Turbokompresoriaus veikimo principas iš esmės yra paprastas: variklio išmetamosios dujos suka turbiną, kuri velenėliu suka priešingame mazgo gale esantį kompresorių. Pastarasis į variklio degimo kamerą tiekia padidintą oro kiekį. O kuo daugiau oro, tuo geriau sprogsta degalų mišinys. Rezultate žymiai pagerinamas variklio sukimo momentas ir jo galia.
Nors didesnis oro kiekis reikalauja ir didesnio degalų kiekio, turbokompresorius leidžia pasiekti žymiai geresnę degalų ekonomiją, lyginant su analogiško pajėgumo, tačiau turbokompresoriaus neturinčiu, varikliu. Be to, variklis su turbina bus ir mažesnis, ir lengvesnis.
Bene vienintelė nepalanki charakteristika yra šiluminį variklio balansą pakeičiantis turbinos efektas. Ir, kalbant apie variklio eksploataciją, tai yra labai, labai svarbu!
Turbinos būna kelių tipų: fiksuotomis mentėmis, kintamos geometrijos mentėmis ir dvigubos („twin scroll“)
Turbinos būna kelių tipų: fiksuotomis mentėmis, kintamos geometrijos mentėmis ir dvigubos („twin scroll“). Pirmosios yra ilgaamžiškiausios ir pigiausiai remontuojamos, tačiau ir suteikiančios efektą siauriausiame sūkių diapazone. Antrosios, keisdamos menčių geometriją, veikia plačiame diapazone, tačiau judančių menčių mechanizmas yra subtilesnis ir brangiau remontuojamas. Trečiojo tipo turbina apjungia abiejų pirmųjų dviejų gerąsias savybes: mažo diametro turbina veikia mažų sūkių diapazone, didelio diametro – aukštų sūkių diapazone. Taip pasiekiamas ir ilgaamžiškumas, ir gera trauka bet kokių variklio sūkių diapazone.
Svarbiausia – tinkama eksploatacija
Didžiausia turbinų problema – jos veikia, esant itin ekstremaliomis sąlygomis. Beprotišku greičiu (krovininiuose automobiliuose – 70-100 tūkstančių aps./min) besisukanti ir išmetamųjų dujų kaitinama turbina labai įkaista. O perkaitimas, didelės amplitudės temperatūrų kaita ir tepimo sutrikimai yra didžiausi turbokompresorių priešai.
Norint su šių priešų vengti, pakanka tinkamai prižiūrėti variklį ir tinkamai juo naudotis. Teisingo elgesio su turbokompresoriniais varikliais taisyklės yra paprastos, bet jų reikia nuosekliai laikytis.
Laikoma, kad turbokompresoriaus veikimo resursas prilygsta variklio resursui, tačiau, būdama jautri naudojimo sąlygų specifikai, turbina savo „gyvenimą“ paprastai baigia anksčiau.
„Volvo Lietuva“ serviso vadovas Vitoldas Sakalauskas sako, kad tinkamai prižiūrimų variklių turbokompresoriai, važinėjant tolimaisiais reisais, atlaiko bent milijoną kilometrų. Skirtingos klimato sąlygos, kelio reljefas ir maršrutų sudėtingumas gali labai pakeisti mazgo tarnavimo laiką.
Bendrovės „Skuba“ šaltkalvis Kęstutis Čiapas sako, kad kartais į servisą atvažiuoja po 1,5 milijono kilometrų nuvažiavę sunkvežimiai, kurių turbinos tebėra puikioje būklėje. Tokiu atveju pakeičiamas tik remonto komplektas ir sunkvežimis važiuoja toliau.
Kalbėdamas apie variklio resursą, V. Sakalauskas sako žinantis tolimųjų reisų sunkvežimių, kurių varikliai veikia ir po 2,5 milijono kilometrų.
Tepimo sutrikimai – kas antro gedimo priežastis
Ekspertai tvirtina, kad bemaž pusės turbinų gedimų priežastis yra tepimo sutrikimai. Dar maždaug 40 procentų gedimų sukelia mentes sugadinantys smulkūs pašaliniai objektai, patenkantys iš variklio arba oro tiekimo sistemos. Likę dešimt procentų gedimų kyla dėl įvairių kitų priežasčių (perkaitimas, defektai, t.t.).
Variklio alyva ne tik tepa nepaprastas apkrovas patiriantį turbokompresoriaus guolį, bet ir aušina šį mazgą. Alyvoje atsiradus pašaliniams objektams, paspartinamas visų tepamų paviršių dilimas. Sumažėjęs alyvos slėgis, varikliui veikiant laisvąja eiga, nebus kenksmingas, bet, pasiekus aukštus sūkius, mažins kompresoriaus resursą.
Norėdami vengti tokių reiškinių, laiku keiskite variklio alyvą ir filtrus, palaikykite švarią tepimo sistemą. Kalbant apie alyvą – visuomet rekomenduotina rinktis konkrečią, gamintojo nurodytą, alyvą.
Bet koks pašalinis objektas, patekęs į didžiuliu greičiu besisukančią turbiną, sukels labai spartų mazgo dėvėjimąsi arba netgi visišką dalių susivirinimą. Tie objektai gali būti variklio detalių dalelės ar per oro filtrą patenkantys aplinkos nešvarumai.
Todėl V. Sakalauskas, be gamintojo reikalavimus preciziškai atitinkančio alyvos keitimo, atkreipia dėmesį ir į oro filtro keitimą. Per oro tiekimo sistemą patenkant kietosioms dalelėms, ant kompresoriaus menčių atsiranda smūgių žymės, o ilgainiui išsibalansavusios mentės ima lūžinėti. Tokie reiškiniai gali atsirasti ir įtrūkus orą tiekiančioms žarnoms.
Perkaitimas – trečioji priežastis
Naudojant nekokybiškus degalus arba esant netinkamam variklio reguliavimui turbina ima dar labiau kaisti. Apie jos perkaitimą rodo ant korpuso atsirandančios išblukusio atspalvio dėmės. Tokiam reiškiniui užsitęsus, korpusas ima trūkinėti, „iškepa“ tarpikliai ar net guoliai.
Norint pailginti turbinos veikimo trukmę, rekomenduojama pradėti važiuoti, po variklio užvedimo praėjus bent minutei. Tai ypač aktualu šaltu oru, kai alyva sutirštėja. Per tą laiką alyva pasieks kompresoriaus guolius ir užtikrins tinkamą tepimą.
Kita taisyklė – automobiliui sustojus, variklį išjunkite tik leidę jam dar bent minutę veikti laisvąja eiga. Tai ypač svarbu po ilgo važiavimo, varikliui veikiant didele apkrova. Laisvoji eiga turbinai leidžia atvėsti ir tuomet ją galima saugiai stabdyti. To nepadarius, įkaitusi ir sustojusi turbina tiesiog „keps“, trumpindama savo guolių, tarpiklių ir korpuso ilgaamžiškumą.
Signalai apie poreikį remontuoti
Tolimųjų reisų sunkvežimiams labai svarbu nepatirti netikėtų gedimų. Todėl visas galimas problemas geriausia numatyti laiku. Kokie simptomai rodo artėjančią turbinos „mirtį“?
K. Čiapas sako, kad turbinos gedimus išduoda atsiradę pašaliniai garsai, padidėjęs dūmingumas, tepalo sąnaudos, kartais – sumažėjusi trauka. Degalų sąnaudos gali net nepasikeisti.
Garsas: neįprastai intensyvėjantis švilpimas yra vienas iš požymių. Per sutrūkinėjusią tarpinę arba kompresoriaus korpusą prasiskverbiančios išmetamosios dujos arba siurbiamas oras skleidžia specifinį garsą.
Turbinos gedimus išduoda atsiradę pašaliniai garsai, padidėjęs dūmingumas, tepalo sąnaudos, kartais – sumažėjusi trauka
Vaizdas: Apžiūrėkite, ar nematyti alyvos nutekėjimų. Išjungę variklį, nuimkite įsiurbimo ortakį ir apžiūrėkite menčių būklę. Ar ant jų nematyti pažeidimų? Ar mentės nesulankstytos, ar visos vietoje? Mentės turi suktis lengvai ir sklandžiai, be mažiausio strigimo. Guoliai negali klibėti.
V. Sakalauskas pastebi, kad aiškus požymis apie kompresoriaus poreikį remontui matomas prietaisų skydelyje. Tiksliau – reikia stebėti kompresoriaus spaudimą rodantį indikatorių. Nepakankamas spaudimas yra rimtas ir aiškus signalas, rodantis sistemos gedimą.
Savarankiška restauracija – pernelyg optimistinis scenarijus
Turbokompresorius – brangus mazgas. Jo kaina gali siekti maždaug 500-1000 eurų. O restauravimas kainuoja 300-550 eurų. Kintamos geometrijos turbinos remontas yra maždaug 10 proc. brangesnis.
Internete galima rasti daugybę pasiūlymų pačiam restauruoti turbinas, tačiau specialistai tokias idėjas kategoriškai neigia. Nes svarbiausias restauravimo procesas – turbinos balansavimas. 100 tūkstančių sūkių per minutę besisukanti turbina reaguos į mažiausią disbalansą, o tinkamam balansavimui reikalingos namudinėmis sąlygomis neprieinamos technologijos. Reikia įvertinti tai, kad turbinos detalių tolerancijos siekia vos keletą mikrometrų (1 mkm = 0.001 mm). Todėl apie rankdarbius čia geriau pamiršti.
Restauruojant keičiami guoliai, tarpikliai, turbinos ir kompresoriaus sparnuotės. Paprastai jie sumontuojami į senąjį korpusą, tuomet mazgas subalansuojamas, patikrinamas jo hermetiškumas.
Gamintojų atstovai neužsiima turbinų restauravimu, tačiau siūlo galimybę seną kompresorių pakeisti į gamykloje restauruotą ir gamyklinę garantiją turintį mazgą. Lyginant su naujos turbinos pirkimu, toks pasirinkimas leidžia sutaupyti.
Taigi, tinkamos naudojimosi taisyklės nėra sudėtingos: laiku keičiama, gamintojo reikalavimus atitinkanti alyva ir alyvos bei oro filtrai, leidimas turbinai įšilti ir atvėsti užvedus variklį arba prieš jį išjungiant, taip pat tolygus automobilio greitėjimas suteikia galimybę maksimaliai prailginti šio mazgo tarnavimo laiką. Šiek tiek daugiau dėmesio ir žinių reikalautų turbinos būklės įvertinimas. O išeikvojus turbinos resursą, yra galimybė ją restauruoti, taip sutaupant bemaž du trečdalius naujo mazgo kainos.
