Turbodmychadlo motoru

Turbodmychadlo motoru

Na samém počátku historie přeplňovaných motorů se objevuje jméno Švýcara dr. Alfreda Büchiho, kterému byl udělen 13. listopadu 1915 pod číslem 100907 patent na přeplňování spalovacích motorů pomocí turbodmychadla. Jeho princip popsaný v patentu se prakticky používá dodnes.
Dosažený výkon spalovacího motoru závisí i na velikosti středního efektivního tlaku ve válci. Ten je v podstatě dán množstvím směsi, které se dostane do prostoru válce při sání. Protože však nasávané množství je omezeno a činí asi 20 - 40 % objemu válce motoru, zcela logicky se objevila myšlenka použít pro plnění stlačený vzduch. Elegantním řešením je použití turbodmychadla, tj. turbíny poháněné horkými výfukovými plyny, které jsou nositeli stále ještě asi 30 % energie obsažené v palivu, spojené s dmychadlem.
Pracovní princip turbodmychadla spalovacích motorů je jednoduchý. Výfukové plyny z motoru expandují v malé turbíně, jejíž oběžné kolo je umístěno na stejném hřídeli s dmychadlem, které stlačuje vzduch určený pro spalování v motoru. Stlačení se podle okolností pohybuje v rozsahu 0,04 až 0,3 MPa. Turbína i dmychadlo pracují v režimu vysokých otáček (kolem 120 000 min-1) v náročných provozních podmínkách. Turbínové kolo je například vystaveno teplotám až 1000 řC, takže výroba vyžaduje mimořádnou přesnost a vybrané materiály. Výhodou turbodmychadlem přeplňovaných motorů je velký měrný výkon, nízká hmotnost a malý obestavěný prostor. Na druhé straně není u těchto motorů průběh točivého momentu v závislosti na otáčkách optimální a vyznačuje se jeho strmým nárůstem. Proto je třeba přeplňování vhodně regulovat. To se ve většině případů řeší obtokovým ventilem na straně spalin, takže do turbíny se dostává pouze takové jejich množství, které je právě aktuální. Nyní se začínají objevovat regulace, k nimž dochází změnou účinnosti turbíny natáčením jejích rozváděcích lopatek.

Pavel Biskup