Jak należy eksploatować turbosprężarkę, aby służyła jak najdłużej? Na co zwrócić uwagę a czego unikać?
Na naszych drogach przybywa samochodów, których silniki wykorzystują turbosprężarki. Turbina samochodowa to element wyposażenia niemal każdego auta z silnikiem wysokoprężnym i coraz większej ilości samochodów z silnikami benzynowymi. Turbosprężarki są jednak drogie i podatne na awarie. Wymagają odpowiedniego traktowania, dzięki czemu odwdzięczą się długą i bezawaryjną pracą.
Jedna turbina lub dwie turbiny w silniku
Turbina samochodowa jest droga, ale to urządzenie o dość prostej konstrukcji. Jego główne podzespoły to wirnik turbiny i wirnik sprężarki, zamocowane na jednej osi. Całość znajduje się w metalowej obudowie. Zasada działania także jest prosta. Spaliny wydostające się z silnika, napędzają wirnik turbiny. Przekazuje on, za pomocą osi, napęd na wirnik sprężarki, który kompresuje powietrze, zasysane przez układ dolotowy. Sprężone powietrze jest bardzo gorące, dlatego stosuje się urządzenie dodatkowe – intercooler (chłodnicę powietrza turbosprężarki). Większa ilość powietrza w komorach spalania pozwala na osiągnięcie wyższej mocy i na zmniejszenie zużycia paliwa.
Turbosprężarki zrewolucjonizowały silniki Diesla. Dziś są one tak samo mocne i elastyczne, jak ich benzynowe odpowiedniki. Obecnie stosuje się je także w silnikach benzynowych, budowanych według zasad downsizingu. Dzięki turbodoładowaniu, małe i mocno wysilone jednostki napędowe, mogą osiągać wysoką moc. Niektórzy producenci stosują także układy doładowania, w których równocześnie pracuje turbosprężarka i kompresor.
Niekiedy zdarza się, że jedna turbina to zbyt mało, aby zapewnić dobre przyspieszenie dla dużego albo sportowego auta. Wtedy rozwiązaniem jest podwójna turbosprężarka.
Popularne są dwa układy – BiTurbo, stosowany w silnikach powyżej 2.5 l (między innymi w Mercedesach, Audi, BMW), w którym dwie turbiny tej samej wielkości pracują równocześnie oraz Twin Turbo, wykorzystujący dwie turbiny o różnej wielkości. W układzie Twin Turbo mniejsza turbosprężarka pracuje przy niskich obrotach silnika (do 1500 RPM.). Przy dużych obciążeniach pracują obie, a większa otrzymuje już lekko sprężone powietrze. W obydwu przypadkach chodzi o zapewnienie dobrego przyspieszenia w pełnym zakresie obrotów i wyeliminowanie turbodziury. Układ Twin Turbo stosowany jest też w wysokoprężnych jednostkach napędowych 2.2 l SKYACTIV-D, opracowanych przez Mazdę i uznawanych za prawdziwą awangardę w dzisiejszym, motoryzacyjnym świecie. Mogą się one pochwalić niskimi oporami (inżynierowie zmniejszyli wagę wielu elementów), wysoką kulturą pracy, łatwym wchodzeniem na wysokie obroty (co przekłada się na doskonałą dynamikę jazdy), niskim spalaniem, małą emisją sadzy (nie będzie ryzyka zapchania filtra cząstek stałych, oczywiście, przy odpowiedniej eksploatacji) i niską emisją cząsteczek azotu. Co ważne, bez konieczności stosowania skomplikowanego, drogiego i awaryjnego układu SCR (nie trzeba zatem stosować płynu AdBlue).
Jak dbać o turbosprężarkę, aby pracowała przez lata?
W niektórych autach turbosprężarki wymagają wymiany już po 30 tys. km przebiegu, w innych potrafią wytrzymać ponad 200 tys. km. Właściwa eksploatacja turbo, zapewniająca lata bezawaryjnej pracy, wymaga stosowania się przez kierowcę do kilkunastu zasad.
Koniecznie trzeba stosować olej silnikowy najwyższej jakości, zalecany przez producenta samochodu i utrzymywać jego właściwy poziom. Wirniki turbiny pracują z ogromną prędkością i potrzebują smarowania. W niektórych turbinach trzeba kontrolować drożność smoka olejowego, znajdującego się na przewodzie, doprowadzającym olej do turbiny. Jeśli dojdzie do jego zapchania, turbina się zatrze. Zbyt niski poziom oleju spowoduje opóźnione jego wtryskiwanie do turbiny, która przez pewien czas będzie pracować na sucho, co spowoduje uszkodzenie łożysk ślizgowych.
Niezwykle ważna jest terminowa wymiana filtra powietrza i stosowanie filtrów dobrej jakości. Jeśli filtr powietrza przepuści miniaturowe zanieczyszczenie (np. ziarnko piasku) dokona ono prawdziwego spustoszenia, wirując z prędkością 200 tys. RPM i niszcząc łopatki wirnika sprężarki.
Ważny jest stan techniczny silnika. Jeśli jednostka jest w fatalnej kondycji technicznej, to wraz ze spalinami mogą z niej być usuwane kawałki zaworów, prowadnic zaworowych, albo cząstki nagaru – one także zniszczą wirnik turbiny.
Jeśli olej silnikowy jest rozcieńczony paliwem albo płynem chłodniczym (poprzez uszkodzoną uszczelkę pod głowicą), to jego właściwości smarne będą dużo niższe, a to będzie powodować przyspieszone zużycie pracujących elementów turbiny.
Ważny jest także sposób eksploatacji. Silnik powinien popracować kilka chwil na biegu jałowym, nim kierowca ruszy, co pozwoli na doprowadzenie oleju do turbiny. Przez pierwsze kilka minut jazdy nie wolno turbiny przeciążać – czyli nie wolno jechać zbyt szybko. Przed wyłączeniem silnika musi on jeszcze popracować na biegu jałowym około 30 sekund. Dzięki temu turbina samochodowa się schłodzi i nie będzie się na niej pojawiał osad węglowy (koks), powstający na skutek zwęglenia się resztek oleju silnikowego.
Nowa turbina samochodowa jest droga. Jednakże w wielu profesjonalnych warsztatach prowadzona jest regeneracja turbosprężarek. W jej trakcie wymienia się uszkodzone elementy (np. pokrzywiony wirnik), łożyska i uszczelnienia, sprawne części poddaje się czyszczeniu a obudowę piaskowaniu. Przed montażem wszystkie elementy składowe są wyważane i poddawane testom (w tym także szczelności). Mechanicy muszą także sprawdzić, w jakim stanie jest intercooler. Niezwykle ważne, poza naprawą turbiny, jest znalezienie przyczyny jej uszkodzenia i wyeliminowanie jej.
Właściwa eksploatacja turbo nie jest aż tak bardzo skomplikowana. Pozwoli za to uniknąć kosztowych problemów.
Artykuł powstał we współpracy z producentem japońskich samochodów marki Mazda.
