Budowa turbosprężarki
Nazwa turbosprężarki wywodzi się z trwale połączonych ze sobą zespołów turbiny i sprężarki. Zespół turbiny składa się z wirnika na stałe połączonego z wałkiem, z licznymi specjalnie wyprofilowanymi łopatkami. Wirnik umieszczony jest w muszli wydechowej, która kieruje spaliny z kolektora wydechowego na łopatki. Muszla jest zamknięta tylną ścianą korpusu centralnego osłoniętego talerzem termicznym.
Zespół sprężarki składa się z aluminiowego wirnika sprężającego umieszczonego w muszli sprężającej, zamkniętej przednią częścią korpusu centralnego lub talerzem sprężarki. Ta część spręża powietrze i wtłacza je pod wyższym ciśnieniem do kolektora ssącego silnika.
Gazy spalinowe kierowane są na łopatki wirnika turbiny, gdzie ich energia zamieniana jest na moment obrotowy i przenoszona przez wałek na wirnik sprężarki. Ze względu na wysoką temperaturę spalin muszlę wydechową wykonuje się zwykle ze stopów żeliwa, muszlę i wirnik sprężarki z aluminium, a wirniki turbiny i wałki z wysokogatunkowych stopów stali.
Wałek łożyskowany jest w korpusie centralnym w łożyskach ślizgowych ze specjalnych stopów na bazie brązu. Smarowanie zapewniają kanaliki olejowe zasilane olejem z głównej magistrali silnika. W czasie pracy między wałkiem a tulejką łożyska oraz między tulejką a korpusem tworzy się klin olejowy – dzięki temu turbosprężarka może długo pracować z prędkościami nawet do 200 000 obr./min. Olej pełni też rolę czynnika chłodzącego łożyska.
Szczelność korpusu centralnego zapewniają pierścienie po stronie turbiny i sprężarki – nie dopuszczają one oleju do sekcji wirników. Ze względu na ekstremalne warunki pracy elementy turbosprężarki są wykonane ze specjalnych materiałów i wyważone z dużą dokładnością.
Ingerencja w turbosprężarkę w warsztacie niewyspecjalizowanym w ich naprawie często kończy się uszkodzeniem elementów i wzrostem kosztów naprawy.
Zasady eksploatacji turbosprężarki
Przebieg turbosprężarki bez naprawy przy zachowaniu zasad prawidłowej eksploatacji.
- Po pierwszym uruchomieniu silnika z turbosprężarką upewnij się, że korpus centralny został napełniony olejem. Nawet kilkusekundowa praca bez odpowiedniego smarowania ma duży wpływ na trwałość łożyskowania.
- Nie dopuszczaj do spadku ciśnienia oleju poniżej 0,21 MPa. Zbyt mała ilość oleju powoduje wzrost temperatury łożysk, zerwanie filmu olejowego i zatarcie.
- Nie zwiększaj mocy silnika np. przez zwiększanie dawki paliwa ponad dopuszczalną normę.
- Nie eksploatuj silnika z niesprawną aparaturą paliwową (np. lejącymi wtryskiwaczami). Nadmiar paliwa przegrzewa turbinę i zwiększa wydzielanie sadzy; zła jakość rozpylania powoduje osadzanie nagaru na łopatkach – co może prowadzić do pęknięcia muszli wydechowej, zatarcia lub rozważenia wirnika.
- Bezwzględnie przestrzegaj zaleceń producenta dotyczących interwałów wymiany oleju oraz jego jakości i klasy.
- Dbaj o czystość zasysanego powietrza – pył działa ściernie na wirnik sprężarki i uszczelnienia. Filtry muszą mieć odpowiednią wytrzymałość i nie ograniczać przepływu.
Spadek mocy – co sprawdzić
Oznaki: brak przyspieszenia, niska moc przy pełnym gazie, dymienie.
| Sprawdzamy | Zalecenie |
|---|---|
| Stan techniczny i czystość filtra powietrza | Brudny lub uszkodzony wymienić na nowy |
| Ciśnienie i prawidłowość pylenia wtryskiwaczy | Wyregulować lub wymienić uszkodzone końcówki |
| Prawidłowość funkcjonowania silnika | Sprawdzić ciśnienie sprężania, szczelność, regulację zaworów, ustawienie rozrządu |
| Szczelność i drożność przewodów powietrznych, olejowych i wydechowych | Udrożnić, uszczelnić lub wymienić przewody z defektami |
| Funkcjonowanie pompy wtryskowej | Sprawdzić i wyregulować |
| Działanie zaworu waste-gate | Sprawdzić moment otwarcia zaworu regulującego przepływ spalin (pompka ciśnieniowa) |
| Turbosprężarka | Wykonać turbotest, sprawdzić przewody dolotowe i wylotowe sprężarki, stan łopatek oraz luzy wałka i wirnika |
Diagnostyka silnika turbodoładowanego po objawach
Biały dym
- Deformacja lub zatkanie przewodu odpływowego oleju Naprawić lub wymienić przewód
- Defekt podzespołu turbosprężarki Naprawić turbosprężarkę
Utrata mocy
- Nieszczelności w kolektorze wydechowym Sprawdzić i uszczelnić
- Nieszczelności w kolektorze ssącym Sprawdzić i uszczelnić
- Zanieczyszczony filtr powietrza Wyczyścić lub wymienić
- Turbina zanieczyszczona lub uszkodzona Oczyścić lub naprawić
Hałas i wibracje
- Kontakt ciał obcych z wirnikiem turbosprężarki Sprawdzić układ powietrzno-wydechowy i naprawić turbinę
- Luz w łożyskach ślizgowych Naprawić turbosprężarkę
- Niewyważone wirniki Wyważyć wałek z wirnikiem
Złe funkcjonowanie turbosprężarki
- Nagromadzenie nagaru na elementach turbiny Sprawdzić układ paliwowy, naprawić turbinę, wymienić olej
- Rozszczelnienie turbosprężarki Sprawdzić układ smarowania i powietrzny, naprawić turbinę
- Spadek ciśnienia doładowania Sprawdzić filtr powietrza i szczelność układu dolotowo-wydechowego; naprawić turbosprężarkę
Czarny dym – zmniejszony dopływ powietrza
- Brudny filtr powietrza Przeczyścić lub wymienić filtr
- Zatkany wlot powietrza Usunąć niedrożność
- Nieszczelność kolektora Sprawdzić połączenia, usunąć nieszczelności
Czarny dym – turbina nie obraca się swobodnie
- Zanieczyszczony olej Wymienić olej i przepłukać przewody
- Porysowane łożyska ślizgowe Naprawa turbosprężarki
- Pęknięty lub zagięty przewód doprowadzający olej Wymienić przewód
- Bardzo wysoka temperatura oleju Zmienić typ stosowanego oleju
- Rozkalibrowane wirniki Wyważyć turbinę (regeneracja)
- Niewystarczające rozgrzanie silnika przed maksymalnymi obrotami Zapoznać użytkownika z prawidłową eksploatacją silnika turbodoładowanego
- Styczność wirnika turbiny lub sprężarki z obudową Naprawa turbosprężarki
- Skrzywiony wałek turbiny Naprawa turbosprężarki
- Podwyższona temperatura w rurze wydechowej Wyregulować silnik
- Obecność ciał obcych Naprawa turbosprężarki
Czarny dym – przeciwciśnienie spalin
- Nieszczelność kolektora wydechowego (za małe obroty wirnika) Sprawdzić i usunąć nieszczelność
- Układ wydechowy niedrożny, zdeformowany lub zatkany Udrożnić układ lub wymienić uszkodzone elementy
Uwaga na pseudoregenerację
Wiele firm i osób zajmuje się sprzedażą turbosprężarek używanych lub „zregenerowanych” bez odpowiedniego wyposażenia. Turbosprężarki z rozbitych aut są myte, czasem wymienia się w nich pierścienie – bez sprawdzenia, czy pozostałe części mieszczą się w tolerancji producenta, i bez wyważenia. Takie jednostki często wytrzymują od kilku do kilkunastu tysięcy kilometrów.
Wyważenie części wirujących jest podstawą prawidłowej pracy turbosprężarki. Turbosprężarek nowej generacji ze zmienną geometrią nie wolno montować bez doważenia na wyważarce wysokoobrotowej – grozi to poważnymi konsekwencjami, łącznie z uszkodzeniem silnika.
Częstą praktyką jest też wymiana całego zespołu centralnego (core assy) na nowy, często wątpliwej jakości i nieznanego pochodzenia – bo szybciej i taniej. Takie turbosprężarki pracują 30–50 tys. km, zamiast 150–200 tys. km.
Turbosprężarka zregenerowana prawidłowo, według technologii producenta, ma takie same parametry jak nowa. Dlatego każda regenerowana turbosprężarka powinna mieć certyfikat z kartą gwarancyjną, który potwierdza, kto wykonał regenerację i jak została doważona.
Jeśli kupujesz nową turbosprężarkę, oddaj starą do sprawdzenia w serwisie turbo. Określenie przyczyny uszkodzenia to niewielki koszt, a pozwala uniknąć ponownej awarii.