U današnje vreme, praktično je nezamislivo da u novom automobilu postoji dizel motor bez turbine, a sve češće ih imaju i benzinci, bez obzira na njihovu radnu zapreminu, broj cilindara ili klasu automobila. Zato je prilično važno da svaki vozač bude upoznat bar sa osnovnim principom rada turbine, pogotovo ako se radi o vozaču automobila sa dizel motorom. Međutim, kod nas su ljudi često nedovoljno informisani i na sam pomen reči „turbina“ pomisle na neki neobično složen i komplikovan sistem koji je nemoguće razumeti ako niste mašinski inženjer. U ovom tekstu ćemo pokušati da vam pokažemo da to uopšte ne mora da bude tako.
Glavna prednost motora sa turbinom
Najveća prednost motora sa turbinom u odnosu na atmosferske motore jeste veliki obrtni momenat i to pri malom broju obrtaja, pri čemu vrednost obrtnog momenta oštro skače do maksimuma, a zatim i ostaje na tom maksimumu u izuzetno širokom rasponu broja obrtaja. Takođe, maksimalna snaga se kod motora sa turbinom razvija pri nižem broju obrtaja u odnosu na atmosferske motore.
Mnogi vozači vole motore sa turbinama, pogotovo ako se radi o dizel motorima, upravo zbog toga što pri malom broju obrtaja oštrim pritiskom na papučicu gasa automobil toliko snažno „povuče“ da se dobije osećaj da se pod haubom nalazi mnogo snažniji motor.
Kako turbina poboljšava rad motora
Za pravilan rad motora neophodna je odgovarajuća smeša vazduha i goriva koja se lako može postići do određenog broja obrtaja motora, međutim, kada nam je potrebna veća snaga mora se povećati broj obrtaja, a samim tim i količina usisavanja vazduha. Ovde nastaje problem, jer motor ne može, uz pomoć podpritiska koji stvara klip motora i atmosferskog pritiska, uneti dovoljnu količinu vazduha, a ta veća količina vazduha je potrebna zbog stvaranja odgovarajuće smeše za veću snagu motora. Upravo ovaj nedostatak motora se rešava uz pomoć turbine. Sa turbinom se dobija veća snaga motora, a njegove dimenzije ostaju iste, što i jeste glavni cilj savremene auto industrije.
Princip rada turbine
Svaka turbina se sastoji od pogonskog dela i dela u kome se stvara dodatni pritisak. Dodatni pritisak se stvara uz pomoć lopatica turbine koje su konstruisane tako da uvlače vazduh, a zatim ga sabijaju prema cilindrima. Koliko brzo se okreće turbina u direktnoj je vezi sa količinom sabijenog vazduha u cilindrima.
Mnogi ljudi misle, a i proizvođači automobila se svojski trude da nas ubede da će mali turbo motor od 1.400 kubika i 140 KS trošiti istu količinu goriva kao atmosferski motor od 1.400 kubika i 80 KS, što nikako nije logično. Problem je u tome što kada turbokompresor u cilindar ubaci veću količinu vazduha, tada mora da se ubrizga i veća količina goriva kako bi se dobilo pravilno sagorevanje.
Dakle, ne može da se upumpa mnogo vazduha i ubaci malo goriva, a da se dobije velika snaga. Kada se ubaci veća količina vazduha mora se ubaciti i veća količinu goriva kako bi ta smeša bila odgovarajuća. Takođe, prilikom stvaranja ovog dodatnog pritiska mora se voditi računa da u kritičnoj tački pritiska dolazi do samozapaljenja, pa eksplozija u cilindru može nastati pre nego što se zatvore usisni ventili.
Gde nastaju gubici kod turbina
Za pokretanje turbine koristi se vazduh iz izduvne grane koja preko lopatica pokreće osovinu turbine, ali za to pokretanje se koristi snaga motora u toku izduvavanja, jer tada klip gura vazduh kroz turbinu. Takođe, vreo vazduh iz motora zagreva turbinu koja zatim zagreva i vazduh koji ulazi u motor. S obzirom da je poznato da je zagrejan vazduh ređi, samim tim je i količina sabijenog vazduha manja kada je vazduh zagrejan. Da bi se ovaj problem rešio, u sistem se ubacuje interkuler (hladnjak vazduha koji ulazi u motor) što dodatno umanjuje snagu motora, jer put vazduha do cilindra nije slobodan već mora da se potroši deo snage na guranje vazduha kroz interkuler.
Na kraju, posle svih ovih procesa, kada uzmemo sve u obzir snaga motora neće biti uvećana za 50 do 60% već 30 do 35%. Kada vozite automobil do određenog broja obrtaja (oko 3000 o/min) imaćete jednu potrošnju goriva, a čim pređete tu cifru videćete da se potrošnja znatno povećava. Razlog za ovo je upravo prethodni primer sa gubicima. Da nema ovih gubitaka koji su veći sa povećanjem broja obrtaja potrošnja na 100 km/h bi bila konstantna bez obzira na brzinu vozila.
