Není to tak dávno, co se turbodmychadla používala pouze ve velkých nákladních a závodních autech. Od té doby se turbodmychadla stala praktickým řešením pro neustále se měnící technické požadavky, které jsou výzvou pro moderní výrobce automobilů.
Dnešní spotřebitel požaduje úsporu paliva, aniž by obětoval výkon, a EPA nadále stanovuje emisní normy, které se každým rokem snižují. Vstupte do turbodmychadla.
Turbodmychadlo využívá volnou energii vytvořenou výfukovým tlakem k pohonu kompresoru, který tlačí vzduch do motoru za účelem vytvoření koňské síly.
Automobilové motory spalují směs vzduchu a paliva, která je ideální v poměru 14,7 dílů vzduchu na 1 díl paliva. Většina automobilových motorů má přirozené sání, to znamená, že veškerý vzduch, který vstupuje do motoru, je nasáván přirozeným podtlakem, který vytváří spalovací motor. Vzduch a palivo vstupují do spalovací komory, kde se spálí, aby poháněl motor.
Jde o to, že čím více směsi vzduchu a paliva nacpete do spalovací komory, tím větší výkon produkuje. To je místo, kde přichází na řadu nucená indukce, a to je to, co turbodmychadlo dělá.
Turbodmychadlo se skládá ze dvou polovin. Jedna polovina je vzduchový kompresor, který stlačuje vzduch a tlačí ho do motoru. Druhá polovina je turbína. Turbína je připojena ke kompresoru a je roztáčena tlakem výfukových plynů. Výfuk tedy na své cestě z koncovky prochází oklikou přes turbodmychadlo a roztočí turbínu. Turbína roztáčí kompresor, který tlačí vzduch do sacího potrubí, přes sací ventily a do spalovací komory.
Krása turbodmychadla spočívá v tom, že využívá volnou sílu. Vzduchový kompresor by spotřebovával výkon motoru, pokud by byl poháněn motorem přes řemen nebo řetěz. Výkon, který spotřebuje, by se tedy musel odečíst od výkonu, který produkuje. Výfukový tlak je plýtváním energie, která se řeší.
Protože studený vzduch je hustší než horký vzduch, spalovací motor běží efektivněji na chladnějším vzduchu. To vytváří problém, protože stlačený vzduch, který vystupuje z turbodmychadla, je horký. Velmi horký. Posílání tohoto horkého vzduchu přes sací potrubí a do spalovací komory téměř maří účel nucené indukce. Směs vzduchu a paliva, která je příliš horká, brání spalování, což zase snižuje výkon.
K vyřešení tohoto problému jsou přeplňované motory vybaveny chladičem plnicího vzduchu. Chladič je umístěn před chladičem. Stlačený vzduch z turbodmychadla je tlačen přes chladič plnicího vzduchu, než se dostane do sacího potrubí. To ochlazuje vzduch pro účinnější spalování.
Množství vzduchu, které turbodmychadlo tlačí, se nazývá boost. Turbodmychadla jsou schopna produkovat dostatek energie na to, aby způsobila vážné poškození motoru, což se nazývá nadměrné posílení. Je tedy třeba řídit množství boostu. To se provádí pomocí odpadní brány. Když plnicí tlak překročí předem stanovenou mez, otevře se odpadní brána a odvede výfukový tlak pryč z turbodmychadla, čímž se omezí plnění.
Dnešní turbodmychadla jsou většinou řízena elektronikou. Elektronické moduly přijímají data z mnoha senzorů. Moduly používají tyto informace k ovládání odpadní brány, obtokových ventilů a mnoha komponent.
Úkolem turbodmychadla, jak již bylo řečeno, je tedy využít volnou energii vytvořenou tlakem výfukových plynů k pohonu kompresoru, který tlačí vzduch do motoru za účelem vytvoření koňské síly. To umožňuje výrobcům používat menší motory, aniž by došlo ke snížení výkonu. Menší motory spotřebují méně paliva a nic neprodá auto, jako spousta mil na galon.
