Czym jest turbodziura? Jest to opóźnienie czasu reakcji turbosprężarki (osiągnięcie wymaganej wartości doładowania) na naciśnięcie pedału gazu. Aby zniwelować to zjawisko do minimum, producenci wprowadzili szereg udoskonaleń – od zmniejszenia bezwładności wirników aż do systemu zmiennej geometrii łopatek.

Czym jest zmienna geometria

Układ zmiennej geometrii łopatek działa na zasadzie pierścienia z ruchomymi łopatkami, które zmieniają obszar wejścia spalin wraz z prędkością obrotową silnika i precyzyjnie dostosowują go do wymaganej mocy silnika. Wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika siłownik przestawia łopatki zmiennej geometrii do położenia całkowicie otwartego, aby umożliwić maksymalny przepływ spalin.

Początkowo wszystkie układy zmiennej geometrii były sterowane przez zawory pneumatyczne. Niestety, to rozwiązanie mimo dużej zalety, jaką jest prostota budowy, ma dwie podstawowe wady – brak informacji zwrotnej od ECU oraz prędkość reakcji. Wraz z rozwojem technologii opracowano rozwiązanie – sterownik elektroniczny. Rozwiązanie to eliminowało wady zaworu pneumatycznego i pomogło producentom zrobić krok w kierunku osiągnięcia mieszanki stechiometrycznej. Sterowniki (tzw. aktuatory) elektroniczne REA/SREA są niezwykle zaawansowane i skomplikowane. Poszczególne typy nie są między sobą zamienne, a ustawienia kalibracji są określone w oprogramowaniu zapisanym w części elektronicznej i są inne dla każdej turbosprężarki.

Dokładność ustawień łopatek

Złożoność silników i turbosprężarek spowodowała, że kontrola prawidłowych ustawień zmiennej geometrii zyskała na znaczeniu. W ciągu ostatnich lat postawiło to przed branżą naprawczą nowe wyzwania, ponieważ właściwe ustawienie nowszych modeli sprężarek wymaga obecnie specjalistycznego sprzętu w postaci maszyn do testowania przepływu powietrza.

Podczas produkcji nowej turbosprężarki ze zmienną geometrią łopatki ustawia się przy użyciu precyzyjnego urządzenia sterującego przepływem powietrza. Daje to gwarancję ustawienia minimalnego otwarcia łopatek, co umożliwia przepływ ściśle określonych mas powietrza. Zbyt mocne zamknięcie łopatek może powodować dławienie się silnika i nadmierną prędkość turbiny. Natomiast przy zbyt dużym ich rozwarciu turbosprężarka pracuje z opóźnieniem i nie reaguje odpowiednio szybko.

Tradycyjne metody ustawiania łopatek podczas napraw mogły wywoływać znaczne nieprawidłowości przepływu powietrza. Pomiar ramienia siłownika często prowadziło się w odniesieniu do odlewu obudowy łożyska. Jego położenie nie jest dokładnie kontrolowane przy produkcji. Mimo to, starsze silniki charakteryzowały się na tyle dużą tolerancją przepływu, że naprawiona turbosprężarka dawała dobre osiągi w porównaniu z turbosprężarką zepsutą, toteż właściciel pojazdu był zadowolony z rezultatu. Przy naprawie starszych turbosprężarek musiało dojść do naprawdę znacznych odchyleń od stanu prawidłowego, aby osiągi zauważalnie spadały, a sterownik ECU zaczynał sygnalizować problem. Z perspektywy producentów oryginalnych turbosprężarek (OEM) stosowanie takich metod jest niedopuszczalne. Tłumaczy to brak akceptacji producentów OEM dla napraw turbosprężarek VNT.

Naprawa

Naprzeciw zapotrzebowaniu rynku napraw turbosprężarek wyszli producenci sprzętów do regeneracji. Poza wyważarkami na rynku dostępna jest bardzo szeroka gama maszyn do testowania przepływu powietrza. Takie maszyny pozwalają na dokładną analizę i ustawienie wartości przepływu do wymaganych wartości, kontrolę ciśnienia doładowania czy nawet programowanie sterowników elektronicznych. Umożliwiło to specjalistom dokładną i jakościową naprawę turbosprężarek wszelkiego typu, nawet tych bardziej skomplikowanych – z zaworami elektronicznymi.

Podczas naprawy turbosprężarki VNT ważne jest sprawdzenie stanu układu zmiennej geometrii – wszelkie widoczne zadry czy uszkodzenia łopatek dyskwalifikują ją z ponownego użycia. Powinniśmy również zwrócić uwagę na stan aktuatora. O ile w przypadku pneumatyki sprawa jest prosta, o tyle w przypadku elektroniki należy zwrócić uwagę na to, czy sterownik działa prawidłowo (bez zacięć), sprawdzić stan przekładni mechanicznej i silnika oraz skontrolować złącza płyty modułu.

Uznane firmy naprawcze doskonale rozumieją potrzebę precyzyjnej kalibracji przepływu powietrza w turbosprężarkach, zamiast „odgadywania” prawidłowego ustawienia łopatek. Podczas procesu regeneracji turbosprężarek ustawienie zmiennej geometrii oraz stosowanie części zamiennych najwyższej jakości jest kluczowe do wykonania pewnej naprawy wysokiej jakości. Zapotrzebowanie na maszyny do testowania przepływu powietrza, podobnie jak w przypadku wyważarek wysokoobrotowych (VSR), spowodowało pojawienie się wielu różnych maszyn do ustawiania przepływu powietrza. Dostępne są urządzenia dokonujące statycznego sprawdzania i ustawiania systemu VNT, jak i prawdziwe kombajny pozwalające na sprawdzenie ciśnienia doładowania oraz wydajności turbosprężarek. Na tego typu maszynach ustawiamy zarówno odpowiednie punkty otwarcia i zamknięcia systemu VNT, jak i sam ruch zaworu, a bardziej zaawansowane urządzenia posiadają również funkcje programowania sterowników elektronicznych. Funkcja pomiaru ciśnienia doładowania pozwala na dokładną diagnozę turbosprężarki i porównanie jej parametrów z wartościami nominalnymi, a to z kolei daje ogrom możliwości zakładom zajmującym się tuningiem turbosprężarek. To dobra wiadomość dla branży oraz dla klientów poszukujących napraw wysokiej jakości – poprzeczka została podniesiona jeszcze wyżej.

Części zamienne

W przypadku praktycznie każdej części zamiennej można uznać, że cena jest pochodną jakości. To oznacza, że najczęściej części zamienne o podejrzenia niskiej cenie nie będą wróżyły bezawaryjnej pracy, a oszczędność może się okazać pozorna, ponieważ jeśli się pomnoży cenę części przez częstotliwość jej wymiany, to może się okazać, że warto zainwestować w część firmową o trochę wyższej cenie, ale i o lepszej jakości.

W przypadku turbosprężarki dochodzi jeszcze inne niebezpieczeństwo - otóż awaria tego komponentu często niesie za sobą uszkodzenia silnika. Mają one miejsce szczególnie wtedy, gdy wałek turbosprężarki ulegnie urwaniu lub uszkodzeniu ulegną koła sprężarki. Koło sekcji sprężającej po oderwaniu się od wałka lub po uszkodzeniu przez kontakt z obudową może rozpaść się na drobne części, które przedostaną się do cylindrów i powbijają w tłoki. W najlepszym wypadku spowoduje to tylko konieczność zdjęcia głowicy, natomiast najbardziej prawdopodobny jest scenariusz, w którym zostaną powyginane zawory oraz uszkodzone wtryskiwacze (jeśli jest to silnik z wtryskiem bezpośrednim). Wymiana tłoków w takim przypadku także należy do scenariuszy bardzo prawdopodobnych.

Jeżeli turbosprężarka zostanie zregenerowana przy użyciu części wysokiej jakości, przy zachowaniu norm, a układ VNT zostanie ustawiony i skalibrowany na maszynie do badania przepływu, to możemy śmiało powiedzieć – zregenerowana turbosprężarka niczym nie ustępuje nowej jednostce.