• Odpowiednie sterowanie ciśnieniem doładowania pozwala na stworzenie praktycznie płaskiego przebiegu wykresu momentu obrotowego.
• Powietrze o zadanym ciśnieniu przepływa przez obudowę turbiny w ilości zależnej od pozycji łopatek zmiennej geometrii lub pozycji zaworu upustowego.
• Kluczowymi parametrami, które określają dokładność wyważenia każdej turbosprężarki jest poziom jej drgań (mierzony w µm/s) lub współczynnik G.
• Należy sprawdzić, czy przewody doprowadzające i odprowadzające olej są czyste, całkowicie drożne i wolne od uszkodzeń.
• Przy wymianie turbosprężarkę należy zalać olejem, aby zapewnić odpowiedni poziom smarowania podczas rozruchu.

Od strony konstrukcyjnej silnika turbosprężarka ma za zadanie nie tylko podniesienie mocy, ale przede wszystkim zapewnienie płaskiego przebiegu momentu obrotowego i osiąganie jego maksymalnej wielkości od jak najniższych obrotów. Ma to dalsze przełożenie na ekonomię jazdy, a finalnie na ekologię, czyli emisję spalin. To dziś podstawowe kryterium w pracach konstrukcyjnych.

Najbardziej ekonomicznym zakresem pracy silnika spalinowego jest zakres prędkości obrotowych, który zawiera się między: prędkością obrotową maksymalnego momentu obrotowego a prędkością obrotową maksymalnej mocy.

W tym zakresie obrotów silnika uzyskuje się najlepsze wykorzystanie paliwa. W silnikach bez doładowania zakres tych optymalnych prędkości obrotowych jest niewielki. Skutkuje to tym, że silnik dość często pracuje poza optymalnym zakresem prędkości obrotowych. Turbosprężarka pozwoliła na rozszerzenie tego zakresu przez przesunięcie obrotów maksymalnego momentu obrotowego w zakres niższych prędkości obrotowych.

Dodatkowo – odpowiednie sterowanie ciśnieniem doładowania pozwala na stworzenie praktycznie płaskiego przebiegu wykresu momentu obrotowego. To szczególnie korzystne dla elastyczności silnika i możliwości bezproblemowego korzystania z niego przy niskich prędkościach obrotowych.

Do najczęstszych problemów z turbosprężarkami dochodzi z powodu braku odpowiedniego smarowania na skutek np. zbyt niskiego ciśnienia oleju. W związku z tym występuje zwiększone tarcie pomiędzy osią wirnika a łożyskiem. Nieszczelności mogą natomiast spowodować przedostanie się oleju do układu wydechowego i dolotowego. Bardzo częstą przyczyną uszkodzenia turbiny, a dokładniej jej wirnika, jest ciało obce, które przedostało się do turbiny. Wyszczerbione łopatki wirnika nie wytwarzają natomiast odpowiedniego ciśnienia, w czego następstwie turbosprężarka nie działa poprawnie.

Turboważne

Powszechna obecność turbodoładowania w samochodach sprawiła, że nisza, która dotyczy obsługi tych części silnikowych, znacząco się rozrosła. Nie trzeba specjalnie szukać, żeby się zorientować, że bardzo dużo warsztatów świadczy usługi związane z naprawą, regeneracją i wymianą turbosprężarek. Jak jednak pokazuje życie – sama wymiana to za mało. Często niestety można spotkać się z przypadkami, że turbo po wymianie na nowe zepsuło się po przejechaniu 1000 km, albo, że po wymianie na nowe „nie wstaje”, a auto nie chce przyspieszać.

Jak objaśnia Paweł Sadowski, dyrektor ds. rozwoju w Przedsiębiorstwie CIMAT Sp. z o.o., w celu przywrócenia prawidłowej wydajności turbosprężarki (np. po remoncie) należy dokonać ponownej kalibracji i regulacji układu zmiennej geometrii na specjalnych urządzeniach. Podstawową metodą jest wykonanie testu przepływu.

Powietrze o zadanym ciśnieniu przepływa przez obudowę turbiny w ilości zależnej od pozycji łopatek zmiennej geometrii lub pozycji zaworu upustowego. Regulując długość cięgna siłownika podciśnieniowego (lub pozycję siłownika elektronicznego), staramy się doprowadzić ilość przepływającego powietrza do wartości wzorcowej. To powinno dać efekt w postaci prawidłowego doładowania.

Źródło: CIMAT

Wirnik turbosprężarki samochodowej może obracać się z prędkością ponad 200 tys. obr./min, więc dokładność wyważenia ma duże znaczenie dla trwałości podzespołu. Wirniki turbosprężarek aut osobowych powinno się wyważać do wartości pojedynczych miligramów niewyważenia resztkowego. Turbiny instalowane w autach ciężarowych wyważamy na poziomie od kilkuset do kilkudziesięciu miligramów niewyważenia resztkowego, ponieważ osiągają niższe prędkości obrotowe oraz są większe i cięższe.

Paweł Sadowski Dyrektor ds. rozwoju, Przedsiębiorstwo CIMAT Sp. z o.o.

Zalecane jest wykonanie testów dynamicznych (na obrotach turbosprężarki) dla kilku położeń siłownika (punkt otwarcia, pośredni i zamknięcia). Umożliwi to przywrócenie fabrycznego stanu działania układu VNT. Jedynie maszyny dynamiczne pozwalają na pomiar i regulację wydajności strony kompresji.

Piotr Cimr, dyrektor oddziału RoTec Polska, wskazuje ponadto, że kluczowymi parametrami, które określają dokładność wyważenia każdej turbosprężarki jest poziom jej drgań (mierzony w µm/s) lub współczynnik G. Każdy producent określa jeden z tych parametrów indywidualnie. – Bazując na naszym doświadczeniu, wiemy, że aby dokładnie wyważyć turbinę parametry te powinny zawierać się w przedziale: G 0,3–0,6 lub 100 µm/s dla obrotów do 100 000 oraz G 0,6–1 lub 200 µm/s
dla obrotów powyżej 100 000. Natomiast aby dokładnie wyważyć wysokoobrotowo turbosprężarkę, kluczowy jest pomiar wartości niewyważenia w gmm – mówi Piotr Cimr.

Firma SCHENCK jest światowym liderem technologii wyważania oraz kluczowym dostawcą  automatycznych maszyn wyważających do wirników i rdzeni turbosprężarek dla producentów turbosprężarek (OEM) między innymi BorgWarner oraz Garrett, co wiąże się z największym doświadczeniem w wyważaniu turbosprężarek  samochodowych.

Piotr Cimr Dyrektor oddziału RoTec Polska

Nie tylko wyważenie

Problemem nie jest tylko wyważenie, ale są nim też czynności wykonywane przy okazji, czyli całość procedury wymiany. Łukasz Kiper, kierownik sprzedaży / sales manager w Melett Polska, A Wabtec Company, zwraca uwagę, że przed każdą wymianą należy zidentyfikować i usunąć wszelkie przyczyny awarii. Może to pomóc uniknąć ponownego wystąpienia problemów. Należy sprawdzić, czy przewody doprowadzające i odprowadzające olej są czyste, całkowicie drożne i wolne od uszkodzeń. Zaleca się wymianę tych przewodów, aby uniknąć ukrytych problemów. Należy się też upewnić, że wszystkie przewody powietrzne i obudowy są czyste, wolne od uszkodzeń i opiłków, które mogą pozostać po poprzedniej awarii turbosprężarki.

Przed każdą wymianą należy zidentyfikować i usunąć wszelkie przyczyny awarii. Może to pomóc uniknąć ponownego wystąpienia problemów. Należy sprawdzić, czy przewody doprowadzające i odprowadzające olej są czyste, całkowicie drożne i wolne od uszkodzeń. Zaleca się wymianę tych przewodów, aby uniknąć ukrytych problemów. Należy się też upewnić, że wszystkie przewody powietrzne i obudowy są czyste, wolne od uszkodzeń i opiłków, które mogą pozostać po poprzedniej awarii turbosprężarki.

Łukasz Kiper Kierownik sprzedaży / sales manager, Melett Polska, A Wabtec Company

Przed montażem należy oczyścić z materiału uszczelniającego i sprawdzić pod kątem uszkodzeń kolektor wydechowy i przewody dolotowe. Przy każdej instalacji należy zawsze używać nowych, prawidłowych uszczelek.

Należy także wymienić wszystkie filtry: powietrza, oleju i paliwa. Wymienić też trzeba olej silnikowy, upewniając się, że jego poziom jest prawidłowy. Nadmierny poziom oleju może spowodować wycieki.

Turbosprężarkę należy zalać olejem, aby zapewnić odpowiedni poziom smarowania podczas rozruchu. Na koniec należy obracać silnikiem bez uruchamiania przez około 15 s, aby zapewnić dopływ oleju. Po uruchomieniu silnika powinno się go pozostawić na biegu jałowym przez 3 min, aby przed wyjazdem z warsztatu sprawdzić szczelność w układzie powietrznym i upewnić się, czy nie ma wycieków w układzie olejowym i wydechowym.

Jak przekonują niektórzy specjaliści od regeneracji turbosprężarek, w dzisiejszych czasach technologia regeneracji turbin i produkcji części zamiennych jest tak rozwinięta, że turbina po regeneracji ma te same, a w niektórych przypadkach nawet lepsze parametry niż oryginalna.

Przegląd producentów wyważarek do turbosprężarek i ich oferty do pobrania pod linkiem: www.autoexpert.pl/white-paper/wywazarki-do-turbosprezarek