Data publikacji: 13.02.2008
Czy można w Waszej firmie włożyć turbosprężarkę do samochodu marki...?

Pisząc te krótkie artykuliki, staram się robić to w możliwie prosty sposób, praktycznie nie używając żadnych skomplikowanych wzorów (choć je znam, nawet dwa) tak, aby czytelników nie zniechęcić już po pierwszym zdaniu....
Jeżeli kogoś to nie zadowoli i będzie chciał poszerzyć swoją wiedzę, zapraszam na koniec tej stronki.
Tam umieściłem spis prawdziwej literatury fachowej.

Czy można w Waszej firmie włożyć turbosprężarkę do samochodu marki...?

Podchodząc nieco humorystycznie do tak postawionego pytania, należałoby odpowiedzieć, że: oczywiście można i najprościej włożyć ją do bagażnika, uważając aby nie pobrudzić wykładziny. Ale ponieważ nie każdemu moje poczucie humoru może odpowiadać - spróbujmy inaczej.

Prawdopodobnie pytającemu nie chodzi o włożenie turbosprężarki, tylko o modyfikację silnika wolnossącego na doładowany, a tu już brzmi zdecydowanie groźniej.

Konstruktorzy projektując silniki zakładają, że mogą one być poddawane większym obciążeniom i silniki na ogół mogą pracować bez problemów z parametrami o 20-25% większymi od seryjnych. Natomiast zastosowanie turbodoładowania może znacznie te wartości przekroczyć.
Dlatego też konstrukcje silników TD (turbodoładowanych) dość znacznie różnią się od wolnossących.
W związku ze wzrostem sił działających na układ korbowodowy, stosuje się wzmocnienie wszystkich elementów podlegającym obciążeniom. Bardzo często zwiększana jest sztywność bloku silnika, głowicy, wzmacniany jest wał, korbowody i tłoki. Dodatkowo wzrastają też obciążenia termiczne, co z kolei wymusza stosowanie lepszego układu chłodzenia, łącznie z chłodzeniem denka tłoka.
Wszystko to powoduje, że profesjonalna przeróbka silników wolnossących na doładowane jest bardzo pracochłonna i droga.

Jeżeli natomiast nie zależy nam na trwałości, a jedynie na są osiągach, możemy spróbować dokonać tylko modyfikacji zewnętrznych silnika.

Jest to znacznie prostsze, ale i tak wymaga olbrzymiego nakładu pracy, który postaram się w skrócie opisać.

Przystępując do modyfikacji, musimy wstępnie wybrać wielkość turbiny. Najłatwiej jest wykorzystać turbinę z samochodu o podobnej jak nasz pojemności.
Zbyt duża sprężarka powoduje, że silnik budzi się do życia przy stosunkowo wysokich obrotach (np.3500-4000) i wolno reaguje na zmiany obciążeń, co jest bardzo uciążliwe w normalnej eksploatacji.
Błędem jest próba stosowania turbin od silników diesla do silników benzynowych. Turbosprężarka w silnikach benzynowych ma znacznie większe obciążenia termiczne niż w dieslach.

Gdy mamy już piękną turbinkę, musimy wykonać kolektor i układ wydechowy pasujący do silnika i turbiny.
W większości samochodów, seryjnych kolektor wydechowy jest żeliwny, czyli praktycznie niemodyfikowalny. Dlatego też najlepiej wykonać go całkowicie od nowa, stosując spawane kształtowniki stalowe.
Kształt kolektora jest bardzo ważny. Powinien on być możliwie krótki, a odległość pomiędzy sprężarką i głowicą dla każdego cylindra - jednakowa.
Wykonanie reszty układu wydechowego nie powinno już nastręczać specjalnych problemów.
Teraz tylko trzeba doprowadzić olej smarujący turbinę i zapewnić jego spływ do miski olejowej.

Turbina zamocowana. Teraz należy zająć się doprowadzeniem sprężonego powietrza do silnika.
Jeżeli cała ta przeróbka ma mieć sens, konieczne jest zastosowanie tzw. Intercoolera, czyli chłodnicy powietrza. Wielkość intercoolera dobiera się w zależności od pojemności silnika i stopnia doładowanie. Zbyt duży intercooler powiększa tzw. turbodziurę, mały - niewiele daje.
I znów jak poprzednio, nie wdając się w skomplikowane obliczenia, najlepiej zastosować intercooler od samochodu o podobnej pojemności i mocy, dbając o to, aby powietrze go obmywające było zimne i nie dławione przez przeszkody.

Kolejnym elementem jest tzw. zawór obejściowy, kierujący nadmiar powietrza z powrotem przed turbinę.

Jeżeli układ mechaniczny turbosprężarki mamy już gotowy, zabieramy się za to, co jest najtrudniejsze, czyli strojenie.
Ponieważ turbina tłoczy więcej powietrza, aby zwiększyć moc musimy zapewnić większą wydajność wtryskiwaczy paliwowych, co najprościej można zrobić - zakładając większe.
Dla prawidłowej pracy układu wtryskowego konieczne jest, aby różnica ciśnień pomiędzy paliwem, a ciśnieniem w kolektorze ssącym była stała. Ponieważ zwiększamy ciśnienie w kolektorze, konieczne jest zastosowanie innego regulatora, a czasami też pompy paliwowej o większym wydatku.

Teraz musimy jeszcze dostarczyć do sterownika informację, że w dolocie panuje wyższe niż atmosferyczne ciśnienie, czyli zmienić czujnik ciśnienia w kolektorze na taki, którego zakres obejmie dodatkową zwyżkę ciśnienia.
W silnikach z przepływomierzem musimy zastosować taki, który potrafi zmierzyć większą ilość powietrza.

Turbinę mamy, sygnały też - teraz już tylko sterowanie.
Jest kilka metod, aby zrobić to dobrze:

  1. Zastosowanie całkiem nowego, programowalnego sterownika, przystosowanego do silników doładowanych.
    Wykonuje je kilka firm na świecie, np. MOTEC. Cena od 5000 zł wzwyż.
    Sterowniki tego typu umożliwiają bardzo dobre zestrojenie całego układu. Wymaga to tylko hamowni i kilku dni pracy.
  2. Przeprogramowanie sterowników seryjnych - dosyć trudne, a czasami wręcz niemożliwe.
  3. Zastosowanie sterowników dodatkowych, umożliwiających pogodzenie pracy silnika w zakresie niskich ciśnień oraz pracy na doładowaniu.

Rozpatrując całość prac można zaryzykować stwierdzenie, że 30% problemów to mechanika, a cała reszta to elektronika i strojenie.

Zdaję sobie sprawę, że opis ten jest z konieczności bardzo ogólny i nie może służyć jako instruktaż, ale miał za zadanie pokazać ile problemów kryje się w prostym zadaniu...
...włożyć turbosprężarkę do samochodu...

inż. Andrzej Godula

Literatura:
"Doładowanie silników" - Janusz Mysłowski
"Bezsprężarkowe doładowanie silników spalinowych" - Karol Cupiał
"Zwiększanie osiągów silników do samochodów i motocykli" - Czesław Kordziński
"Silniki spalinowe z wymiennikiem ciśnienia Comprex" - Kazimierz Golec

Autor: inż. Andrzej Godula

« Wróć do listy tematów
Do góry
strona główna | firma | akademia tuningu | klienci o nas | galeria | współpraca | praca | kontakt | linki | chiptuning | tuning mechaniczny | tuning ekstremalny | instalacje gazowe | serwis |
Kopiowanie materiałów tylko za zgodą firmy Godula
Wykonanie strony: Website