Turbodúchadlá

Turbodúchadlo - vznik a použitie.

Turbodúchadlá od svojho vzniku zmenili tvár motorizmu a priemyslu. Spočiatku sa používali najmä v letectve, ale rýchlo si našli cestu aj do osobných a nákladných automobilov, námorného a leteckého priemyslu. Vďaka svojej schopnosti zvyšovať výkon motora a zároveň znižovať emisie výfukových plynov sa stali neoddeliteľnou súčasťou mnohých moderných vozidiel. Spočiatku sa turbodúchadlá stretávali s niektorými problémami, ako napríklad oneskorenie reakcie na zmeny zaťaženia motora (známe ako oneskorenie turba/turbolag) a vyššie nároky na mazanie a chladenie. Vďaka technologickému pokroku a zavedeniu moderných riadiacich systémov sa však tieto problémy do veľkej miery vyriešili. Dostatočne rýchla a presná regulácia plniaceho tlaku, a tým aj hladký priebeh výkonu motora a vysokých hodnôt krútiaceho momentu, je možná vďaka zavedeniu variabilnej geometrie turbíny, elektronických akčných členov a konštrukcie Twin Turbo, t. j. sekvenčného plnenia.

Konštrukcia a princíp fungovania.

Výfukové plyny vychádzajúce z valcov motora sú vedené cez výfukové potrubie do skrine turbíny. Prúdia cez lopatky turbíny, ktoré sú tam umiestnené, uvádzajú do pohybu rotor turbodúchadla a potom voľne unikajú do výfukového systému motora. Na druhom konci hriadeľa sa nachádza kompresná turbína, ktorej rotujúce kompresorové koleso (kompresné koleso) nasáva vzduch, stláča ho na tlak vyšší ako atmosférický a smeruje ho ďalej cez sacie potrubie do valcov motora. Za nastavenie a udržiavanie správneho tlaku je zodpovedný riadiaci systém, wastegate alebo variabilná geometria turbíny (VNT/VGT/VTG). Rotačný systém je v strede turbodúchadla uložený v klzných ložiskách (menej často v guľôčkových ložiskách): hlavných a axiálnych (axiálnych). Motorový olej sa pod tlakom nepretržite privádza do stredného telesa turbodúchadla (ložisková skriňa/jadro/kľuková skriňa), preteká cez ložiskové usporiadanie rotačného systému a potom voľne prúdi späť do motora. Niektoré modely turbodúchadiel majú v ložiskovej skrini ďalšie kanály, cez ktoré prúdi chladiaca kvapalina - je to na zlepšenie chladenia jadra turbodúchadla a zníženie rizika spekania oleja vo vnútri.

Konštrukcia turbodúchadla:

1. Skriňa turbíny (tzv. tepelná strana)
2. Obežné koleso s turbínovým kolesom
3. Puzdro ložiska (jadro, korunky)
4. Ložisko - hlavné a axiálne ložisko (ložiská)
5. Tesniace krúžky a iné tesnenia
6. Puzdro kompresora
7. Kompresorové koleso (kompresné koleso)
8. Systém regulácie plniaceho tlaku (vypúšťací ventil/odpadový ventil alebo variabilná geometria)
9. Ovládanie regulácie plniaceho tlaku (tlakový/vákuový ventil alebo elektronický regulátor)
10. Obtokový ventil stlačeného vzduchu (len pre turbodúchadlá benzínových motorov)

Proces repasovania turbodúchadla.

Proces regenerácie pozostáva z niekoľkých hlavných fáz:

1. Posúdenie počiatočného stavu - najmä posúdenie prítomnosti a umiestnenia únikov oleja, viditeľných mechanických poškodení, posúdenie fungovania systému regulácie zvyšovacieho tlaku, účinnosti ventilu/ventilov a elektronických regulátorov. 
2. Rozloženie turbodúchadla na súčasti - umožňuje prístup k jednotlivým častiam turbodúchadla a dôkladné posúdenie všetkých jeho komponentov.
3. Čistenie komponentov - niekedy je možné až po dôkladnom vyčistení. Niektoré komponenty sa po vyčistení opätovne použijú v procese obnovy (za predpokladu, že nie sú poškodené).
4. Kompletizácia nových komponentov - dielov, ktoré nahradia poškodené alebo tie, ktoré sa neustále vymieňajú (ložiská, tesnenia).
5. Dôkladná skúška ventilu/regulátora tlaku alebo elektronického nastavovača - v tejto fáze sa vymení snímač polohy systému variabilnej geometrie alebo odvzdušňovacieho ventilu (ak je prítomný a poškodený) a zregeneruje sa elektronický nastavovač odvzdušňovacieho ventilu/ventilu variabilnej geometrie (ak je poškodený).
6. Vyvažovanie rotora turbodúchadla pri voľnobehu - prvá z dvoch fáz vyvažovania rotačného systému turbodúchadla, ktorá spočíva v korekcii "vybiehania" rotora počas prevádzky. Merania sa vykonávajú na kvalitnom vyvažovacom stroji Schenck.
7. Montáž jadra turbodúchadla - kompletný rotačný systém vrátane nových ložísk a tesnení sa montuje do stredového telesa turbodúchadla ("jadro", "CHRA").
8. Vysokorýchlostné vyvažovanie rotačného systému - presné meranie a korekcia vyváženia celého rotačného systému pracujúceho v ložisku pri otáčkach až do 200 000 ot/min. Počas niekoľkých meracích cyklov sa nevyváženosť koriguje na primeranú hodnotu, často nižšiu ako pri úplne nových turbodúchadlách. Počas tejto operácie turbodúchadlo pracuje za podobných podmienok ako spaľovací motor - rotačný systém dosahuje otáčky rádovo 200 000 ot/min a do jeho ložísk sa nepretržite privádza motorový olej pod príslušným tlakom (čo umožňuje aj overenie tesnosti mazacieho systému turbodúchadla). Vyvažovanie pri vysokých otáčkach sa vykonáva na vysokokvalitných vyvažovacích strojoch Schenck.
9. Predmontáž turbodúchadla a nastavenie/kalibrácia systému regulácie plniaceho tlaku - presné nastavenie prevádzkového rozsahu vypúšťacieho ventilu alebo systému s premenlivou geometriou.
10. Konečná montáž turbodúchadla a záverečná kontrola kvality v súlade s normou ISO 9001:2015.

Príčiny a typy poškodenia.

S našimi odborníkmi si môžete byť istí, že oprava turbodúchadla bude vykonaná komplexne a profesionálne. Naším cieľom je nielen odstrániť poruchu, ale aj pochopiť a poskytnúť zákazníkovi informácie o možných príčinách. Veríme, že takýto prístup zabráni podobným problémom v budúcnosti, a preto sa vždy snažíme konať transparentne a s plným nasadením.

Príznaky, ktoré môžu poukazovať na chybné turbodúchadlo:

1. Zhoršenie výkonu motora (často označované ako "nedostatok výkonu motora")
2. Hluk - pískanie, bzučanie
3. Šedý/modrý/čierny dym vychádzajúci z výfukového potrubia
4. Úniky oleja z turbodúchadla, zvýšené straty motorového oleja

Najčastejšie poruchy turbodúchadla sú:

1. Úniky oleja do sacieho a/alebo výfukového systému motora sú zvyčajne spôsobené poškodením alebo opotrebovaním tesniacich krúžkov turbodúchadla alebo zvýšenou vôľou rotora. Treba však poznamenať, že úniky oleja môžu postihnúť aj plne funkčné turbodúchadlo, ktoré nemá správne prevádzkové podmienky (predovšetkým voľný prietok oleja z turbodúchadla do motora).
2. Mechanické poškodenie kompresora a/alebo lopatiek turbíny spôsobené najmä cudzími telesami v saní motora alebo vo výfukovom systéme.
3. Zvýšená radiálna a/alebo axiálna vôľa rotora (v extrémnych prípadoch zlomený hriadeľ), ktorá je zvyčajne dôsledkom znečistenia motorového oleja alebo nedostatočného mazania rotačného systému.
4. Závady v systéme regulácie tlaku zvyšovania - netesný alebo zablokovaný tlakový/vákuový ventil, poškodený snímač turba (vypúšťací alebo snímač polohy ventilu s premenlivou geometriou), elektronický regulátor. Príliš veľký nános karbónu môže zablokovať alebo obmedziť prevádzkový rozsah systému variabilnej geometrie turba.
5. Trhliny v kryte turbíny (vrátane výfukového potrubia motora, ak je s ním integrované). Tento jav je obzvlášť častý v turbodúchadlách pracujúcich v benzínových motoroch z dôvodu vyššej teploty výfukových plynov v porovnaní so vznetovým motorom.