Turbokompresoriai – ką būtina žinoti?

Kalbėdami apie turbokompresorių kai kurie sako, kad jis suvartoja alyvą, kiti – kad jis „ryja“, dar kiti – kad „leidžia alyvą“. Kasdieniame darbe mes tai vadiname alyvos prasisunkimais. Tai viena dažniausių priežasčių, dėl kurios į mus kreipiasi klientai prašydami suremontuoti arba pakeisti šį svarbų komponentą. Dėl ko tai nutinka? 

Turbinos sandarinimo sistema

Kad išsiaiškintume patį alyvos prasisunkimo reiškinį, iš pradžių verta susipažinti su turbinos sandarinimo sistema: iš ko ji konkrečiai susideda ir kaip veikia.

Jei turbokompresorių, pasidėję autoservise ant stalo ir uždarę išėjimo angą, pripildytume alyvos, nieko neturėtų stebinti faktas, kad alyva iš centrinio korpuso prasisunks tiek į įsiurbimo, tiek išmetimo pusę. Tam, kad turbokompresorius taptų sandarus, turi atsirasti sukamieji judesiai bei slėgis korpusuose – tiek išmetamųjų dujų, tiek oro pusėse. Sistemai tinkamai veikiant šis slėgis yra aukštesnis nei alyvos slėgis, siekiantis apie 1 barą guoliuose.

Dėl milžiniško turbokompresoriaus sukimosi greičio, siekiančio 250 000 sūkių per minutę, ir temperatūros, išmetimo pusėje siekiančios net 1 200 laipsnių Celsijaus, juose standartiniai alyvos riebokšliai (žiedai O-ring) negali būti ir nėra naudojami. Nepaisant to, sandarinimo sistema yra gana paprasta. Tiek šaltojoje, tiek karštojoje pusėje yra vadinamasis alyvos ekranas kartu su sandarinamuoju žiedu. Tik prasidėjus veleno sukamiesiems judesiams išcentrinė jėga išmeta alyvą į išorę pro specialias angas, iš kurių ji, veikiama traukos jėgos, nuteka į variklio karterį. Sumontuotas plieninis žiedas, spaudžiamas išmetamų dujų slėgio, papildomai sandarina sistemą. Lygiai tokį pat reiškinį galime pastebėti oro pusėje – skiriasi tik alyvos ekrano, kuris yra įmontuotas į galinę plokštę, konstrukcija. Tai gali būti ir atskiras komponentas.

Minėti techniniai sprendimai, jei turbokompresorius veikia tinkamai ir turbinos guolių sistema nėra pažeista, apsaugo nuo alyvos prasisunkimų. Pasirodanti prasisunkusi alyva – tik simptomas, rodantis galimą tikrojo gedimo priežastį. Dažniausiai alyvos prasisunkimo priežastys būna nesusijusios su turbokompresoriaus gedimu ir nereikalauja jo regeneracijos.

Netinkamai veikianti variklio karterio ventiliacijos sistema

Turbokompresoriaus siurbiančioji pusė ne tik įsiurbia orą, bet ir padeda sumažinti slėgį alyvos karteryje. Labai dažnai dėl netinkamo alyvos atskyrimo alsuoklyje ji patenka ant kompresinio žiedo, o nuo jo – į oro aušintuvą. Tačiau už tai atsakingas ne turbokompresorius.

Variklio prapūtimas

Kaip žinome, alyva dėl gravitacijos nuteka į variklio karterį. Stūmoklių sukuriamas papildomas vakuumas palengvina alyvos nutekėjimą, tačiau net nežymus slėgio padidėjimas karteryje blokuoja laisvą alyvos nutekėjimą iš turbinos ir sukelia jos prasisunkimus, ypač į mūsų automobilio variklio išmetimo sistemos pusę. Slėgio padidėjimui alyvos karteryje įtakos turi dujų prasiskverbimas pro vožtuvų žiedus ar jų kreipiančiąsias (riebokšlius) arba tarp stūmoklio ir cilindro.

Kiti veiksniai, blokuojantys laisvą alyvos nutekėjimą iš turbokompresoriaus

• Per aukštas alyvos lygis variklyje taip pat trukdo jai laisvai nutekėti į variklio alyvos karterį.
• Nepakankamą alyvos nutekėjimo kanalo pralaidumą gali lemti žarnelės sulenkimas arba užsikimšimas sena sudegusia alyva – ji sumažina žarnelės skerspjūvį.
• 
  Netinkamai parinktas tarpiklis. Per mažo skersmens tarpiklis labai riboja alyvos nutekėjimą ir sukelia alyvos prasisunkimus tiek į išmetamų dujų, tiek į kompresijos pusę.

Įsikišimas į išmetimo sistemą

Prieš tai aptardami tinkamą sandarinimo sistemos veikimą minėjome, kiek svarbu, kad korpusuose, oro bei išmetamų dujų pusėse, slėgis būtų tinkamas, – be to turbokompresorius nebus sandarus. Ypač pastarasis yra svarbus norint išvengti alyvos prasisunkimo.

Labai dažnai gedimų atvejais siūloma išpjauti katalizatorių arba kietųjų dalelių filtrą. Tačiau būtina atminti, kad bet kurio išmetimo sistemos elemento pašalinimas iš automobilio sukelia išmetamųjų dujų slėgio pasikeitimą išmetimo sistemoje. Tokie veiksmai trikdo tinkamą jo darbą ir gali sukelti alyvos prasisunkimą iš turbokompresoriaus.
Atkreiptinas dėmesys, kad ne tik faktinis turbokompresoriaus gedimas gali būti alyvos prasisunkimo priežastimi. Labai dažnai tai būna reiškiniai, visiškai nesusiję su turbokompresoriumi. Dėl to labai svarbus yra mechaniko atliktos diagnostikos tikslumas. Tikrosios alyvos prasisunkimo priežasties nustatymas leis sutaupyti mechaniko darbo laiko ir, svarbiausia, automobilio savininko pinigų – jų neteks išleisti svarbaus komponento remontui arba naujo pirkimui.

8 turbokompresoriaus eksploatacijos principai

Turbokompresorius – tai labai tikslus įrenginys, nors kartu ir santykinai paprastas, patvarus ir efektyvus. Tinkamai prižiūrimas turbokompresorius gali patikimai veikti ilgus metus, nors jo greitis kartais gali siekti net 250 000 sūkių per minutę. Turbokompresorius yra suprojektuotas taip, kad galėtų veikti kartu su varikliu be gedimų per visą jo eksploatacijos laikotarpį. Jam nereikia jokių periodinių remontų, tačiau būtina atkreipti dėmesį į tinkamas jo veikimo sąlygas, o rūpinimasis juo apsiriboja tik keliais turbokompresoriaus gamintojo pateiktoje instrukcijoje nurodytais pagrindiniais veiksmais:

• alyvos keitimu laiku;
• tepimo sistemos (alyvos filtrų, žarnų, vamzdelių) priežiūra;
• alyvos slėgio kontrole;

• oro tiekimo sistemos (oro filtro, kanalų, žarnų) priežiūra.

Jei turite automobilį su turbokompresoriumi, verta susipažinti su keliomis naudingomis rekomendacijomis dėl tokios transporto priemonės eksploatacijos.

1. Turbokompresorius – integruota variklio dalis

Turbokompresorius suprojektuotas taip, kad būtų naudojamas varikliui, kuriam jis yra skirtas. Variklis ir turbokompresorius yra tarpusavyje priklausomi ir turi užtikrinti optimalų šių įrenginių efektyvumą. Turbokompresorius – tai ne papildomas įrenginys, kuris gali būti demontuotas jo susidėvėjimo ar gedimo atveju. Šiuo įrenginiu reikia taip pat rūpintis kaip ir varikliu, ypač svarbu laiku keisti alyvą ir filtrus.

2. Variklio veikimo sutrikimai – nebūtinai turbokompresoriaus kaltė

Labai dažnai puikios būklės turbokompresorius yra išmontuojamas ir keičiamas nauju dėl tariamai netinkamo veikimo, nors iš tikrųjų tokį veikimą lemia kiti variklio komponentai, netinkamas variklio arba jo elementų reguliavimas, o ne pats turbokompresorius.

Išvydus mėlynus dūmus būtina patikrinti, ar oro filtro įdėklas nėra užterštas. Per didelio alyvos suvartojimo priežastis taip pat gali slypėti pačiame variklyje (pavyzdžiui, smūginis degimas, detonacijos).

Turbokompresorius triukšmauja? Kartais nutinka, kad oro įpūtimo žarnų sujungimai yra nesandarūs.

Pasirodė juodi dūmai? Krenta variklio galia? Vadinasi, būtina dar kartą patikrinti variklio įrangą (pavyzdžiui, ECU).

3. Trys didžiausi turbokompresoriaus priešai

Pagrindinis priešas – nepakankamas alyvos kiekis

Dėl to pirmiausia pažeidžiami turbokompresoriaus guoliai, o tai gali sukelti kompresijos rato ir turbinos kontaktą su vidinėmis korpuso dalimis ir netgi veleno nutrūkimą. Taip pat būtina atsiminti, kad alyva ne tik tepa turbokompresorių, bet ir yra atsakinga už jo aušinimą, o jos nepakankamą lygį galima diagnozuoti pagal būdingus terminius veleno spalvos pokyčius.

Pašaliniai elementai įsiurbiamame ore arba išmetamosiose dujose

Pašaliniai elementai instaliacijoje sukelia turbinos arba kompresijos rato mentelių pažeidimus. Dėl to atsiranda besisukančių dalių disbalansas, ilgainiui pažeidžiantis visą komponentą. Išmetamųjų dujų pusėje dažniausiai pasitaikantys „svetimkūniai“ būna kitų variklio dalių fragmentai, o įsiurbiamo oro pusėje tai gali būti dulkės, smėlis, smulkūs akmenukai arba oro filtro įdėklo fragmentai.

Teršalai alyvoje

Teršalai, patekę į alyvą, sukelia tiek guolių, tiek veleno slydimo paviršių pažeidimų. Tai dažniausiai būna smulkios arba kiek stambesnės metalo dalelės, patekusios į sistemą po ankstesnio gedimo, arba degėsiai, atsiradę dėl alyvos degimo. Kiti teršalai, pavyzdžiui, silikonas, panaudotas vietoj tarpiklių, gali gerokai apsunkinti alyvos cirkuliaciją ir sukelti turbokompresoriaus užsikirtimą.

4. Nesavarankiškam turbokompresoriaus remontui

Atsarginių dalių rinkoje galima rasti dalių arba jų komplektų turbokompresorių remontui, tačiau nerekomenduojame bandyti savarankiškai jį suremontuoti. Nors turbokompresorius – gana paprastas mechanizmas, jo dalys veikia su vos kelių mikrometrų eilės tolerancija. Taip pat būtina turėti galvoje, kad negalima montuoti turbokompresoriaus prieš tai jo nesubalansavus, nes jo dalių sukimosi greitis siekia net iki 250 000 sūkių per minutę. Didelę reikšmę turi ir vis dažniau turbokompresorių sandaroje naudojami elektronikos komponentai.

5. Gedimų prognozavimas

Pastebėjus alyvos prasisunkimą, pajutus nenatūralius virpesius arba išgirdus triukšmą, sklindantį iš turbokompresoriaus, būtina išjungti variklį. Turbokompresoriaus dalys sukasi milžinišku greičiu, todėl bet kuri anomalija gali žaibiškai sukelti rimtų pažeidimų (pakanka vos kelių sekundžių, kad dėl nepakankamo alyvos kiekio būtų pažeisti guoliai). Pakankamai greita diagnostika leidžia gedimą pašalinti minimaliomis darbo ir lėšų sąnaudomis.

6. Netinka turbokompresoriai, nepritaikyti konkrečiam varikliui

Kiekvienas turbokompresorius yra konstruojamas konkrečiam variklio tipui ir specifinėms jo eksploatacijos sąlygoms. Įvairūs parametrai, tokie kaip variklio tūris, jo galia, eksploatacijos būdas, transporto priemonės apkrova, – tai tik keli veiksniai, kuriuos įvertina konstruktorius projektuodamas turbokompresorių. Tik autorizuotas servisas gali pasiūlyti pakeisti originalų turbokompresorių kitu, kuris nepakeis variklio parametrų.

7. Kam varikliuose naudojami turbokompresoriai?

Įvairių transporto priemonių ir įrenginių varikliai turi įrengtus turbokompresorius dėl įvairių priežasčių:

• norint padidinti galią ir sukamąjį momentą;
• dėl atmosferos slėgio kritimo kompensavimo didesniame aukštyje,
• siekiant mažinti degalų sąnaudas ir teršalų kiekį išmetamose dujose.

Negalima automobilyje kelti oro įpūtimo laipsnio, o ypač keisti įpūtimo slėgio reguliatoriaus nustatymų. Jie yra parinkti taip, kad užtikrintų optimalų variklio efektyvumą. Per aukštas įpūtimo slėgis gali sukelti variklio temperatūros šoktelėjimą, o tada – stūmoklių pažeidimą arba įdėklų paviršių dilimą.

8. Vairuotojo (operatoriaus) mokymai

Net geriausias įrenginys nebus panaudotas pagal paskirtį ir galimybes, jei vartotojas nebus tam pasiruošęs. Variklių su turbokompresoriais priežiūra turi būti ypatinga:

• norint išvengti turbokompresoriaus guolių greito susidėvėjimo, negalima išjungti variklio, jei jis veikia aukštais sūkiais, nes tuomet turbokompresoriaus dalys sukasi milžinišku greičiu, o alyvos slėgis krinta iki nulio;
• įjungus variklį būtina palaukti bent 30 sekundžių, kol užsipildys alyvos kanalai, ir tik po to galima didinti variklio sūkius,

• rekomenduojama po intensyvaus darbo palikti variklį įjungtą laisva eiga apie 2–3 minutes (tiek laiko reikia turbokompresoriui ataušti). Jau buvo minėta, kad alyva taip pat aušina mūsų turbokompresorių, todėl išjungus variklį išjungiama ir alyvos siurblio, kuris suteikia alyvos srautą ir aušina turbokompresorių, pavara.

Šiuo metu automobiliai vis dažniau naudojami tik miesto sąlygomis, o važinėjimas miesto gatvėmis yra nenaudingas ne tik DPF/FAP sistemoms, bet ir turbokompresoriui. Todėl kartkartėmis verta pasirinkti dinamiškesnę kelionę, kurios metu išdeginami suodžiai, susikaupę išmetimo kolektoriuje ir labai dažnai turbokompresoriaus viduje blokuojantys kintamos mentelių geometrijos sistemos darbą.