Turbo
Jak wydobyć z silnika dodatkową moc? Oferowaną i polecaną przez wielu tunerów modyfikacją jest obróbka mechaniczna silnika. Korekty w nastawach rozrządu, poprawianie niedociągnięć głowicy wynikłych podczas procesu produkcji wielkoseryjnej, wymiana wałka rozrządu czy dopracowywanie układu korbowo-tłokowego, to najczęściej wykonywane przeróbki mające na celu wykrzesać z naszego silnika więcej koni mechanicznych, tak pożądanych przez wielu fanów tuningu. Jednak w niektórych samochodach zabiegami takimi możemy osiągnąć mizerne efekty w porównaniu do zainwestowanych kosztów. Co wtedy pozostaje właścicielowi, który jest spragniony mocy, a nie potrafiłby ze względów emocjonalnych sprzedać swojego ukochanego, dopieszczonego bolidu, i kupić inny samochód z mocniejszym silnikiem? Ma dwa wyjścia: albo wymienić silnik na większy, albo zdecydować się na montaż turbosprężarki.
Turbosprężarka napędzana jest gazami spalinowymi, a jej zadaniem jest wtłoczenie do cylindrów jak największej ilości powietrza. Montowana jest na kolektorze wydechowym, jak najbliżej wlotu spalin z głowicy do kolektora, aby nie tracić energii kinetycznej spalin na przemieszczanie się w układzie wydechowym. Spaliny przemieszczające się z ogromną prędkością napędzają wirnik, który jest połączony wałkiem z drugim wirnikiem, odpowiedzialnym za tłoczenie powietrza do cylindrów. Powietrze zasysane jest przeważnie przez filtr stożkowy i po sprężeniu trafia wprost do kolektora dolotowego. Wirnik turbiny kręci się z prędkościami obrotowymi dochodzącymi do 240.000obr/min!!! Przepływające spaliny o temperaturze ponad 900st.C. i tak ogromna prędkość obrotowa, powoduje, że turbosprężarka nagrzewa się, osiągając bardzo wysoką temperaturę. Tak ekstremalne warunki pracy stawiają pewne wymagania przed nią samą i użytkownikami samochodów z zamontowaną turbiną. Po pierwsze: turbosprężarka musi być bardzo precyzyjnie wykonana z materiałów najwyższej jakości. Po drugie: stosowany olej silnikowy musi być najwyższej jakości. Po trzecie aby turbina sprawnie służyła nam przez długi okres czasu, musimy pamiętać, aby po uruchomieniu silnika, przed ruszeniem z parkingu, choć częściowo nagrzać silnik na biegu jałowym do jego temperatury pracy, czyli ok.90st.C, aby olej silnikowy dotarł w każdy zakątek silnika, a w szczególności do turbiny. Ta sama zasada dotyczy wyłączania silnika po zatrzymaniu się. Musimy odczekać pewien okres czasu, aż turbina ochłonie, po próbach mierzenia sił z innymi użytkownikami dróg. W celu ochrony tego delikatnego urządzenia stosuje się turbo timer, który uniemożliwia wyłączenie silnika po ostrej jeździe, oraz pokazuje jaki czas jaki pozostał do ostygnięcia turbiny.
Sam montaż turbosprężarki do wolnossącego silnika nie jest już taki prosty. Współczesne silniki posiadają stopień sprężania wynoszący ok.10-10,5:1. Jeśli w takim silniku wtłoczymy mieszankę paliwowo-powietrzną pod wysokim ciśnieniem, to po jej sprężeniu może dojść do samozapłonu i spalania stukowego. Jest to sytuacja bardzo nie korzystna dla silnika, wpływająca bezpośrednio na jego trwałość. Jeżeli więc zdecydujemy się na doładowanie wysokim ciśnieniem, musimy odprężyć silnik, czyli obniżyć jego stopień sprężania. W jaki sposób się tego dokonuje? W zależności od silnika wykonuje się grubszą uszczelkę pod głowicę, zbiera się materiał z denka tłoka lub pogłębia komorę spalania. Zmniejszony do około 8:1 stopień sprężania pozwala nam w tym momencie na bezpieczne dokonywanie modyfikacji. W mniej wysilonych silnikach o stopniu sprężania około 9:1, możemy zastanowić się nad montażem soft turbo czyli doładowania niskim ciśnieniem. Na pewno jest to tańsze rozwiązanie ze względu na mniejszy zakres modyfikacji, lecz i przyrost mocy jest mniejszy ponieważ wtłacza się mniejszą ilość mieszanki do cylindrów. (Ponadto silniki turbo mają utwardzane zawory, gniazda itd.)
Po odprężeniu silnika, wykonuje się specjalny kolektor wydechowy, ewentualnie przerabia się fabryczny kolektor, tak aby można było na nim zamontować turbinę. Należy ją oczywiście podłączyć do układu smarowania, gdyż wirujące z ogromnymi prędkościami elementy uległyby natychmiastowemu zatarciu. Każda turbosprężarka wyposażona jest w zawór regulujący ciśnienie powietrza tłoczonego przez nią do cylindrów. Ilość powietrza jaką dostarczymy do silnika, a więc i moc jaką uzyskamy, zależy właśnie od ustawienia tego zaworu. Nie można przesadzić z tą wartością, ponieważ za duże ciśnienie, może doprowadzić do zniszczenia silnika. Ponadto uzyskanie wysokiego ciśnienia wiązałoby się z kręceniem silnika na bardzo wysokie obroty, aby spaliny mogły osiągnąć odpowiednio dużą energię kinetyczną i napędzić wirnik turbiny. W związku z tym pojawiłby się również bardzo nieprzyjemny efekt turbodziury znany z pierwszych seryjnych silników z turbosprężarką. Przez długi okres czasu nic by się nie działo a później ...3,2,1 turbo start!!! Potężny kopniak spod maski mógłby być czasami niebezpieczny.
Kiedy stwierdzimy że teoretycznie ten problem mamy z głowy, czas doprowadzić sprężone powietrze do cylindrów. Warto zastanowić się nad montażem intercoolera, czyli chłodnicy powietrza doładowującego, która ma za zadanie obniżyć temperaturę powietrza tłoczonego przez turbosprężarkę ponieważ temperatura jej pracy wynosi kilkaset stopni. A jak dobrze wszystkim wiadomo, rozgrzane powietrze ma mniejszą gęstość, czyli jest go mniej w tej samej objętości. W niektórych samochodach jak np. Audi S3, w celu zwiększenia wydajności montuje się drugi intercooler potrafiący podnieść moc o dodatkowych parę koni.
Do omówienia zostało nam jeszcze urządzenie znajdujące się na kolektorze dolotowym. Zawór upustowy bo to o nim mowa, ma bardzo odpowiedzialne zadanie. W momencie gdy puszczamy pedał gazu i przepustnica zamyka się, w kolektorze dolotowym i przewodach doprowadzających powietrze od turbiny do głowicy powstaje ogromne ciśnienie. Aby nie spowodowało ono rozerwania przewodów oraz zahamowania turbosprężarki, która w pewnym momencie nie miałaby siły aby dalej tłoczyć powietrze, stosuje się zawór upustowy. Wypuszcza on z układu dolotowego nadmiar powietrza, a oznajmia ten fakt głośnym sapaniem, które jednych drażni a innych wprowadza w stan euforii.
Oczywiście samo powietrze nie wystarczy aby podnieść moc silnika. Należy mu doprowadzić odpowiednio większą dawkę paliwa. W silnikach z sterowanym elektronicznie wtryskiem paliwa problem praktycznie nie istnieje. Albo montuje się dodatkowy komputer albo przeprogramowany zostaje seryjny. W silnikach z wielopunktowym wtryskiem paliwa, wtryskiwacze mają wystarczającą ilość czasu pomiędzy kolejnymi cyklami wtrysku aby podać dodatkową ilość paliwa, a w przypadku silników z jednopunktowym wtryskiem montuje się dodatkowy wtryskiwacz w kolektorze dolotowym.
Jak wspomniałem na początku, montaż turbosprężarki nie jest prostą do przeprowadzenia modyfikacją. Na każdym kroku pojawiają się problemy, których rozwiązanie wymaga ogromnej wiedzy i doświadczenia. Jakiego efektu możemy się spodziewać? 100KM z litra pojemności, jest wynikiem osiąganym w większości silników. A jeśli tylko mamy ochotę, możemy zażyczyć sobie większej wartości. Mistrzami w tej dziedzinie są bez wątpienia amerykańscy i japońscy inżynierowie. Wyniki od 600KM do 1000KM z Toyoty Supry są czymś normalnym. W Polsce również mamy kilku tunerów zajmujących się tą trudną sztuka. Firmy: ALDA Motosport, AT2000 cieszą się ogromną popularnością wśród turbo fanów. Dysponując kwotą od kilku do kilkunastu tysięcy złotych, możemy wstąpić do klubu właścicieli sapiących i gwiżdżących zapychaczy, które mogą napsuć krwi posiadaczom teoretycznie silniejszych samochodów. Sławne przypadki pędzącego 190km/h Cinquecento z naklejką Young na tylnej klapie, a z silnikiem 1.2 Turbo pod maską, czy Polo 1.6 Turbo ze znaczkiem SDI na tylnej klapie robiący bez problemu na światłach Seata Ibizę Cupra przechodzą z ust do ust i obrastają nieomal w legendę. Jeżeli chcecie rządzić w mieście warto zastanowić się nad zainwestowaniem w ten rodzaj modyfikacji. Tylko błagam o jedno. Nie zarzynajcie tych biednych turbosprężarek od razu po odpaleniu zimnego silnika wkręcając je na maksymalne obroty. Niech moc będzie z wami!!!
