Jak działa turbosprężarka i po co jest w samochodzie?

Turbosprężarka jest urządzeniem mechanicznym, które w silnikach spalinowych napędzane jest przez gazy wylotowe i powoduje zwiększenie ilości powietrza, dostarczanego w jednostce czasu do cylindrów. Stosuje się ją w celu zwiększenia mocy silnika.

Turbosprężarkę dzieli się na dwie części: turbinę i sprężarkę. Stanowią one odpowiednio część gorącą i zimną. Określenie to pochodzi od temperatury gazów, które przepływają przez daną stronę. Turbina i sprężarka zawierają wirniki, które połączone są wspólnym wałem.

Obie strony zabudowane są w dwóch kadłubach w kształcie ślimaków, scalonych trzecim, środkowym. Część gorąca stanowi element układu wylotowego jednostki napędowej. Z kolei część zimna to element układu dolotowego silnika. Na turbosprężarkę składają się także pierścienie uszczelniające, łożyska ślizgowe i oporowe oraz kanały olejowe, które znajdują się konstrukcyjnie w innych elementach tego urządzenia.

Turbosprężarka napędzana jest przez gazy wylotowe silnika spalinowego, które przepływają przez wirnik turbiny i dalej wydalane są przez układ wydechowy. Przez wał ruch obrotowy wirnika turbiny przekazywany jest na wirnik sprężarki. Ten z kolei spręża powietrze, które wpada przez dolot i filtr.

Dalej powietrze może być kierowane prosto do kolektora dolotowego. Jednak w większości samochodów, szczególnie w nowoczesnych konstrukcjach, stosowany jest intercooler, w którym rozgrzane po sprężaniu powietrze jest ponownie chłodzone przed wprowadzeniem do komory spalania.

Turbosprężarkę stosuje się pośrednio w celu zwiększenia mocy silnika spalinowego. Jest to realizowane właśnie przez opisane wyżej zwiększenie ilości powietrza, trafiającego w jednostce czasu do cylindrów. Ponieważ paliwo można dostarczyć do silnika w dowolnej ilości, problemem jest jedynie doprowadzenie odpowiednio dużej ilości tlenu, niezbędnego do zajścia procesu spalania. Właśnie to jest celem stosowania turbosprężarki.

Efektami pośrednimi, uzyskanymi przez doprowadzenie większej ilości powietrza do silnika są: zmiana kształtu charakterystyki jednostki napędowej, redukcja emisji szkodliwych substancji oraz generalnie zmniejszenie zużycia paliwa.