TECHNIKA: Ako funguje turbodúchadlo? Toto by mal vedieť každý správny motorista

Milované a v rovnakej miere aj nenávidené – turbodúchadlo je zdrojom fascinácií, aj frustrácií. Dnes sa nachádza v drvivej väčšine áut so spaľovacím motorom. Ale ako funguje?
Vydané  Text: 
Oheň v krbe plápolá, tak doňho prihodíte kus papiera. Ten začne tlieť, no nie a nie sa chytiť. Tak do pahreby fúknete, tá sa celá rozžeraví a papier aj uhlíky zrazu vzbĺknu. Palivo totiž potrebuje kyslík, aby horelo. ### Viac kyslíka Čím viac kyslíka sa dostane do spaľovacej komory motora, tým viac paliva je schopný spáliť. Úlohou turbodúchadla je práve dostať do nej čo najviac vzduchu, ktorý obsahuje kyslík. **Turbodúchadlo sa skladá z dvoch základných častí: turbíny a kompresora,** ktoré sú navzájom prepojené. Turbína je umiestnená vo výfukovom potrubí. Keď ňou prechádzajú horúce výfukové plyny, roztáča sa a tým aj kompresor, ktorý je zas umiestnený v sacom potrubí. **Vyššia energia výfukových plynov znamená, že turbodúchadlo vládze vytvoriť pretlak v sacom potrubí a nahnať tak do spaľovacej komory viac vzduchu.** To umožňuje riadiacej jednotke vstreknúť do nej viac paliva, čo znamená vyšší výkon.
### Turboefekt Vzduch je stlačiteľný a lopatky turbíny aj kompresora majú nejakú zotrvačnosť. To znamená, že medzi momentom, keď pridáte plyn a kým sa turbo roztočí, ubehne nejaký čas. Ten závisí od obrovského množstva faktorov. Staršie motory potrebovali na dosiahnutie vysokého výkonu veľké turbo, ktoré reagovalo pomaly. Dnes dokážu obrovský prietok vzduchu dosiahnuť aj malé turbá s nízkou zotrvačnosťou a rýchlymi reakciami. Záleží aj na kompresii motora, časovaní ventilov, tvare výfukových zvodov a podobne. **Dnes sú navyše turbá montované priamo na hlavu valcov, čo skracuje vzdialenosť, ktorú musia výfukové plyny prejsť, aby dosiahli lopatky turbíny.** Zároveň stratia menej energie a reakcie na plyn sú rýchlejšie. Vznikajú tu však oveľa vyššie nároky na chladenie.
Samozrejme, turbodúchadlo má svoje limity. Cieľom inžinierov je, aby čo najrýchlejšie dosiahlo svoje maximálne otáčky – ideálne v nízkych otáčkach motora. To by však znamenalo, že pri vyšších otáčkach by už turbína brzdila výfukové plyny. Riešením tohto problému je takzvaný obtokový ventil, ktorý prebytočný vzduch nasmeruje okolo turbíny priamo do výfukového potrubia. **Zavedenie elektronickej regulácie obtokového ventilu umožnilo inžinierom „čarovať“** s krivkou krútiaceho momentu a ovplyvňovať tak priebeh výkonu motora. **Trikov na rýchle ovládanie turba je niekoľko –** niektoré automobily po každom (aj miernom) pridaní plynu na krátku chvíľu naplno otvoria škrtiacu klapku, aby roztočili turbodúchadlo, inde sa používa špeciálne časovanie, ktoré vženie viac horúceho vzduchu do výfukového potrubia. Niektoré autá zas používajú umiernenú verziu „anti-lag“ systému. Ten je známy najmä z rely. Autá po pustení plynu púšťajú palivo rovno do výfukového potrubia, kde sa vplyvom veľkej teploty vznieti a udržiava otáčky turba vysoké, aj keď vodič pustí plyn. Z výfuku sa potom ozýva typická streľba. Sériové autá takýto systém používať nemôžu, ale správnym načasovaním vstreku paliva a oneskorením zatvorenia výfukových ventilov dokážu udržať plniaci tlak turba niekoľko sekúnd po uvoľnení plynu. ### Prečo downsizing? Nestačilo by však použiť väčší motor s rovnakým výkonom? Ak chceme dosiahnuť nižšiu spotrebu, tak nie. Benzínový motor musí pre svoj optimálny chod dosiahnuť ideálnu zmes benzínu a vzduchu v pomere 14,7 : 1. **Veľkoobjemový motor teda musíme aj pri nízkom zaťažení „nakŕmiť“ relatívne veľkým množstvom paliva, aby sme tento pomer dosiahli.** Preplňovaný motor sa však pri nízkom zaťažení správa takmer ako atmosférický – turbo je takpovediac neaktívne a motor pracuje len s tým objemom, ktorý reálne má, teda bez prepĺňania. A na to mu v prípade, že má menší objem, vystačí podstatne menej paliva.


Inzercia

Advertisement

Automobilový priemysel čelí najťažšej skúške od samotného vzniku. Vysporiadať sa musí nielen s novými technológiami, reguláciou či elektrickou revolúciou, ale aj s čoraz častejším prehodnocovaním významu a dôležitosti automobilov v našich životoch. Ako to celé nakoniec dopadne, zatiaľ nie je známe. Transformácia sa však ešte len začína a budem veľmi rád, keď sa na túto cestu vyberiete spolu so mnou. Držte si klobúky!