O ai sub capota, dar sigur nu stii ce face: CUM functioneaza o turbina?

Istoria turbo-compresorului

Turbina, numita si TURBO sau turbo-compresor, este o piesa auto anexata motorului. Si chiar daca o folosim aproape cu totii in zilele moderne, ea dateaza de mai bine de 100 de ani. De fapt, turbina a luat nastere cam odata cu motorul pe combustie interna, la sfarsitul anilor 1800, cand inginerii de la Daimler si-au dat seama ca un motor aspirat are nevoie de inductie fortata ca sa fie mai puternic.

De-a lungul anilor au existat diverse forme de supra-alimentare a motorului, adica de a introduce aer cu forta in admisie, dar turbo-compresorul asa cum il stim noi a fost inventat de un elvetian in anul 1905, care incerca sa creasca eficienta motorului diesel. El a fost primul care a folosit o metoda de supra-alimentare ce functiona pe baza gazelor de evacuare.

De atunci si pana azi, turbinele au fost folosite intensiv in orice domeniu care necesita un motor cu ardere interna. Turbinele au fost montate pe avioane, vapoare, locomotive si automobile de toate felurile. Trebuie mentionat insa ca unul din scopurile initiale ale turbinei a fost cel de a compensa pierderea de presiune la altitudini mari: un motor aspirat care este folosit la inaltime, din cauza presiunii scazute, pierde din putere, dar cu ajutorul turbinei ramane eficient.

In domeniul auto de azi, absolut toti producatorii de automobile folosesc motoare turbo. Dacia are motoare turbo diesel si pe benzina, BMW are exclusiv motoare tubo in dotare, iar noul trend de a utiliza propulsoare de o capacitate redusa, pe benzina, face ca toate aceste motoare noi de 1.0 litru sau chiar mai mici sa fie supra-alimentate cu ajutorul unei turbine.

Din ce este facuta o turbina?

O turbina moderna este realizata dintr-un ax cu doua roti turbionare la ambele capete. Acest ansamblu este introdus intr-o carcasa care are forma unui melc dublu. Cele doua roti turbionare sunt una pentru gazele de evacuare, cu pale special gandite sa prinda viteza mare, si cealalta este pentru aerul din admisie, cu pale speciale pentru a comprima aerul.

Carcasa in forma de melc dublu are doua intrati si doua iesiri. Cele doua intrari sunt una pentru aerul de admisie, una pentru gazele de evacuare ale motorului. Iesirile sunt la fel, una pentru iesirea aerului comprimat spre motor si una pentru iesirea gazelor de evacuare spre toba de esapament. Adica un melc este strict pentru aerul atmosferic, celalalt pentru gazele de evacuare.

Cum functioneaza o turbina?

Turbo-compresul este conectat printr-o flansa la galeria de evacuare a motorului. Pe aici trec gazele ce survin in urma procesului de ardere interna si intra printr-o intrare in turbina, invartind una din rotile turbionare, dupa care ies pe iesirea cealalta a melcului, ajungand in traseul de esapament.

Cele doua roti turbionare sunt unite printr-un ax din otel care se invarte pe niste rulmenti. Asadar, odata una din roti angrenata si invartita de gazele de evacuare, o invarte si pe cea de-a doua. A doua este de compresie si atrage in cel de-al doilea melc aerul din atmosfera, pe care il comprima si il scoate pe iesirea sub presiune, ducandu-l ulterior printr-un traseu si intercooler in galeria de admisie a motorului, unde intra in camera de ardere.

Cu alte cuvinte, gazele care ies din motor invart turbina si transforma energia termica in energie cinetica. Turbina mai departe invarte o alta roata care comprima aerul si il introduce fortat in motor. Un sistem pe cat de simplu, pe atat de eficient, deoarece foloseste o resursa care oricum este eliminata pe evacuare, respectiv gazele de ardere.

Ce se poate strica la o turbina?

O turbina mai are diverse elemente si piese care o fac sa fie si mai eficienta. Adica are multe piese in miscare, dar si un sistem de racire cu ulei sau apa. In primul rand, deoarece se invarte cu o viteza ametitoare, primul care cedeaza este axul central care angreneaza ambele roti turbionare. Acesta incepe sa aiba joc si rulmentii cedeaza. Se mai poate strica si valva care regleaza presiunea gazelor de evacuare, numita wastegate, sau, din cauza ca nu are o racire buna, pot ceda si palele rotilor turbionare. Oricum, cu putina grija in exploatare, un motor turbo poate rezista fara intervenii multi ani.