Turbodmychadla

Turbodmychadlo - vznik a použití.

Od svého vynálezu změnila turbodmychadla tvář automobilismu a průmyslu. Původně se používala hlavně v letectví, ale rychle si našla cestu i do osobních a nákladních automobilů a do námořního a leteckého průmyslu. Díky své schopnosti zvyšovat výkon motoru a zároveň snižovat emise výfukových plynů se stala nedílnou součástí mnoha moderních vozidel. Zpočátku se turbodmychadla potýkala s některými problémy, jako je zpoždění reakce na změny zatížení motoru (tzv. prodleva turba/turbolag) a vyšší nároky na mazání a chlazení. Díky technologickému pokroku a zavedení pokročilých řídicích systémů se však tyto problémy podařilo z velké části vyřešit. Dostatečně rychlá a přesná regulace plnicího tlaku, a tím i harmonický rozvoj výkonu motoru a vysokých hodnot točivého momentu, je možná díky zavedení variabilní geometrie turbíny, elektronických akčních členů a konstrukce Twin Turbo, tj. sekvenčního plnění.

Konstrukce a princip činnosti.

Výfukové plyny vycházející z válců motoru jsou vedeny přes výfukové potrubí do skříně turbíny. Proudí přes zde umístěné lopatky turbíny, uvádějí do pohybu rotor turbodmychadla a poté volně unikají do výfukového systému motoru. Na druhém konci hřídele se nachází kompresor, v němž rotující kompresorové kolo (stlačovací kolo) nasává vzduch, stlačuje jej na tlak vyšší než atmosférický a směřuje jej dále přes sací potrubí do válců motoru. Za nastavení a udržování správného tlaku je zodpovědný řídicí systém, wastegate nebo variabilní geometrie turbíny (VNT/VGT/VTG). Rotující systém je uložen ve středním tělese turbodmychadla v kluzných ložiskách (méně často kuličkových): radiálních a axiálních. Motorový olej je pod tlakem nepřetržitě přiváděn do středu tělesa turbodmychadla (ložisková skříň/jádro), protéká ložiskovým uspořádáním rotačního systému a poté volně proudí zpět do motoru. Některé modely turbodmychadel mají v ložiskové skříni další kanály, kterými proudí chladicí kapalina - to je z důvodu zlepšení chlazení jádra turbodmychadla a snížení rizika spékání oleje uvnitř.

Konstrukce turbodmychadla:

1. Skříň turbíny (tzv. tepelná strana)
2. Oběžné kolo s turbínou
3. Ložisková skříň (jádro, koras)
4. Ložisko - radiální a axiální ložisko (ložiska)
5. Těsnicí kroužky a další těsnění
6. Skříň kompresoru
7. Kompresorové kolo (kompresní kolo)
8. Systém regulace plnicího tlaku
9. Řízení regulace plnicího tlaku (tlakový/vakuový ventil nebo elektronický regulátor)
10. Obtokový ventil stlačeného vzduchu (pouze turbodmychadla benzinových motorů)

Proces repasování turbodmychadla.

Proces regenerace se skládá z několika hlavních fází:

1. Posouzení počátečního stavu - především posouzení přítomnosti a místo úniků oleje, viditelných mechanických poškození, posouzení fungování systému regulace tlaku přeplňování, účinnosti ventilů a elektronických seřizovačů. 
2. Demontáž turbodmychadla na jednotlivé součásti - umožňuje přístup k jednotlivým částem turbodmychadla a důkladné posouzení všech jeho součástí.
3. Čištění součástí - někdy je možné posoudit stav součástí pouze po důkladném vyčištění. Některé součásti se po vyčištění znovu použijí v procesu obnovy (pokud nejsou poškozené).
4. Doplnění nových součástí - dílů, které nahradí poškozené nebo ty, které se stále vyměňují (ložiska, těsnění).
5. Důkladná zkouška ventilu/regulátoru tlaku nebo elektronického seřizovače - v této fázi se vymění snímač polohy systému s proměnnou geometrií nebo odvzdušňovacího ventilu (je-li přítomen a poškozen) a zregeneruje se elektronický seřizovač odvzdušňovacího ventilu/ventilu s proměnnou geometrií (je-li poškozen).
6. Vyvažování rotoru turbodmychadla při volnoběhu - první ze dvou fází vyvažování rotačního systému turbodmychadla, které spočívá v korekci "vyběhnutí" rotoru během provozu. Měření se provádí na vysoce kvalitním vyvažovacím stroji Schenck.
7. Montáž jádra turbodmychadla - kompletní rotační systém včetně nových ložisek a těsnění se montuje do středového tělesa turbodmychadla ("jádro", "CHRA").
8. Vysokorychlostní vyvažování rotačního systému - přesné měření a korekce vyvážení celého rotačního systému pracujícího v ložisku při otáčkách až 200 000 ot/min. Během několika měřicích cyklů je nevyváženost korigována na odpovídající hodnotu, často nižší než u zcela nových turbodmychadel. Během této operace pracuje turbodmychadlo za podobných podmínek jako spalovací motor - rotační systém dosahuje otáček řádově 200 000 ot/min a do jeho ložisek je nepřetržitě přiváděn motorový olej pod odpovídajícím tlakem (což rovněž umožňuje ověřit těsnost mazacího systému turbodmychadla). Vyvažování při vysokých otáčkách se provádí na vysoce kvalitních vyvažovacích strojích Schenck.
9. Předmontáž turbodmychadla a nastavení/kalibrace systému regulace tlaku přeplňování - přesné nastavení pracovního rozsahu odvzdušňovacího ventilu nebo systému s proměnnou geometrií.
10. Konečná montáž turbodmychadla a závěrečná kontrola kvality v souladu s normou ISO 9001:2015.

Příčiny a typy poškození.

S našimi specialisty si můžete být jisti, že oprava turbodmychadla bude provedena komplexně a profesionálně. Naším cílem je nejen odstranit závadu, ale také pochopit a poskytnout zákazníkovi informace o možných příčinách. Jsme přesvědčeni, že takový přístup umožní předejít podobným problémům v budoucnu, a proto se vždy snažíme jednat transparentně a s plným nasazením.

Příznaky, které mohou indikovat vadné turbodmychadlo:

1. Zhoršení výkonu motoru (často označované jako "nedostatek výkonu motoru").
2. Hluk - pískání, hučení
3. Šedý/modrý/černý kouř vycházející z výfukového potrubí
4. Úniky oleje z turbodmychadla, zvýšené ztráty motorového oleje

Nejčastější poruchy turbodmychadla jsou:

1. Úniky oleje do sacího a/nebo výfukového systému motoru jsou obvykle způsobeny poškozením nebo opotřebením těsnicích kroužků turbodmychadla nebo zvýšenou vůlí rotoru. Je však třeba poznamenat, že úniky oleje mohou postihnout i plně funkční turbodmychadlo, které nemá správné provozní podmínky (především volný průtok oleje z turbodmychadla do motoru).
2. Mechanické poškození lopatek kompresoru a/nebo turbíny způsobené zejména cizími tělesy v sacím nebo výfukovém systému motoru.
3. Zvýšená radiální a/nebo axiální vůle rotoru (v extrémních případech zlomená hřídel), která je obvykle důsledkem znečištění motorového oleje nebo nedostatečného mazání rotačního systému.
4. Závady v systému řízení tlaku přeplňování - netěsný nebo zablokovaný tlakový/vakuový ventil, poškozený snímač kopírování turba (vypouštěcí nebo snímač polohy ventilů s proměnnou geometrií), elektronický regulátor. Příliš velký nános karbonu může zablokovat nebo omezit provozní rozsah systému variabilní geometrie turbodmychadla.
5. Praskliny v tělese turbíny (včetně výfukového potrubí motoru, pokud je s ním integrováno). Tento jev je zvláště častý u turbodmychadel pracujících v benzinových motorech z důvodu vyšší teploty výfukových plynů ve srovnání se vznětovým motorem.