PŘÍČINY POŠKOZENÍ TURBODMYCHADEL
Co se týče konstrukce a funkce, je turbodmychadlo navržené pro servisní životnost motoru. Většina turbodmychadel se neporouchá z důvodu překročení jejich životnosti (např. překročení meze únavy dynamicky namáhaných součástí), ale z důvodu nestandartních pracovních podmínek jednotlivých turbodmychadel. Proto velmi důležitým krokem při výměně TD je analýza a náprava příčin selhání původního, před namontováním nového. Při nesplnění tohoto doporučení hrozí opakování závady, nezřídka ihned po namontování.
Tato technická informace shrnuje typické scénáře poškození a osvětluje jejich možné příčiny. Informace jsou doplněny tipy, jak se do budoucna podobného poškození vyvarovat.
1. Nedostatečné mazání
Nepřiměřené mazání je jedno z nejčastějších příčin selhání turbodmychadel. Pokud turbodmychadlo není dostatečně zásobováno olejem, během velmi krátké doby se objeví poškození. Totoje zapříčiněno velmi vysokými otáčkami turbodmychadla.(až 280.000ot/min).
Příčiny
- hladina oleje v motoru je obecně příliš nízká - výsledkem je, že se nejenom motoru,ale i turbodmychadlu nedostává mazání a chlazení olejem
- používaný olej není dostatečně odolný teplotám, což vede ke zvýšené karbonizaci
- pokud byl motor vypnut za vysoké teploty,v přívodu oleje může docházet ke karbonizaci, což znamená, že už turbodmychadlo není zásobeno dostatkem oleje
- pokud byl studený motor přiveden do vysokých otáček a zatížení okamžitě po startu, je zde riziko, že přívod oleje do turbodmychadla dosud není dostatečný a tím se dojde ke stržení olejového filmu na funkčních plochách ložisek
- pokud se do rozvodu oleje dostanou cizorodé látky jako je špína nebo zbytky těsnění/tmelu,může se ucpat přívod oleje do turbodmychadla
Důsledky
- zvětšení vůle, kontakt turbínového a dmychadlového kola se skříněmi-totální havárie TD
Prevence
- používání předepsaného oleje
- kontrola mazacího tlaku
- výměna trubky přívodu oleje
- nepoužívání tekutých těsnících tmelů na přírubách TD, používání originálních těsnění
2. Znečištěný olej
Špína, saze, palivo, voda, zbytky spalování, nebo vzájemné obrušování styčných kovových ploch mohou znečistit olej. I nejmenší částečky v oleji mohou způsobit vážné poškození TD, aniž by byly zachyceny olejovým filtrem
poškozený rotor na styčných plochách
vydřená ložisková skříň
Příčiny
- jsou překračovány servisní intervaly, olejový filtr už dále nemůže dostatečně odfiltrovat nečistoty z oleje, v tom případě částečky nečistot proniknou skrze otevřený překlenovací ventil (bypass valve) olejového filtru do motorového olejového rozvodu
- motor pracuje se zaneseným olejovým filtrem, malé drsné částečky nemohou být z oleje odfiltrovány
- poškozené těsnění hlavy válců, do olejového systemu se dostane voda a zředí olej, jeho mazací kapacita je tak snížena motor byl opraven, ale nebyl náležitě před montáží vyčištěn (motorová vana), špína bude v motoru ještě předtím, než půjde opět do provozu
- pokud je předmětem opotřebení motor, nečistoty vzniklé z opotřebení nových dílů (zpravidla při GO motoru) - většinou kovové, také naleznou svou cestu do turbodmychadla skrz olejový rozvod
- pokud se v motoru objevují chyby spalování, nespálené palivo může skončit v oleji a výrazně tak negativně ovlivní mazací kapacitu olej
Důsledky
- i nejmenší cizorodé látky v oleji způsobují rýhy v ložiscích, těsnící-pístní kroužky v turbodmychadle se mohou silně opotřebovat a tím nemohou nadále správně těsnit turbodmychadlo, olej se dostává na stranu turbíny, což značí zvýšenou spotřebu oleje
- vůle ložisek rotorové soustavy se zvyšuje z důvodu opotřebení pouzder, to vede ke kmitavým pohybům (rotace mimo ideální osu) a způsobuje, že rotor dostane do kontaktu s turbínovou, resp. dmychadlovou skříní = totální destrukce turbodmychadla
- na opěrné podložce - nákružku (thrust washer) axiálního ložiska se objevují rýhy
- na axiálním ložisku jsou rozpoznatelné rýhy a známky tření
- hřídel rotoru vykazuje jasné známky opotřebení na styčných ložiskových plochách
Prevence
- vždy dodržet servisní intervaly dle doporučení výrobce.
- instalovat vždy jen olejové filtry vysoké kvality určené pro jednotlivá vozidla
- používat pouze motorové oleje určené výrobcem vozidla nebo motoru
3. Poškození průnikem cizího předmětu
Pokud se do vstupního nebo výstupního hrdla skříní dostanou cizorodé látky, jako je prach, písek, šrouby, části pístních kroužků, ventilů, vent. sedel nebo zbytků lopatek z předchozího turodmychadla, obvykle to povede k naprostému selhání turbodmychadla kvůli velmi vysokým rychlostem proudění vzduchu (spalin).
Příčiny
- vniknutí částí ventilu, vent. sedla, pístních kroužků, výfukových svodů (zvláčtě u svařovaných) , tyto části se dostávají do kontaktu s rozváděcími lopatkami (VTG jednotky) a turbínovým kolem
- nasátí nečistot přes protržený, znečištěný nebo špatně nasazený vzduchový filtr, nebo prasklou ( případně spadlou) hadici sání
- nedůsledné odstranění zbytků předešlého turbodmychadla (kousky lopatek) v sání a mezichladiči (intercooleru), zapomenutí drobné montážní součástky v sání
- v zimě se v sacím traktu může kvůli kondenzaci tvořit led
Důsledky
- cizí předměty z motoru nebo ze sběrného výfukového potrubí poškodí lopatky turbínového kola na vstupním průměru, což významně ovlivní účinnost turbodmychadla (ztráta výkonu)
- rozváděcí lopatky vedení spalin (jednotky VTG) se poškodí a ohnou , což vede k výrazné ztrátě energie
- cizí předmět v přívodu vzduchu zapříčiní poškození dmychadlového kola , lopatky se mohou zcela opotřebit, navíc se může poškodit sací hrdlo kompresorové skříně
- zmrznutím kondenzátu ve vstupní části se může poškodit dmychadlové kolo- pro tento případ je charakteristické poškození jen jedné lopatky, protože kvůli vysoké obvodové rychlosti kola se ledové částečky roztříštíhned po kontaktu s první lopatkou, přičemž nejsou poškozeny žádné další lopatky
Prevence
- zajistit těsnost sacího traktu
- po práci na sacím traktu vždy ověřit, zda tam nezůstaly žádné uvolněné části
- vzduchový filtr musí být vyměněn dle doporučení výrobce, kryt vzduchového filtru stejnějako cesta přiváděného vzduchu by měly být vždy vyčištěny odsátím
4. Překročení limitní obvodové rychlosti - otáček (overspeeding)
Součástky nainstalované v turbodmychadle jsou navrženy na určený rychlostní rozsah. Pokud je tento rozsah překročen, během okamžiku se může objevit závažné poškození turbodmychadla.
Na přetočení je často pohlíženo jako na příčinu poruchy turbodmychadla- je to proto, že příznaky jiných závad se mohou projevit v důsledku přetočení (zbarvení rotoru, kontakt rotoru se skříněmi).
Příčiny
- neodborný chiptuning způsobí překročení maximálních přípustných otáček turbodmychadla
- rozváděcí lopatky (VTG) vedení spalin se zablokují (z důvodu zakarbonování)v pozici pro nižší rychlosti , pokud se pak zvýší otáčky motoru, turbodmychadlo se dostane do oblasti nadlimitních otáček (pokud správně funguje řidící jednotka-ECU, přepne motor do nouzového režimu
- chybný aktuator (pneumatický nebo elektrický)
- špatně nastavený obtokový ventil (wastegate)
- špatné vstřikovací trysky , "bohatá směs"
- namontování nesprávného turbodmychadla k určitému motoru
Důsledky
- na zadní části kompresorového kola jsou vidět malé praskliny a zhrubnutí struktury (efekt "pomerančové kůry") , materiál (většinou hliník) se trvale poškodil kvůli vysokým odstředivým silám při přílišných rychlostech, vnější průměr kola se zvětšuje
- pokud se rychlosti dále zvyšují, kolo kompresoru se může dostat do kontaktu s dmychadlovou skříní a/nebo se rozlomí
- přetočení způsobuje mnoho poškození a je často primárním druhem poruchy
Prevence
- neprovádět zásahy na regulaci turbodmychadla
- na určitý motor instalovat předepsané turbodmychadlo - může mít stejnou zástavbu, ale zcela odlišné termodynamické vlastnosti
- po vysoké námaze, jako je jízda při plné zátěži, musí být motor vždy ochlazen při mírnějších otáčkách
- u tuningových aplikací používat hybridní turbodmychadla , případně frézovaná kompresorová kola
5. Poškození z důvodu příliš vysoké teploty výfukových plynů
Každé turbodmychadlo je navrženo pouze na určený teplotní rozsah. Pokud je tento rozsah překročen opakovaně překračován, turbodmychadlo může selhat ve velice krátké době.
Příčiny
- po úpravě programu řidicí jednotky došlo k nárůstu spalovacích teplot
- v motoru se objevily chyby v hoření směsi
- špatné časování ventilů- špatný výplach motoru, hoření ve sběrném potrubí
- motor byl opakovaně vypnut ihned po zátěži (za vysoké teploty)
Důsledky
- praskliny na turbínové skříni
- degradace materiálu turbínové skříně-olupování "okují"na vnitřním kanálu přívodu spalin, které mohou poškodit turbínové kolo
- "drolení" materiálu mezikanálové přepážky turbínové skříně
- zakarbonování trubky přívodu olejeole- pokud je vedení zanesené (karbonizované), turbodmychadlo nebude dostatečně zásobeno olejem (viz. kap. 1 "Nedostatečné mazání")
Prevence
- odborný chiptuning
- správné seřízení motoru
- po provozu v plné zátěži musí být motor vždy ochlazen při volnoběžných otáčkách
