Šta je turbo punjač i kako funkcioniše – kompletan tehnički vodič

Turbo punjač je jedan od najučinkovitijih uređaja za povećanje snage i efikasnosti motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Kroz kompresiju vazduha koji ulazi u cilindre, turbo omogućava motoru da sagori više goriva i time proizvede više snage bez povećanja obima motora. Dok su turbopunjači u prošlosti bili smatrani posebnom opremom, danas ih gotovo svi proizvođači automobila integrišu u paletu motora, i na benzin i na dizel.

Šta je turbo punjač

Turbo punjač, poznat i kao turbo-suparabilni ili jednostavno turbo, je uređaj za prisilnu indukciju koji povećava snagu motora sa sagorevanjem internim prisiljavajući dodatno komprimirani vazduh u komoru za sagorevanje. Za razliku od motora sa prirodnim usisajem koji zavisi samo od atmosferskog pritiska da unese vazduh u cilindre, turbina koristi energiju ispušnih gasova da bi kompresovala vazduh usisan u motor.

Princip rada se zasniva na jednostavnoj realnosti: što više vazduha uđe u motor, to više goriva se može sagoreti, što znači i više snage. Upravljački kompjuter modernog automobila stalno i sa dužnom tačnošću računa potrebnu mešavinu vazduha i goriva koja treba da stigne u komoru za sagorevanje kako bi se postigli željeni performansi. Ipak, svaki motor je ograničen sistemom usisavanja i količinom vazduha koja se može prirodno dopremiti u cilindri.

Turbo punjač rešava ovo fundamentalno ograničenje kompresovanjem vazduha pre nego što uđe u motor. Kada je vazduh komprimovan, molekuli kiseonika se povežu čvršće i isti volumen prostora sadrži znatno više molekula kiseonika. To znači da možeš uneti isti vazdušni volumen u manji prostor ili više vazduha u isti prostor - tačno ono što pruža turbo.

Razlike između motora sa turbo punjačem i motora sa atmosferskim usisavanjem

Jedna esencijalna razlika između dizel motora sa turbo punjenjem i tradicionalnog benzinskog motora sa atmosferskim usisavanjem je trenutak i način na koji se vazduh kompresuje. U dizel motorima, vazduh se kompresuje pre ubrizgavanja goriva i odnos kompresije je znatno viši nego kod benzinskih motora. Za dizel turbo punjač postaje praktično esencijalni za performanse i efikasnost, ne samo dodatak za jaču snagu.

Kod benzinskih motora, turbo prvenstveno nudi značajno povećanje snage, dopuštajući da manji motor pruži istu snagu kao veći atmosferski motor. Na primer, turbo motor od 1,5 litra može da pruži snagu koja je slična motoru atmosfericom od 2,5 litra, uz prednosti manjeg obima, manjeg mase, niže potrošnje u normalnim uslovima vožnje i nižih emisija.

Ova poboljšana efikasnost procesa sagorevanja omogućava proizvođačima da praktikuju „downsizing“ - smanjenje zapremine motora uz očuvanje ili čak povećanje performansi. Manji turbo motor teži manje, zauzima manje mesta u motornom prostoru i može da ostvari ukupnu poboljšanu potrošnju, naročito u gradskoj vožnji gde turbo nije konstantno opterećen na maksimalnu snagu.

Pročitaj i

Sve o senzoru turbo pritiska

Šta je senzor turbo pritiska i koja je njegova uloga? Senzor turbo pritiska je deo turbinskog motora koji meri i reguliš...

Koliko punoće dodatne snage nudi turbo punjač

Pitanje koliko tačno turbo punjač dodaje snage je složeno i zavisi od brojnih tehničkih faktora. Uopšteno, standardni turbo punjač može da pruži povećanje snage od oko 20 do 40% u odnosu na isti motor bez turbo punjenja. Za kontekst, ako atmosferski motor razvija 100 KS, verzija sa turbo punjačem može dostići 120-140 KS ili još više.

Ipak, tačan dobitak snage varira zavisno od više faktora:

• Veličina turbo punjača: Veće turbine mogu kompresovati više vazduha, ali mogu imati i „turbo lag“ (odugovlaganje odgovora)
• Pritisak supraalimenacije: Što više vazduha turbina kompresuje (mereno u bar ili PSI), to se snaga povećava, ali se povećava i opterećenje na motor
• Sistem hlađenja vazduha: Efikasan intercooler hladi komprimovan vazduh, povećavajući gustinu vazduha i samim tim snagu
• Kalibracija motora: ECU mora biti prilagođen da pravilno obradi dodatnu količinu vazduha i goriva
• Otpornost komponenti: Piston i korpe, glavčina i drugim komponentama mora se podneti dodatna snaga i pritisak

Pored brute snage, turbina značajno poboljšava i obrtni moment (Nm). Povećani obrtni moment pri srednjim i nižim obrtajima čini da se vozilo oseća značajno jače u svakodnevnoj upotrebi, pružajući bolje ubrzanje i veću sposobnost preticanja.

Kako radi turbo punjač – komponente i principi

Osnovna struktura

Turbo punjač se sastoji od dve glavne poluge unite preko osovine visoke čvrstoće:

Pročitaj i

Obnavljanje turbo-punjača automobila - vodič za održavanje i popravke

Turbo-punjač automobila je jedna od najsloženijih i najsenzibilnijih komponenti modernog motora. Razumevanje kako radi i...

Deo turbine (turbinska lopatica): Ovaj deo je povezan sa izduvnim sistemom. Isušeni gasovi visoke temperature prelaze na turbinu i brzinom visokih temperatura za veliki broj obrtaja – obično između 80.000 i 200.000 rpm, u zavisnosti od veličine i tipa.

Deo kompresora (hladna lopatica): Na drugoj strani osovine nalazi se lopatica kompresora koja vuče vazduh iz atmosfere i kompresuje ga. Kada turbina okreće osovinu, lopata kompresora se vrti istom brzinom, usisavajući vazduh i kompresujući ga pre nego što ga pošalje u motor.

Proces rada korak po korak

1. Izduvni gasovi: Tokom rada motora, klipovi guraju izgarani gas kroz izduvne zalive. Ovi gasovi, i dalje veoma vrući i pod pritiskom, usmeravaju se ka turbini umesto da idu direktno u izlaz.
2. Rotiranje turbine: Energija iz gasova pokreće turbinu, uzrokujući visoku brzinu rotacije; oblik lopatica je dizajniran da izvuče maksimalnu energiju iz toka gasova. Nakon okretanja, gasovi nastavljaju ka izduvnom sistemu i katalizatoru.
3. Usisavanje i kompresovanje vazduha: Lopata kompresora, čvrsto povezana sa turbinom, se vrti istom brzinom. Ova rotacija stvara vakuum koji uvlači vazduh iz spoljašnjeg okruženja kroz filter vazduha. Lopatice kompresora ubrzavaju vazduh do velike brzine.
4. Difuzija vazduha: Kućište kompresora posebno je dizajnirano da pretvori tok vazduha visokog stepena i niskog pritiska u tok visokog pritiska i niske brzine. Ovaj proces se naziva difuzija i od suštinskog je značaja za efikasnost turbine. Vazduh postaje gušći i topliji.
5. Hlađenje vazduha (opciono ali preporučljivo): Kod većine modernih sistema, komprimirani vazduh prolazi kroz intercooler – uređaj za hlađenje vazduha. Hlađi vazduh je gušći a time i efikasniji, što može smanjiti temperaturu vazduha za 50-70°C.
6. Ulazak u motor: Na kraju, komprimirani i ohlađeni vazduh biće prisilno ubrizgan u cilindre kroz usisnu granu. ECU detektuje povećanu količinu vazduha i proporcionalno povećava ubrizgavanje goriva. Mešavina bogata vazduhom i gorivom proizvodi snažniju sagorevanje i veću snagu.

Sistem podmazivanja i hlađenja

Osovina turbine rotira pri takvim brzinama da bi trenje pričinilo brzo uništenje ležajeva bez odgovarajućeg podmazivanja. Zbog toga je turbo punjač povezan sa sistemom podmazivanja motora preko posebne linije za dovod ulja. Pod visokim pritiskom ulje formira film oko osovine i omogućava tiho okretanje bez dodirivanja metal na metal.

Pored toga, ulje pomaže i u rashlađivanju unutrašnjih komponenti turbine koje dostižu veoma visoke temperature. Neke moderne turbine imaju i hlađenje tečnim sredstvom iz samog motora, što produžava vek trajanja i omogućava veće vrednosti supraalimenacije.

Prednosti i tehničke napomene

Prednosti turbo punjenja

• Povećanje snage bez povećanja zapremine: Najizraženija korist - dobijate više snage iz istog motora
• Povećana efikasnost: Manji turbo motori mogu biti efikasniji od većih atmosfericnih motora
• Smanjenje emisija: Manji motori obično emituju manje u normalnim uslovima vožnje
• Povećan obrtni moment pri niskim obrtajima: Korisno u saobraćaju i za prebacivanje
• Manja masa: Manji motor znači lakšu vozilo i bolji dinamički ponašanje

Napomene o održavanju

Turbo punjači su danas prilično pouzdani, ali zahtevaju poštovanje određenih pravila održavanja:

• Redovna zamena ulja u preporučenim intervalima sa kvalitetnim uljem
• Dozvoliti motoru da radi na praznom hodu 30-60 sekundi pre gašenja posle duže vožnje ili zagrejanog rada
• Korišćenje goriva preporučenog oktanskog broja
• Provera i zamena vazdušnog filtera prema programu

Ignorisanje ovih aspekata može dovesti do prerane habanja turbine, a zamena turbo punjača može koštati između 5.000 i 15.000 RSD, u zavisnosti od modela i marke vozila.

U zaključku, turbo punjač predstavlja jednu od najučinkovitijih metoda za povećanje snage i efikasnosti motora sa sagorevanjem internim sagorevanjem, pretvarajući energiju preostalih gasova iz izduva u korišćenu snagu. Uz pravilno održavanje i pravilnu upotrebu, turbo punjač može da radi bez problema tokom celokupnog životnog veka vozila.