Turbodúchadlá sa stali neoddeliteľnou súčasťou moderných motorov, či už benzínových alebo dieselových. Ich hlavnou úlohou je zvýšiť výkon a krútiaci moment motora, a to vďaka prepĺňaniu, teda vháňaniu väčšieho množstva vzduchu do valcov. S vývojom turbodúchadiel prichádzajú aj nové technológie chladenia, medzi ktoré patrí aj chladenie turba vodou.
Princíp Chladenia Turba Vodou
Chladenie turba vodou je efektívny spôsob, ako udržať optimálnu teplotu turbodúchadla, a tým predĺžiť jeho životnosť a zabezpečiť jeho správnu funkčnosť. Princíp spočíva v použití chladiacej kvapaliny na odvádzanie tepla z telesa turbodúchadla.
Intercooler: Kľúčový Komponent Chladenia
Intercooler, alebo chladič stlačeného vzduchu, je zariadenie, ktoré ochladzuje stlačený vzduch vystupujúci z turbodúchadla. Chladnejší vzduch je hustejší, čo znamená, že obsahuje viac kyslíka v rovnakom objeme. Pôvod názvu "intercooler" pochádza z leteckých motorov, kde tieto chladiče ochladzovali vzduch medzi jednotlivými kompresormi.
Intercooler je zvyčajne umiestnený v motorovom priestore tak, aby mal čo najlepší prístup k prúdiacemu vzduchu. Účinnosť chladenia sa zvyšuje s klesajúcou vonkajšou teplotou a s rastúcou rýchlosťou vozidla. V prípade, že intercooler nestíha odvádzať teplo, dochádza k jeho prehrievaniu, čo znižuje účinnosť chladenia.
Umiestnenie Intercoolera:
- FMIC (Front Mounted Intercooler): Vpredu umiestnený intercooler, najčastejšie pred chladičom.
- SMIC (Side Mounted Intercooler): Na boku umiestnený intercooler, často používaný koncernom VW (Seat, Audi, Škoda) pod nárazníkom.
- TMIC (Top Mounted Intercooler): Navrchu umiestnený intercooler, bežný pri športových vozidlách, s otvorom na kapote pre prívod vzduchu.
Vodou Chladený Intercooler
Na rozdiel od klasických intercoolerov, ktoré využívajú prúdiaci vzduch na chladenie, vodou chladený intercooler využíva chladiacu kvapalinu. Športové vozidlá často používajú vlastný chladiaci okruh pre intercooler, zatiaľ čo bežné vozidlá s nižším stupňom preplňovania môžu používať chladiacu kvapalinu motora.
Prečítajte si tiež: Montáž výstuže pre stropné chladenie
Výhody Vodou Chladeného Intercoolera:
- Efektívnejšie chladenie stlačeného vzduchu aj pri nízkych rýchlostiach alebo v horúcom počasí.
- Kratšia trasa nasávaného vzduchu, čo zlepšuje reakciu motora na stlačenie akcelerátora.
- Stabilnejšia teplota nasávaného vzduchu vďaka termostatu, ktorý reguluje teplotu chladiacej kvapaliny.
Nevýhody Vodou Chladeného Intercoolera:
- Komplikovanejší systém s ďalším vodným okruhom, čo zvyšuje riziko porúch.
- Obmedzená teplotná kapacita, čo ho robí menej vhodným pre motory s vysokým stupňom preplňovania a s vysokým výkonom.
Vývoj Turbodúchadiel v Priebehu Času
Vývoj turbodúchadiel prešiel dlhú cestu od svojich začiatkov až po súčasnosť. Prvý patent na turbodúchadlo pochádza z roku 1905, no do sériovej výroby sa dostalo až v dvadsiatych rokoch minulého storočia, najprv v nákladných lodiach a neskôr v dieselových lokomotívach.
Porsche a Turbodúchadlá: História Inovácií
Značka Porsche zohrala významnú úlohu vo vývoji a aplikácii turbodúchadiel v automobilovom priemysle.
- Porsche 911 (1963): Svetová premiéra športového modelu s dvojlitrovým šesťvalcovým motorom uloženým vzadu, s výkonom 96 kW (130 k).
- Porsche 911 Turbo 3.0 (1974): Predstavenie modelu 911 Turbo (interne známy ako 930) s objemom motora zvýšeným na 3 litre a výkonom 191 kW (260 k).
- Porsche 911 Turbo generácia 996 (1997): Prechod na vodou chladený šesťvalcový motor typu boxer a éra preplňovania dvomi turbodúchadlami.
- Porsche 911 Turbo generácia 997 (2006): Použitie turbodúchadla s variabilnou geometriou lopatiek.
Éra Turbomotorov v Osobných Automobiloch
Od vynájdenia turba trvalo automobilkám desiatky rokov, kým začali vo väčšom meradle nasadzovať preplňované motory do sériovo vyrábaných osobných automobilov. Prvé sériovo vyrábané vozidlá s turbodieselovým motorom sa objavili až v roku 1978, keď v Európe debutoval Peugeot 604 a v Spojených štátoch Mercedes-Benz 240 TD.
Dnes má turbomotor takmer každá automobilka a trendom je znižovanie zdvihového objemu motorov (downsizing) a používanie menších turbodúchadiel.
Technologický Pokrok v Turbodúchadlach
- Materiály: Použitie titánu, horčíka a tenkých nerezových ocelí na zníženie hmotnosti a zvýšenie odolnosti turbodúchadiel.
- Účinnosť: Nové turbodúchadlá sú schopné udržať vysokú účinnosť až do 300 000 ot/min.
- Ložiská: Inovácie klzných a guličkových ložísk so zníženým trením.
- Aerodynamika: Optimalizácia prúdenia plynov cez turbodúchadlo pre zvýšenie účinnosti a rýchlosti reakcií.
- Variabilná Geometria Lopatiek: Použitie turbodúchadiel s premenlivou geometriou lopatiek statora pre dieselové motory.
- Twinturbo: Použitie dvoch turbodúchadiel, buď paralelne (dve menšie turbá nahrádzajú jedno väčšie) alebo sériovo (jedno malé a jedno väčšie turbo).
1.2 TSI: Príklad Moderného Turbomotora s Vodným Chladením
Motor 1.2 TSI od koncernu VW je príkladom moderného turbomotora, ktorý využíva vodné chladenie. Tento motor nahrádza starší štvorvalec 1.6 MPI a v porovnaní s ním je úspornejší, tichší, kultivovanejší a ľahší.
Prečítajte si tiež: O chladení, vysušovaní a filtrácii vzduchu
Technické Špecifikácie Motora 1.2 TSI
- Štvorvalcová konštrukcia
- Rozvod SOHC s dvoma ventilmi na valec
- Priame vstrekovanie paliva
- Olejové čerpadlo s variabilným prietokom
- Dva chladiace okruhy (jeden pre blok motora a druhý pre sací okruh)
- Vodou chladené turbodúchadlo BMTS s pevnou geometriou lopatiek
- Maximálny plniaci tlak turba: 1,6 bar
- Maximálny výkon motora: 77 kW pri 5000 ot/min
- Krútiaci moment: 175 Nm pri 1550-4100 ot/min
Chladenie Motora 1.2 TSI
Motor 1.2 TSI má dva chladiace okruhy:
- Okruh pre blok motora: Udržuje optimálnu teplotu bloku motora.
- Okruh pre sanie: Udržuje maximálnu teplotu vody na 80 °C pomocou vlastnej elektrickej pumpy. Tento okruh zabezpečuje chladenie turbodúchadla aj po vypnutí motora, čo priaznivo vplýva na jeho životnosť.
Vodný Medzichladič v Motore 1.2 TSI
Motor 1.2 TSI využíva vodný medzichladič, ktorý chladí stlačený vzduch priamo v sacom trakte. Nasávaný vzduch tak prúdi kratšou cestou, čo napomáha svižnejšej reakcii motora pri stlačení akcelerátora.
Výhody Vodného Medzichladiča v 1.2 TSI:
- Svižnejšia reakcia motora pri stlačení akcelerátora.
- Lepšie vyrovnávanie sa s väčšími rozdielmi vonkajšej teploty.
Starostlivosť o Turbodúchadlo
Správna starostlivosť o turbodúchadlo je kľúčová pre jeho dlhú životnosť a bezproblémovú funkciu. Medzi základné zásady patrí:
- Používanie kvalitného motorového oleja: Včasné výmeny oleja sú kriticky dôležité pre správne mazanie ložísk turba.
- Zahrievanie motora pred záťažou: Pred vytáčaním motora do vysokých otáčok je potrebné nechať motor zohriať sa na prevádzkovú teplotu.
- Dochladzovanie turba po jazde: Po dlhšej jazde je vhodné nechať motor pár minút bežať na voľnobeh, aby sa turbo dochladilo.
- Výmena vzduchového filtra: Pravidelná výmena vzduchového filtra zabraňuje vniknutiu nečistôt do turba.
- „Prefúknutie“ turba: Raz za čas je potrebné motor poriadne prehnať vo vyšších otáčkach, aby sa prečistil mechanizmus variabilnej geometrie lopatiek turba.
Prečítajte si tiež: Komplexný prehľad klimatizácií Hisense