Daugelis automobilių entuziastų yra pastebėję užrašą „turbo“, tačiau ne visi žino, ką tai reiškia, kaip šis įrenginys veikia ir kokią naudą jis suteikia. Turbokompresorius (dažnai vadinamas tiesiog turbina) yra efektyvus įrankis, leidžiantis padidinti variklio galią ir našumą, išnaudojant energiją, kuri įprastame variklyje būtų tiesiog prarasta.
Fizikinis veikimo pagrindas
Norint suprasti turbinos darbą, būtina remtis idealių dujų dėsniu. Pagal jį, dujų temperatūra, slėgis ir tūris yra glaudžiai susiję: suspaudžiant dujas, jų temperatūra kyla, o leidžiant plėstis - slėgis ir temperatūra mažėja.
Turbokompresoriaus veikimas grindžiamas šiuo principu: išmetamosios dujos iš variklio cilindrų patenka į turbinos korpusą. Dėl didelio slėgio ir temperatūros skirtumo dujos plečiasi ir atiduoda savo energiją turbinos sparneliams, priversdamos juos suktis. Šis sukimasis per tvirtą ašį perduodamas kompresoriaus ratui, kuris įtraukia aplinkos orą, suspaudžia jį ir tiekia į variklio įleidžiamąjį kolektorių.
Pagrindiniai turbinos komponentai
- Turbinos korpusas ir rotorius: Pagaminti iš aukštai temperatūrai atsparių lydinių.
- Ašis: Jungia turbinos ir kompresoriaus rotorius. Dėl didelių apsukų ašis turi būti itin tiksliai subalansuota.
- Kompresorius: Įtraukia ir suspaudžia šviežią orą.
- Ašies korpusas: Centrinė dalis, kurioje ašis sukasi slydimo guoliuose, tepamuose variklio alyva.
Svarbūs eksploatacijos veiksniai
Turbina yra sudėtingas mechanizmas, reikalaujantis tinkamos priežiūros. Netinkamai eksploatuojamas įrenginys gali sugesti gerokai anksčiau nei pats variklis.
1. Alyvos kokybė ir tepimas
Vienas pagrindinių turbinos gedimų kaltininkų - alyvos trūkumas arba jos kokybės praradimas. Senas ar nefiltruotas tepalas turi abrazyvinių dalelių, kurios gadina guolius ir veleną. Rekomenduojama naudoti tik kokybišką sintetinę alyvą ir keisti ją kas 10 000 kilometrų (pusiau sintetinę - kas 5000 km).
2. Perkaitimas ir aušinimas
Po intensyvaus važiavimo turbina dirba itin aukštoje temperatūroje. Iškart išjungus variklį, alyva nustoja cirkuliuoti, todėl gali kilti perkaitimo pavojus. Būtina leisti varikliui kelias minutes padirbti tuščiąja eiga, kad turbina atvėstų.
3. Oro aušinimas (Intercooler)
Suspaudžiamas oras kaista, o karštas oras turi mažesnį deguonies tankį. Be to, per aukšta temperatūra gali sukelti detonaciją - nekontroliuojamą kuro mišinio sprogimą, galintį pažeisti variklį. Tam naudojamas oro aušintuvas (intercooler), kuris aušina suspaustą orą prieš jam patenkant į cilindrus.
Dažniausios technologinės problemos
Viena žinomiausių problemų - „turbopauzė“ (turbo lag). Tai laiko tarpas nuo akceleratoriaus paspaudimo iki momento, kai turbina įsisuka iki reikiamo slėgio. Gamintojai šią problemą sprendžia naudodami mažesnes turbinas, kintamos geometrijos sistemas arba slėgio ribotuvus (wastegate).
Taip pat svarbu paminėti BOV (Blow-off valve) vožtuvą. Jis apsaugo turbinos sparnelius nuo slėgio bangos, kuri susidaro uždarius droselio sklendę, taip išsaugodamas turbinos apsisukimus ir mechaninį vientisumą.