Preplňovanie motora slúži na zvýšenie výkonu privádzaním vzduchu do valca pri tlaku vyššom ako je atmosférický. Toto opatrenie zabezpečuje väčšie množstvo zmesi vzduchu a paliva bez potreby zväčšenia objemu valca motora. So zvyšovaním tlaku vzduchu privádzaného do spaľovacieho priestoru narastá aj jeho hustota, čím sa zvyšuje hmotnosť vzduchu vo valci, čo umožňuje spáliť viac paliva, a tým zvýšiť výkon motora.
Turbodúchadlo
Turbodúchadlo ako zariadenie určené na preplňovanie motora využíva tepelnú energiu spalín na stláčanie nasávaného vzduchu. Výfukové plyny (ktoré by inak boli vypustené do ovzdušia bez ich ďalšieho využitia) poháňajú obežné lopatkové koleso turbíny, ktoré je hriadeľom spojené s obežným kolesom vzduchovej turbíny nasávajúcej, stláčajúcej a dopravujúcej vzduch do spaľovacieho priestoru motora. Na zvýšenie výkonu motora, lepší priebeh krútiaceho momentu a na zníženie emisií vo výfukových plynoch sa používa:
Turbodúchadlo s prepúšťacím ventilom a obtokom (by-pass) je nastavené tak, že už pri nízkych otáčkach motora dodáva plný prietok vzduchu. Regulácia preplňovania motora funguje tak, že v prípade potreby prepúšťací ventil odvádza časť spalín obmedzuje množstvo prúdiaceho vzduchu nezávisle od zaťaženia motora a jeho otáčok. Takýto typ je označovaný ako WGT (Waste Gated Turbocharger). Tento typ má pre svoju jednoduchosť dlhú životnosť.
Turbodúchadlo s premenlivou geometriou umožňuje meniť prietok a tlak nasávaného vzduchu zmenou geometrie lopatiek turbíny. Preplňovanie motora klasickým turbodúchadlom je závislé od prietoku spalín, a teda od výkonu motora a jeho otáčok. Turbodúchadlo s premenlivou geometriou umožňuje meniť parametre nasávaného vzduchu bez ohľadu na otáčky motora a množstvo spalín prúdiacich výfukovou turbínou. Tento systém je označovaný skratkou VGT (Variable Geometry Turbocharger).
Turbodúchadlo s premenlivou geometriou lopatiek je znázornené na obrázku 2. Spaliny z motora sú vedené do turbíny (3) cez lopatky (1) a (2), ktorých sklon je možné meniť. Lopatky sklonené k turbíne (1) uzatvárajú prietok spalín, a tým znižujú otáčky na hriadeli a zároveň množstvo dodávaného vzduchu do motora. Lopatky sú upevnené na čapoch (4), ktoré umožňujú natáčanie, teda zmenu ich geometrie. Všetky lopatky sú spojené prostredníctvom čapov s vodiacim kotúčom (5), ktorého otáčanie mení geometriu všetkých lopatiek súčasne. Turbodúchadlo s variabilnou geometriou VGT zabezpečuje rýchlu reakciu na vodičove požiadavky alebo zaťaženie, a tým lepšie hospodárenie s palivom. Výhodou je preplňovanie aj pri nižších otáčkach motora, nevýhodou citlivosť na znečistenie sadzami.
doc. Ing. Ján Kosiba, PhD.
Technická fakulta SPU v Nitre
