# Turbosprężarka - zasada działania, budowa, regeneracja

> Turbosprężarka w silnikach maszyn budowlanych. Jak działa, budowa, objawy uszkodzenia, regeneracja i naprawa urządzenia.

### Turbosprężarka - czym jest i kiedy powstała?

Turbosprężarka jest urządzeniem stosowanym w **silnikach spalinowych** w celu zwiększenia ich mocy. Dzieje się to poprzez **dostarczenie większej ilości powietrza do cylindrów**. Maszyny budowlane wyposażone w jednostki napędowe z turbodoładowaniem są w dzisiejszych czasach standardem.

Posiłkując się dodatkową mocą pochodzącą z “turbo”, maszyny budowlane osiągają **lepszą efektywność i płynność podczas ciężkich prac** terenowych, na które są nieustannie narażone.

### Kto wymyślił turbosprężarkę?

Początki urządzenia datuje się na lata 1905-1906 i co interesujące, na te samo rozwiązanie techniczne miało wpaść dwóch niezależnie od siebie działających konstruktorów - szwajcarski inżynier, **Alfred Buchi** i jego kolega po fachu, Niemiec **Gottlieb Daimler**, którego nazwisko powiązane jest z obecną dzisiaj na rynku marką Mercedes-Benz.

Ten pierwszy opatentował swój pomysł w roku **1905**, a w międzyczasie Gottlieb Daimler pracował nad podobnym projektem, jednak to konstrukcja Szwajcara zyskała szerokie uznanie i zastosowanie w silnikach.

Pierwotnie, wykorzystanie turbosprężarki obejmowało tylko **przemysł morski i lotniczy**, a jej powszechne użycie dostrzega się dopiero w **latach 60. i 70. XX wieku**, najpierw w **samochodach ciężarowych**.

Odnotowano, że wydajność pojazdów wyposażonych w turbodoładowanie jest lepsza niż ich odpowiedników pozbawionych tej konstrukcji. Wpłynęło to na popularność i debiut urządzenia w innych typach pojazdów m.in. maszynach budowlanych.

![turbosprężarka](https://wibako.pl/media/articles/article-74/51500-2.webp)

### Budowa turbosprężarki

Turbosprężarka to połączenie **turbiny**, określanej jako strona gorąca i **sprężarki** - strony zimnej. Obie części składają się z **wirnika** i łączy je **wspólny wałek**, a korpusy stron posiadają charakterystyczny wygląd, przywodzący na myśl muszlę ślimaka.

Turbina jest częścią układu wylotowego silnika, a sprężarka stanowi element układu dolotowego. Turbosprężarka ma wbudowane łożyska i uszczelnienia, umożliwiające płynne obracanie wirników, minimalizujące odpływ powietrza między częścią gorącą i zimną.

### Turbosprężarka - zasada działania

Do czego służy turbosprężarka? Jak już zostało wyjaśnione na początku, głównym celem urządzenia jest **podniesienie mocy silnika spalinowego**. Konstrukcja wykorzystuje zasady **mechaniki** i **aerodynamiki** do sprężania powietrza i w ten sposób doprowadza do zwiększenia wydajności jednostki napędowej.

Przejdźmy zatem od ogółu do szczegółu. Turbosprężarka umieszczona jest w **układzie wydechowym** w taki sposób, aby skutecznie wykorzystać energię zawartą w gorących gazach wylotowych silnika spalinowego. Spaliny dostają się do części gorącej, czyli turbiny, która przekształca zawartą w nich energię na ruch obrotowy wirnika, a ten następnie przekazuje go dalej na wirnik sprężarki.

Powstałe w procesie sprężone powietrze dostaje się do komory spalania silnika powodując **większe napełnienie cylindra**. Większa ilość dostępnego tlenu powoduje efektywniejsze spalanie paliwa, a to prowadzi do generowania większej mocy i momentu obrotowego silnika.

Z uwagi na fakt, że ciepłe powietrze posiada mniejszą gęstość dla usprawnienia wydajności samej turbosprężarki, stosuje się dodatkową chłodnice powietrza - **intercooler**. Wewnątrz niego, powietrze jest schładzane. Skutkuje to zwiększeniem ilości tlenu w komorze spalania i jeszcze większą moc jednostki napędowej. ![turbo-2](https://wibako.pl/media/articles/article-74/turbosprezarka-1.webp)

### Efekt turbodziury

Istotą zjawiska turbodziury jest **opóźnienie zachodzące pomiędzy akcją operatora, a odpowiedzią silnika**. Sytuacja taka może nastąpić podczas nagłego i drastycznego wciśnięcia gazu. Turbosprężarka potrzebuje czasu na osiągnięcie odpowiedniej liczby obrotów, aby dostarczyć większą ilość sprężonego powietrza do cylindrów silnika i dalej do komory spalania. Może to powodować wrażenie opóźnienia reakcji na działania operatora maszyny.

Turbodziura była na tyle istotnym **problemem konstrukcyjnym**, iż inżynierowie poświęcili czas na obmyślenie **skutecznej technologii mającej za zadanie zniwelować ryzyko jej wystąpienia**. Powstały turbosprężarki o **zmiennej geometrii głowic turbiny**, w których kształt łopatek turbiny jest regulowany. Kontrola kształtu następuje wskutek zmiany kąta nachylenia łopatek w odpowiedzi na różnice w obrotach silnika.

**Zawór upustowy (Wastegate)** jest kolejnym popularnym rozwiązaniem powyższej kwestii. Pozwala on na dozowanie ciśnienia doładowania, a tym samym ogranicza je, w celu uniknięcia przekroczenia maksymalnych wartości i dopasowuje do aktualnej pracy silnika. W dalszym rozrachunku prowadzi do **przyspieszenia reakcji** i niweluje opóźnienia pomiędzy akcją operatora, a jednostką napędową.

### Objawy uszkodzenia turbosprężarki

Warunki eksploatacji maszyn budowlanych różnią się w zasadniczy sposób od reszty pojazdów. Przeciętny cykl roboczy maszyny to ciągły ruch w trudnym terenie i ogromne obciążenia, co może powodować ryzyko wystąpienia awarii. Wywołana tymi czynnikami **szybsza degradacja parametrów** oleju silnikowego oraz dodatkowo jego ubytek, naraża turbosprężarkę na uszkodzenie.

Niespodziewany **spadek mocy**, może być jedną z oczywistych oznak defektu urządzenia. Oprócz tego **wzrost zużycia oleju**, **dziwne dźwięki** - **gwizdanie**, **szum**, czy **buczenie**, a także **wibracje w silniku lub całym pojeździe** mogą budzić niepokój, co do poprawnego funkcjonowania turbosprężarki. Maszyny budowlane poprzez kontakt z ciężkim materiałem roboczym, jak kamienie, gruz, ziemia, czy kruszywo mogą być narażone na dostawanie się ciał obcych do poszczególnych układów wewnętrznych, co może także doprowadzić do niepożądanych skutków.![turbo-3](https://wibako.pl/media/articles/article-74/turbo.webp)

### Regeneracja turbosprężarki

Regeneracja to kompleksowy proces odnawiania uszkodzonych lub zużytych elementów w sposób przybliżony do stanu pierwotnego. Oprócz tego, celem regeneracji jest przedłużenie żywotności i trwałości danej części.

Warto rozważyć taką opcję, jeżeli posiadamy uszkodzoną turbosprężarkę, gdyż zakup nowej może znacznie przewyższyć koszt regeneracji.

Jednymi z najczęstszych problemów występujących w turbosprężarkach jest **zużycie łożysk**, które może prowadzić do drgań, hałasów oraz wycieków oleju. Natomiast **uszkodzenie uszczelek**, czy elementów mocujących powoduje nieszczelność wewnątrz podzespołu i doprowadza do wycieków oleju lub odpływu powietrza.

Dość powszechną bolączką jest **usterka łopatek wirnika**, zaistniała przykładowo podczas interakcji z ciałem obcym, co bezpośrednio skutkuje spadkiem wydajności. Przegrzewanie turbosprężarki mogące wystąpić wskutek nieprawidłowego chłodzenia powoduje deformację elementów składowych, jak np. **zapiekanie układu zmiennej geometrii.**

Należy pamiętać, że zanim zdecydujemy się na **zakup** lub **regenerację**, warto dokładnie ocenić **stan techniczny** i **zużycie elementów**. W niektórych przypadkach proces regeneracji może być korzystnym rozwiązaniem, pozwalającym na przywrócenie turbosprężarki do wydajności zbliżonej do nowego urządzenia, a przy tym ponosząc mniejsze koszty.

![turbosprężarka](https://wibako.pl/media/articles/article-74/51500-1.webp)

### Kompresor i turbosprężarka

Zarówno kompresor i turbosprężarka działają na **podobnej zasadzie, czyli dostarczają do komory spalania większą ilość tlenu**, a tym samym podnoszą efektywność spalania paliwa i generują dodatkową moc silnika. Różnice między podzespołami wiążą się z tym, że kompresor jest napędzany z wału korbowego.

Za zalety pierwszego urządzenia uznano **mniej skomplikowaną budowę** i utrzymanie stałego przyrostu mocy już od początku pracy silnika. Turbosprężarka natomiast jest **napędzana energią ze spalin**, a fakt ten sprawia, że nie obciąża ona dodatkowo silnika, jak ma to miejsce w przypadku kompresora, a także wykazuje się dużo większą efektywnością w generowaniu mocy i zwiększeniu momentu obrotowego.

Wady turbo to przede wszystkim **większa podatność na uszkodzenia** i awarie ze względu na środowisko pracy - wysokie temperatury. Dlatego też należy mieć na uwadze częstszy serwis i uważną eksploatację pojazdu. Największą bolączką pozostaje jednak fakt istnienia opóźnienia, czyli opisanej wcześniej turbodziury.

### Podsumowanie

Dzięki turbosprężarce, silniki maszyn budowlanych mogą osiągnąć większą skuteczność, mniejszą emisję spalin i zużycie paliwa. Ważne jednak, aby mieć na uwadze możliwe usterki elementu i ograniczenia towarzyszące każdemu urządzeniu.

Silniki spalinowe maszyn budowlanych to **newralgiczny punkt każdego pojazdu** i od jego poprawnego działania zależy efektywność całej maszyny. Potencjalna awaria jakiegoś elementu może doprowadzić do przestoju i strat materialnych.

**Wibako** oferuje Państwu szeroki zakres części wymiennych, poszczególnych podzespołów, w tym turbosprężarki i kompresory.

Data publikacji: 2024-01-11

---

Źródło: https://wibako.pl/o-firmie/blog/74-turbosprezarka-zasada-dzialania-budowa-regeneracja
Kontakt: +48338704200, biuro@wibako.pl