu farmer.pl
  • partner portalu farmer.pl

Najpopularniejsze rodzaje turbosprężarek w maszynach rolniczych

Najpopularniejsze rodzaje turbosprężarek w maszynach rolniczych Taki widok pod pokrywą silnika to już standard, ale czym właściwie jest turbosprężarka i czy każda jest taka sama? Fot. GS

Autor: Grzegorz Szularz

Dodano: 21-04-2016 09:21

Tagi:

Wolnossące silniki o zapłonie samoczynnym już dawno odeszły do lamusa. Nie licząc segmentu bardzo małych maszyn, praktycznie w każdej maszynie powyżej 70 KM znajdziemy silnik turbodoładowany. Co właściwie kryje się pod tym określeniem? Jakie turbosprężarki możemy wyróżnić i jak je poznać?



Zaczynając od początku, czyli od rozszyfrowania nazwy: turbosprężarka to połączenie turbiny i sprężarki. Już z nazwy dowiadujemy się, że tak naprawdę jest to urządzenie składające się właśnie z tych dwóch elementów o zbliżonej konstrukcji. Turbina, określana jako część gorąca, zapewnia niezbędną do działania sprężarki (części zimnej) energię, która jest odzyskiwana ze spalin.

Aż jedna trzecia energii, którą uzyskuje się ze spalania paliwa w silniku, jest dysypowana, a więc marnowana wraz ze spalinami. Turbosprężarka korzysta z tej energii, która dzięki wprawieniu wirnika turbiny w ruch, może być przekazana wałkiem do sprężarki.

W sprężarce zachodzi dokładnie odwrotny proces. Łopatki wirnika sprężają powietrze z układu dolotowego, dzięki czemu można doprowadzić go więcej do komory spalania. W przypadku silnika o zapłonie samoczynnym, pracującym zgodnie z cyklem Diesla umożliwia to podniesienie mocy i zmniejszenie zużycia paliwa dzięki zwiększeniu sprawności owego cyklu.


Podstawowe typy turbosprężarek

Jak każdy element, także turbosprężarki można podzielić ze względu na wiele czynników. Najpowszechniejszym podziałem turbosprężarek jest podział ze względu na sterowanie ilością dostarczanego powietrza. Jest to jednocześnie podział, w którym mamy do czynienia z wyodrębnieniem różnych odmian konstrukcyjnych, a więc budowy turbosprężarek.

Najprostszą wersją, jest turbosprężarka o przepływie swobodnym (ang „Freeflow”), czyli pozbawiona jakiegokolwiek systemu sterowania. Takie turbosprężarki były stosowane już w latach 40. ubiegłego wieku, w autach ciężarowych, pojazdach wojskowych, a później także w maszynach roboczych.

Turbosprężarka o przepływie swobodnym składa się z dwóch podstawowych części (turbina i sprężarka), ich obudów, wałka łączącego, łożyska ślizgowego oraz pozostałych elementów takich jak: uszczelnienia itp. W tym typie turbosprężarki, ilość powietrza, jakie będzie dostarczane do silnika (doładowanie) jest z góry ustalone i zależy jedynie od ilości dostępnych spalin (obrotów silnika). Zaletą jest oczywiście prosta budowa i wysoka niezawodność, zaś wadą obniżona elastyczność przy niskich prędkościach obrotowych.

 Nieco bardziej zaawansowaną, bardzo często spotykaną w starszych ciągnikach jak i obecnie produkowanych maszynach o mniejszych mocach maksymalnych, jest turbosprężarka z zaworem upustowym (ang. „Wastegate”). To szczególnie lubiane rozwiązanie, bowiem wciąż można liczyć na prostotę budowy przy jednoczesnym zmniejszeniu wspomnianego efektu „turbodziury”.

Zawarty w nazwie „zawór upustowy” jest w istocie zwykłym zaworem pneumatycznym, przystosowanym do pracy z gorącym i zanieczyszczonym czynnikiem, jakim są spaliny. Dzięki możliwości upuszczenia części spalin (ominięcia turbiny), można kontrolować to, ile energii zostanie przekazane do sprężarki , a zatem to, ile powietrza będzie sprężone, a w konsekwencji, ile dostanie się go komory spalania. Dodatkowo przy niskich prędkościach obrotowych można zmniejszyć opór stawiany przez turbinę, polepszając elastyczność w dolnych partiach obrotów, względem turbosprężarek poprzedniego typu.

Zawór może być sterowany poprzez różne media: pneumatycznie, mechaniczno-pneumatycznie, elektro-pneumatycznie, elektromagnetycznie. Np. przy rozwiązaniu elektro-pneumatycznym, zawór, regulujący przepływ spalin, otwierany małym siłownikiem pneumatycznym jest sterowany za pomocą cewki elektrycznej, a w rozwiązaniu pneumatycznym sterowanie zaworem realizowane jest bezpośrednio przez ciśnienie w układzie wylotowym, poprzez specjalnie dobrane kanały.

Najmłodszym i znacznie bardziej złożonym typem jest turbosprężarka o tzw. zmiennej geometrii. Turbosprężarki VNT/VGT są w tej chwili najbardziej zaawansowaną rodziną turbosprężarek. Już sama zawarta w nazwie „zmienna geometria”, wymaga dłuższego słowa komentarza, dlatego też jej opis pojawi się już wkrótce w kolejnym artykule.

Poza wspomnianymi rodzajami najpowszechniej stosowanych turbosprężarek, można wymienić wiele innych, mniej popularnych, ale równie ciekawych rozwiązań, jak chociażby turbosprężarka talerzowa zwana też kohezyjną, której elementami roboczymi są turbiny talerzowe (znane też jako turbiny Tesli), oraz różne układy, których zadaniem również jest zwiększenie ciśnienia podawanego powietrza, lecz nie są one turbosprężarkami, gdyż nie składają się z turbiny i sprężarki. Są to między innymi: kompresory (sprężarki): śrubowe, Rootsa, spiralne, promieniowe – napędzane przez przekładnie pasowe wprost z wału silnika lub przez dodatkowy silnik elektryczny, a także systemy typu Comprex czy Dual Ram, wykorzystujące zjawiska falowe, stosowane np. w silnikach Mazdy czy General Motors.

Podobał się artykuł? Podziel się!
×

WSZYSTKIE KOMENTARZE (0)

BRAK KOMENTARZY

PISZESZ DO NAS Z ADRESU IP: 54.167.216.239
Dodając komentarz, oświadczasz, że akceptujesz regulamin serwisu

Zgłoś swoje propozycje zmian!


Dziękujemy za współpracę!