Pracovní princip turbodmychadla
Turbodmychadlo je vysoce účinný vzduchový kompresor, který zvyšuje výkon motoru komprimováním sacího vzduchu. Její základní pracovní princip je založen na zotavení a využití energie výfukových plynů motoru.
Za prvé, vysokoteplotní a vysokotlaké výfukové plyny emitované motorem jsou směrovány do turbínové části turbodmychadla. Tyto výfukové plyny vyvíjejí sílu na lopatkách turbíny, což způsobuje, že se otáčejí. Rychlost otáčení turbíny se zvyšuje s rostoucím otáčkou motoru a účinně převádí energii výfuku.
Turbína je spojena s kompresorovou sekcí přes společnou hřídel. Proto, když se turbína otáčí, přímo pohání kompresorovou sekci do otáčení. Funkcí kompresoru je stlačovat vzduch procházející vzduchovým filtrem, čímž se zvyšuje jeho tlak a hustota. To umožňuje, aby bylo do válců motoru vtlačeno více vzduchu.
Jak kompresor stlačuje vzduch na vyšší tlakové úrovně, zvyšuje se také hustota vzduchu. To umožňuje motoru spálit více paliva v každém pracovním cyklu, čímž se uvolní více energie a zvýší se výkon motoru.
Pro zajištění výkonu a spolehlivosti turbodmychadla je provoz kompresoru omezen na určitý rozsah tlakového poměru. To pomáhá vyhnout se nadměrnému rázu (tj. ucpání kompresoru) a omezení průtoku (tj. zastavení kompresoru), čímž je zachován optimální výkon a spolehlivost.
Kromě toho jsou turbodmychadla typicky vybavena systémem regulace wastegate. Wastegate je ventil, který může nasměrovat výfukové plyny tak, aby obcházely turbínu, a tím regulovat plnicí tlak a zabraňovat přeplňování. To přispívá k bezpečnému provozu motoru.
Pokročilá turbodmychadla mohou také využívat technologii turbín s proměnnou geometrií. Tato technologie umožňuje upravit plochu průřezu vstupu do turbíny tak, aby bylo dosaženo optimálního výkonu v různých rozsazích otáček motoru.
V některých vysoce výkonných aplikacích lze použít konfigurace s dvojitou turbodmychadlem. Tyto turbodmychadla mohou být uspořádány paralelně (obsluhují sadu válců) nebo v sérii (jedna fáze posílaná do druhé), aby se dále zvýšila síla a citlivost.
Stručně řečeno, turbodmychadlo rekuperuje a využívá energii výfukových plynů motoru ke stlačování vzduchu na vyšší tlaky a hustoty, což umožňuje motoru spálit více paliva a produkovat vyšší výkon. Tento pracovní princip dělá z turbodmychadla klíčovou součást pro zvýšení výkonu a účinnosti motoru.
