Elektryczna turbosprężarka e-turbo łączy klasyczne doładowanie spalinami z silnikiem elektrycznym umieszczonym na wale turbosprężarki. Rozwiązanie pozwala szybciej wytworzyć ciśnienie doładowania przy niskich obrotach, ograniczyć turbodziurę, a w wybranych konstrukcjach również odzyskiwać energię ze spalin. Technologia znajduje zastosowanie przede wszystkim w zelektryfikowanych układach napędowych 48 V oraz hybrydach wysokonapięciowych.

Jak działa elektryczna turbosprężarka?

Silnik elektryczny wspomaga wirnik

W klasycznej turbosprężarce spaliny napędzają turbinę połączoną wałem ze sprężarką. Przy niskich obrotach energia spalin jest ograniczona, dlatego osiągnięcie wymaganego ciśnienia wymaga czasu.

E-turbo dodaje do tego układu wysokoobrotowy silnik elektryczny. Gdy kierowca naciska pedał przyspieszenia, może on rozpędzić wał, zanim spaliny dostarczą wystarczającą ilość energii. Przykładowo rozwiązania opracowywane przez producentów osiągają prędkości przekraczające 180 000 obr./min. Efektem jest szybsza reakcja silnika i wcześniejsze uzyskanie wysokiego momentu obrotowego.

E-turbo i elektryczny kompresor to nie to samo

Różnica znajduje się w konstrukcji

Nazwy e-turbo i e-booster bywają używane zamiennie, ale opisują różne rozwiązania. E-turbo posiada silnik elektryczny zintegrowany z wałem łączącym turbinę i sprężarkę. Nadal wykorzystuje więc energię gazów wydechowych.

Elektryczny kompresor jest natomiast osobnym urządzeniem napędzanym wyłącznie energią elektryczną. Może współpracować z tradycyjną turbosprężarką, zapewniając dodatkowe doładowanie przede wszystkim przy niskich obrotach.

Dlaczego e-turbo ogranicza turbodziurę?

Doładowanie nie musi czekać na spaliny

Największą zaletą elektrycznego wspomagania jest poprawa reakcji na pedał przyspieszenia. Klasyczna turbina potrzebuje odpowiedniego przepływu spalin, natomiast silnik elektryczny może rozpocząć rozpędzanie wału niemal natychmiast.

Ma to szczególne znaczenie podczas ruszania, wyprzedzania oraz przyspieszania z niskich obrotów. Konstruktorzy mogą też zastosować turbinę zoptymalizowaną pod kątem pracy przy większym obciążeniu, ponieważ jej niedostatki przy małym przepływie spalin kompensuje napęd elektryczny.

Czy e-turbo może produkować prąd?

Energia spalin może wrócić do instalacji elektrycznej

Jedną z najciekawszych właściwości zaawansowanych systemów e-turbo jest możliwość dwukierunkowej pracy maszyny elektrycznej. Kiedy wspomaganie nie jest potrzebne, nadmiar energii spalin może napędzać generator.

Powstała energia elektryczna trafia następnie do instalacji pojazdu lub akumulatora układu hybrydowego. Turbosprężarka przestaje więc pełnić wyłącznie funkcję urządzenia zwiększającego ciśnienie powietrza i staje się elementem zarządzania energią całego napędu.

Jakie są słabe strony elektrycznego turbo?

Większa złożoność oznacza trudniejszy serwis

E-turbo wymaga silnika elektrycznego, elektroniki mocy, odpowiedniego chłodzenia i współpracy z instalacją 48 V albo układem wysokonapięciowym. Konstrukcja jest przez to bardziej skomplikowana od tradycyjnej turbosprężarki.

Diagnostyka nie może ograniczać się do sprawdzenia wirnika, łożysk czy układu olejowego. Konieczna może być również kontrola elektroniki, instalacji elektrycznej, chłodzenia oraz sterowania całym zespołem. Z tego względu samodzielna wymiana części bez wcześniejszej diagnostyki będzie coraz mniej wskazana.

Jak prawidłowo diagnozować problemy z e-turbo?

Spadek mocy nie oznacza automatycznie uszkodzonej turbiny

W tradycyjnych i zelektryfikowanych układach doładowania podobne objawy mogą mieć różne przyczyny. Utrata mocy może wynikać między innymi z nieszczelności dolotu, problemów ze sterowaniem, czujnikiem ciśnienia albo samą turbosprężarką.

Dlatego przed wymianą podzespołu należy odczytać błędy sterownika, sprawdzić rzeczywiste i wymagane ciśnienie doładowania oraz zweryfikować cały układ dolotowy. W przypadku klasycznych układów doładowania turbosprężarki i części dopasowane do konkretnych wersji silnikowych można znaleźć m.in. w specjalistycznym sklepie TurboExpert.

Czy e-turbo zastąpi klasyczne turbosprężarki?

Elektryfikacja zmienia sposób doładowania silników

Klasyczne turbo pozostaje prostszym rozwiązaniem, szczególnie w samochodach bez instalacji 48 V lub napędu hybrydowego. E-turbo oferuje jednak funkcje, których tradycyjna konstrukcja nie zapewnia: aktywne rozpędzanie wirnika niezależnie od aktualnej energii spalin oraz możliwość odzyskiwania części tej energii.

Rozwój tej technologii jest więc ściśle związany z elektryfikacją silników spalinowych. Dla kierowcy najważniejszą różnicą pozostaje szybsza reakcja na gaz. Z punktu widzenia mechanika zmiana jest większa – turbosprężarka staje się mechatronicznym elementem współpracującym z całym systemem zarządzania energią samochodu.

Konsultacje www.turboexpert.pl