Příčiny poruch
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 nestandardních pracovních podmínek jednotlivých turbodmychadel. Proto velmi důležitým krokem při výměně turbodmychadla je zjištění příčiny selhání původního, před tím než se namontuje nové - repasované. Při nesplnění tohoto doporučení hrozí opakování závady, nezřídka ihned po namontování následném startu. Tato technická informace shrnuje typické scénáře poškození a osvětluje jejich možné příčiny. Informace jsou doplněny tipy, jak se do budoucna podobného poškození vyvarovat.
1. Znečištěný motorový olej
- 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 nečistoty 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 ložiskové skříně, což značí zvýšenou spotřebu oleje
- vůle ložisek rotorové soustavy se zvyšuje z důvodu opotřebení pouzder, to vede k rozkmitání hřídele rotoru způsobuje, že se dostane do kontaktu s turbínovou skříní = totální destrukce turbodmychadla
- na axiálním ložisku jsou rozpoznatelné rýhy a známky tření
- hřídel rotoru vykazuje jasné známky opotřebení na styčných ložiskových plochách
Prevence před poškozením
- vždy dodržet servisní intervaly dle doporučení výrobce - dle nás nejlépe každých 10 tis. km
- instalovat vždy jen olejové filtry vysoké kvality určené pro jednotlivá vozidla
- používat pouze motorové oleje vysoké kvality určené výrobcem dané specifikace vozidla nebo motoru
2. Nedostatečné mazání
Nedostatečné mazání je jedno z nejčastějších příčin selhání turbodmychadel. Pokud turbodmychadlo není dostatečně zásobováno olejem, během velmi krátké doby se objeví poškození. Toto je zapříčiněno velmi vysokými otáčkami turbodmychadla.(až 280.000 ot/min).
Příčiny
- hladina oleje v motoru je obecně příliš nízká - výsledkem je, že se nejenom motoru, ale i do středu turbodmychadla nedostává tlakové mazání a chlazení oleje
- používaný olej není dostatečně odolný teplotám, což vede ke zvýšené karbonizaci
- při rychlé jízdě nebo dálničním tempu, např. když se sjede k benzínce a ihned po té se vypne motor, tak hřídel motoru se stále ještě točí, někdy jsou to i minuty a v tento moment už není tato rotující hřídel dále tlakové mazaná motorovým olejem. Což má za následek postupné i vážné přidírání kluzného ložiska.
- 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 na kluzném ložisku
- kontakt turbínového a dmychadlového kola se skříněmi - totální destrukce turbodmychadla
Prevence před poškozením
- používání předepsaného oleje dané specifikace
- kontrola mazacího tlaku
- výměna trubky přívodu oleje
- nepoužívání tekutých těsnících tmelů na přírubách turbodmychadla, používání originálních těsnění
- vždy po delší rychlejší jízdě nechat motor běžet na volnoběh 1 - 3 minuty
3. Poškození cizím předmětem
Příčiny
- vniknutí částí ventilu, ventilového sedla, pístních kroužků, výfukových svodů (zvláště 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, který může nasát kompresní kolo
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
Prevence před poškozením
- 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 stejně jako cesta přiváděného vzduchu by měly být vždy vyčištěny odsátím
4. Překročení rotační rychlosti - otáček za minutu
Součástky nainstalované v turbodmychadle jsou navrženy na určený rychlostní rozsah. Pokud je tento rozsah překročen, během okamžiku se může objevit závažné poškození turbodmychadla.
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 řídící jednotka - ECU, přepne motor do nouzového režimu
- chybný actuator (podtlakový nebo elektrický)
- špatně nastavený obtokový ventil
- špatné vstřikovací trysky , "bohatá směs"
Důsledky
- na zadní části kompresorového kola jsou vidět malé praskliny a zhrubnutí struktury (efekt "pomerančové kůry") , materiál (většinou hliník) se trvale poškodil kvůli velkým odstředivým silám při vysokých 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
- 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 na vnitřním kanálu přívodu spalin, které mohou poškodit turbínové kolo
- "drolení" litinové části turbínové skříně
- zanesení trubky přívodu oleje karbonem nebude turbodmychadlo dostatečně zásobeno motorovým olejem (viz. kap. 2 "Nedostatečné mazání")
Prevence před poškozením
- odborný chiptuning
- správné seřízení motoru
- po provozu v plné zátěži musí být motor vždy ochlazen při volnoběžných otáčkách