Amikor a turbóból kifogy a szusz

Egy turbófeltöltő hibájának többféle oka lehet, ezért a professzionális hibadiagnosztizálás fontos. És azután? Vásároljon újat, vagy tisztíttassa meg – de hol?

A modern motorok elképzelhetetlenek turbófeltöltő nélkül. Elsősorban a lendületesség és a nagy teljesítmény köszönhető a turbónak, de a motorok évek óta favorizált hengertérfogat csökkentése sem valósulhatott volna meg feltöltés nélkül. Mivel a turbófeltöltő a motor egyik legintenzívebben igénybe vett része, az élettartama sem végtelen. A motoroknak a károsanyag-kibocsátási előírásokhoz való alkalmazkodása különösen igénybe veszi a turbófeltöltőt – ez lehet a nyomásváltozás miatti erősebb lüktetés, magasabb feltöltő nyomás, vagy eltömődött részecskeszűrő.

A meghibásodott turbó pótlásakor sok mindent elronthatunk, és ez nem kevés kidobott pénzt jelenthet. Az alkatrészpiacon, de a turbótisztítás piacán is találhatunk hozzá nem értőket, akiknek nem szabad megengednünk, hogy lépre csaljanak bennünket. További költségeket takaríthatunk meg, ha tudjuk, hol szerezhetünk be a motorok gyártóihoz vagy a gépkereskedőkhöz képest kedvezőbben OEM alkatrészeket. A következő oldalakon a meghibásodásokról, azok okairól tájékoztatjuk Önöket, és elmondjuk, hogy mire kell ügyelni a turbófeltöltő cseréjekor.



TÜNETEK:a kék füst a turbófeltöltő már bekövetkezett meghibásodásának a jele – de más okai is lehetnek

Sokféle felépítés

A turbófeltöltők manapság – a legkisebb 70 lóerős háromhengeres motortól az 1 100 lóerős V12-ig – a létező legtöbbféle formában megtalálhatók. Az elmúlt 15 évben a változó töltőnyomás szabályozású feltöltő típusok terjedtek el jobban. Legnagyobb arányban wastegate rendszerű turbófeltöltőket találunk, amelyeknél egy bypass-szelep veszi át a feltöltő nyomásának szabályozását. Ez a típus egyszerűen gyártható, és viszonylag kevés problémát okoz. A feltöltő nyomás szabályozásának másik lehetősége a VTG technológia (változó geometriájú turbófeltöltők), amelyeknél a házban lévő, állítható lapátkerekek szabályozzák a turbinában a légáramot. Ez a rendszer műszakilag bonyolultabb és érzékenyebb, mivel a mozgatható lapátok nagyobb kopásnak vannak kitéve. Különösen a VTG kezdeti napjaiban fordult elő egyedi esetekben, hogy olaj került a kipufogógáz áramába, ami azután a turbó kiégéséhez vezetett. A technika fejlődésével ezek már a múlt problémái, ugyanakkor a turbófeltöltők manapság nagyobb mechanikai terhelésnek vannak kitéve, mint korábban bármikor.

Kipufogógáz-turbófeltöltő: működési és felépítési módok

  1. A forró kipufogógázok távoznak a motor égésteréből, és a kipufogó csonkon keresztül a turbófeltöltőbe jutnak.
  2. A gázok a turbinaházba lépve egy nagyon szűk csatornába érkeznek (csiga alakú csatorna). A kipufogó gázok a csiga alakú csatornában a keresztmetszet szűkülése miatt felgyorsulnak, a turbinalapátok külső szélének ütköznek (a gáz belépési oldala), és a kipufogógáz áram energiáját átadják a turbinakeréknek.
  3. A turbina kerekét kizárólag a kipufogógáz energiája forgatja. A fordulatszáma tehát a kipufogógáz mennyiségétől és áramlási sebességétől függ. A turbinakerék és a turbinatengely összehegesztése gyakran dörzshegesztéssel történik. A turbinakereket és a turbinatengelyt együtt forgórésznek nevezik.
  4. A kipufogógázok egy szűkülő, spirál alakú házban kívülről radiális irányból préselődnek keresztül a turbinalapátok között, miközben ezt erősen megpörgetik, majd axiális irányban kilépnek a turbinaházból, és a kipufogórendszerbe távoznak (részecskeszűrő, katalizátor, kipufogócső).
  5. A sűrítőkerék erőzáróan kapcsolódik a forgórész tengelyéhez, így fordulatszáma megegyezik a turbinakerék fordulatszámával. A sűrítőkereket egy csavaranya biztosítja a tengelyen.
  6. A friss levegő a kompresszorházba való belépéskor a levegőszűrőn keresztül axiálisan lép be a kompresszorházba. A kompresszor kereke (5) friss levegőt szív be a forgás következtében keletkező nyomáshiány miatt, és ezt a kompresszorház csiga alakú csatornájába nyomja, amelynek keresztmetszete egyre nagyobb lesz.
  7. A kompresszorból a levegő – nyomóoldalnak is nevezik – összesűrítve, és a sűrítési folyamat következtében erősen felmelegedve távozik a turbófeltöltőből.
  8. A töltőlevegős hűtő a felmelegedett levegőt 200 °C-ig hűti le. ez a légsűrűség jelentős növekedése miatt megnöveli a levegő oxigéntartalmát. A levegő 50 °C-kal való lehűtése mintegy 15%kal növeli a motor teljesítményét.
  9. A lehűtött és összesűrített levegő az égéstérbe áramlik, és nagyobb oxigénmennyiséget biztosít az égési folyamat során.

Wastegate-turbó: A töltőlevegő szabályozása itt egy bypass szelepen keresztül (wastegate szelepnek is nevezik) történik a kipufogógázáramban. ez a szelep a kipufogógáz egy részét a turbinát megkerülve vezeti el, ezzel elkerüli a töltőlevegő nyomásának további növekedését. Így olyan feltöltő alkalmazható, amely már alacsony fordulatszám mellett elegendő töltőlevegőt termel, így csökkenti a turbólyukat. Magasabb feltöltő-fordulatszám esetén a kipufogógáz egy részét a turbinát megkerülve vezetik el, ami megakadályozza a feltöltő túlterhelését. Gyakran előfordul, hogy a bypass szelepet csappantyúként közvetlenül beépítik a turbinaházba.

VTG-turbó: A töltési nyomás szabályozása érdekében itt a turbinakerék előtt a kipufogógázban lévő vezetőlapátok állíthatók, ezáltal a teljesítményleadás és az érzékenység a különböző üzemi feltételekkel, vagyis a magas vagy alacsony nyomással összehangolható. ez a lapátkoszorú a turbinaházban közvetlenül a turbinába való belépés előtt található. A lapátok állásszöge úgy szabályozható, hogy kevesebb áthaladó gáz és nagyobb teljesítményigény esetén a kipufogógázt a csökkentett áramlási keresztmetszet felgyorsítja, és a turbinalapátokra vezeti, ami a turbina fordulatszámát és így a kompresszor teljesítményét növeli. ellenkező esetben, nagy mennyiségű kipufogógáz esetén a nagyobb keresztmetszettel az áramlási sebesség csökkenthető, ami a turbófeltöltő teljesítményét csökkenti.

Kétlépcsős turbófeltöltő: A feltöltés ebben az esetben sorosan (két lépcsőben) történik, miközben a nagyobb alacsony nyomású turbófeltöltő elé általában egy kisebb magasnyomású turbófeltöltőt helyeznek el. utóbbi gyakran VTG- vagy wastegate-szabályozással rendelkezik.

Főleg a felsőbb teljesítménykategóriába tartozó motorokban alkalmaznak több turbófeltöltőt. A V-motorok két hengerfejük miatt általában blokkonként legalább egy turbóval, de gyakran blokkonként két turbófeltöltővel (kétlépcsős feltöltés) vannak ellátva. A 150 LE feletti soros motorok is gyakran rendelkeznek kétlépcsős turbófeltöltővel soros elrendezésben, miközben az egyik turbó a magasnyomású tartományban az alacsonyabb fordulatszám tartományban, míg a másik az alacsony nyomású tartományban a magasabb fordulatszám tartományban dolgozik (ezért nevezik kétlépcsős feltöltésnek). A magasnyomású turbó általában wastegate vagy VTG rendszerű. A soros elrendezésű kétlépcsős turbófeltöltő előnye a nagyobb érzékenység terhelés alatti váltásnál az alacsonyabb fordulatszám tartományban (ahol csak a magasnyomású turbó dolgozik megfelelően alacsony tömegtehetetlenséggel, és az alacsony nyomású turbó a kipufogógáz elvezetése miatt gyakorlatilag inaktív), és egy magasabb teljesítmény a két turbófeltöltő nagyobb szállítási teljesítménye által a felső fordulatszám tartományban. Kétlépcsős turbófeltöltőket alkalmaznak a nagyteljesítményű járvaszecskázók mellett például a Fendt 900 Vario MT/Challenger MT700E gumihevederes traktorokban, a Fendt 1100 MT/Challenger MT800E gumihevederes traktorokba (két kétlépcsős turbófeltöltő), valamint a 800 Vario és a 900 Vario, a JCB Fastrac 8000, a John Deere 8R, a Deutz-Fahr 9-es sorozatában, a Massey Ferguson 8700 S/a Valtra S nagytraktorokban, valamint néhány egyéb traktorban.

Hibamátrix: ok és okozat (forrás: BTS Turbo)

A károsanyag-kibocsátási irányelvek szigorodásával a Tier 4i norma óta az égési hőmérsékletek is újra jelentős mértékben növekedtek, hogy lehetőség szerint kevés koromrészecske kerüljön a kipufogógázba. Ennek az lett a következménye, hogy a kipufogógáz hőmérséklete is növekedett – ami elsősorban a magasnyomású turbófeltöltőknél okozhat problémát. Ha a motor gyakran van kitéve terhelés alatti váltásnak, és ezzel együtt nagy hőmérsékletingadozásoknak, akkor egy idő múlva repedések keletkezhetnek a turbófeltöltő házán. Az alacsonyabb fordulatszámú koncepciókhoz erősebb turbókra van szükség, amelyek meg tudnak birkózni a nagyobb kipufogógáz lökésekkel. A legújabb fejlesztések a vízhűtéses szabályzók irányába, vagy az elektromosan támogatott turbófeltöltők irányába mennek – utóbbiak jóval gyorsabb nyomásfelépítést ígérnek, és generátorként elektromos energiatermelésre is hasz nálhatók. Ehhez a wastegate rendszerű szabályzóknál az eddig elterjedt kipufogógáz csappantyú helyett egyre gyakrabban fognak golyós perselyt használni, ami jobb szabályozhatóságot és kisebb kopást garantál. A szakértők szerint a hagyományos sikló csapágyak helyett a golyóscsapágyak alkalmazása a forgó tengelyen (mint prémium kategóriás személyautóknál) a haszongépjárművekben nem várható, marad a jól ismert úszóperselyes csapágykialakítás.

Nagyobb igény a felvilágosításra

A turbófeltöltők származásával kapcsolatosan gyakran meglepően kevés az információ a mezőgazdasági gépekkel foglalkozó ágazatban. – Sok mezőgazdasági gépeket javító műhelyt először fel kell világosítanunk, ha turbófeltöltőt vagy alkatrészeket rendelnek nálunk – mondja Tobias Reicheneder, a BST Turbo szakembere. – Gyakran abból indulnak ki, hogy a turbófeltöltő az adott motor gyártójának terméke, tehát pl. Cummins-, Perkins- vagy Deutz-termék. Ha olyan márkákról beszélünk, mint pl. a BorgWarner, a Garrett, vagy a CZ, akkor sokan olcsó utángyártott termékekre gondolnak – annak ellenére, hogy ezek eredeti gyártók, és OEM termékek. Ugyanakkor a műhelyek sok pénzt megtakaríthatnak, ha az alkatrészeket nem a motorok gyártóitól, hanem a specialistáktól vásárolják, mint pl. a BTS Turbo, vagy a Motair. Nem ritka a 30-40%-os árkülönbség, ha a csomagoláson nem DPS, FPT vagy Cummins áll, hanem CZ, BorgWarner vagy Holset. A valóság tényleg az, hogy a legritkább esetben gyártanak a motorok gyártói turbófeltöltőt is. Ezek közé tartozik pl. a Caterpillar, a Cummins, a MAN vagy az MTU – akik ezzel párhuzamosan más gyártóktól és vásárolnak, mint pl. a BorgWarner & Co. A mezőgazdasági gépek motorjainál az utóbbi három játszik vezető szerepet, vagyis a BorgWarner és a Garrett (Honeywell) az Egyesült Államokból, valamint a CZ Csehországból, és a Cummins céghez tartozó Holset márka az Egyesült Államokból. A CZ pl. a DPS (Deere Power System), a Zetor és az AGCO Power részére szállít turbófeltöltőket, a Holset a Cummins mellett ellátja a Deutz igényeit is, a Dongfeng és mások, valamint a BorgWarner turbófeltöltői megtalálhatók néhány Caterpillar, Cummins, Deutz, John Deere, MAN, Perkins, Volvo Penta motoron és más gyártók motorjain.

 

Miért mennek tönkre a turbófeltöltők?

 

A turbófeltöltők, még ha időnként más vélemények is elhangzanak, alapvetően ugyanolyan kopó alkatrészek, mint az injektorok, a csapágyperselyek vagy a bütykös tengely – általában nem tartanak ki a motor teljes élettartamában, hanem korábban ki kell őket cserélni, vagy nagyjavításnak alávetni. Maga a turbinatengely többnyire kopásmentes csapágyazású, viszont a turbófeltöltő

  Ha a turbófeltöltő háza még ép, akkor gyakran érdemes felújíttatni, és új garanciával beépíttetni.

 
Jellegzetes turbófeltöltő károsodás a szárnyas lapátokon, a kipufogógázban lévő idegentestek miatt.


 Kisebb károsodások is jelentős teljesítménycsökkenéshez vezethetnek

számos külső hatásnak van kitéve, mint pl. hőmérséklet-ingadozás, nedvesség és por. Emellett a motor belsejében is érik hatások, pl. a kipufogógázok, a mozgás során keletkezett törmelék és a motorolaj, valamint a motorból származó letöredezett részek. Egy példa szemléltetésképpen: szélsőséges esetben a turbófeltöltők akár 350 000 min-1 fordulattal is dolgozhatnak (személyautóban, haszongépjárművekben, és mezőgazdasági gépekben a maximális fordulat értéke mintegy 150 000-160 000 min-1), és egy másodpercen beül 10 000 min-1 fordulatról 150 000 min-1 fordulatra gyorsulnak. Ehhez 950 °C-os kipufogógázzal kell működniük. A károsodás oka sokféle lehet. A rossz olajminőségtől, vagy túl kicsi olajnyomástól kezdve a túlhevülés okozta károkon (rossz kipufogógáz-elvezetés a motorháztető alatt, vagy a jellegzetes hőleadó helyek között), levált idegentesteken, ill. a poros beszívott levegő és a lógó kipufogógáz csappantyú miatti kopáson keresztül, egészen a túl magas kipufogógáz ellennyomás okozta károsodásokig.


Balra egy használt turbófeltöltő látható, jobbra ugyanaz a modell a professzionális felújítás után, amit egy tanúsítvánnyal rendelkező speciális szakember, ill. a turbófeltöltőket gyártó cég végez

Emellett a károsanyag-kibocsátási előírások szigorodása óta jelentősen megnövekedett a mezőgazdasági gépeknél tapasztalható turbófeltöltő károsodások száma: – az ok gyakran a turbó túlmelegedése, de kereshető a részecskeszűrővel rendelkező járműveknél a kipufogógáz ellennyomás és a kipufogógáz visszavezetése terén – mondja Thomas Mentil, a BTS munkatársa, majd így folytatja: – Hetente 5-10 turbófeltöltőt kapunk a mezőgazdaság területéről helyreállítás céljából. A károsodások fele a nem megfelelő olajfolyás és olajvisszafolyás számlájára írható, vagy kokszosodás okozza.

Áttekintő táblázatainkban megtalálható, hogy milyen károsodásokat milyen hiba okozhat (forrás: BTS Turbo). Pontosabb útmutatást adnak a turbófeltöltőkkel foglalkozó szakemberek részletes információs füzetei, ill. közvetlenül a BTS Turbo vagy a Motair. Figyelem: a turbófeltöltőt ért károsodást pontosan elemezni kell, hogy a turbó cseréjekor a hiba minden okát meg tudjuk szüntetni, különben drága pénzért beépítünk egy új vagy felújított turbófeltöltőt, és rövid idő múlva ott a következő nagy károsodás.

Felújítás vagy új turbó vásárlása?

Ha egy turbófeltöltőt ki kell cserélni, akkor nem mindig szükséges újat venni. Gyakran gazdaságosabb egy felújítás – de pl. csak abban az esetben, ha a háza még ép, és nincsenek rajta repedések. Felújított turbófeltöltő, mérettől és felépítési módtól függően, már kb. 350 eurótól kapható, és az OEM minőséget biztosító, tanúsítvánnyal rendelkező szakkereskedések, ugyanúgy, mint a turbófeltöltőt gyártó cégek a felújításnál két éves, kivételes esetben három éves teljes körű garanciát adnak.

Ami fontos: a felújításra jogosult akkreditált cégek, mint pl. Németországban a BTS Turbo, vagy a Motair, új típustáblát helyeznek el a turbófeltöltőn. Olcsó felújítást kínáló cégek, akik ennek megfelelően rosszabb minőséget nyújtanak (belső részek nem simák, hanem durván homokfúvottak; az alkotóelemek között nagy tolerancia a túl intenzív és helytelen megmunkálás miatt, mint pl. a köszörülés, homokfúvás, stb.), az eredeti jelölést egyszerűen felülírják, vagy olyan félrevezető jelöléseket alkalmaznak, ami eredeti termék látszatát kelti. Ilyen esetekben érdemes a turbófeltöltővel foglalkozó speciális szakemberek tanácsát kérni.

Ha új turbófeltöltőt vásárolunk, akkor a már korábban említettek szerint sok pénzt lehet megtakarítani, ha a speciálisan turbófeltöltőkkel foglalkozó szakembereknél vásárolunk, és nem közvetlenül a motorok gyártóinál. És itt is a minőség számít! Hiszen a „valahol” megrendelt olcsó turbófeltöltők nemcsak magasabb fogyasztást, kisebb teljesítményt és több károsanyag-kibocsátást eredményeznek, hanem szélsőséges esetben kigyulladhat tőlük a motor vagy a jármű, de nagy károsodásokat is okozhatnak a motorban!

A turbófeltöltők beépítéséhez a gyártók speciális beépítési és bejáratási útmutatókat adnak, pl. az első feltöltéshez – ezeket a műhelyeknek tényleg komolyan kellene venniük, és szigorúan követniük kellene.

A turbófeltöltőkkel foglalkozó szakemberek emellett azt javasolják még, hogy a feltöltő cseréjekor az olajháztartást is érdemes megújítani.

Segítség a specialistákhoz: Kérdései vannak a turbófeltöltő meghibásodásával, a károk megelőzésével vagy elhárításával, a tisztítással és a cserével kapcsolatosan? Akkor az interneten a következő oldalakon további információkat és elérhetőségeket találhat:

segítség a specialistákhoz


INFORMÁCIÓ: a weboldalak mellett információs füzetek is kínálnak értékes információkat a turbófeltöltőt érő károsodások elkerülésének lehetőségeiről és arról, hogy mit érdemes tenni meghibásodás esetén

Összegzés

A turbófeltöltő hibáinak elhárítása és a témával kapcsolatos tanácsadás a szakemberek dolga. Az elkövetett hibák itt tényleg sok pénzbe kerülnek, és szélsőséges esetben a motor teljes tönkremenetelét is okozhatják. Szükség van a szakértők által elvégzett hibadiagnosztikára, hogy ki lehessen zárni az ebből adódó károkat. És még valami: gyakran nem kell új alkatrészt venni, hanem a tanúsítvánnyal rendelkező speciális szakemberek által végzett tisztítás gazdaságosabb, és még garanciát is kínál.

Matthias Mumme

no