Wydruk strony Farmer.pl - portal nowoczesnego rolnika

Turbosprężarka - jak o nią dbać?

Autor: Wojciech Denisiuk

Dodano: 12-12-2014 06:41

Turbodoładowanie to najłatwiejszy sposób podniesienia mocy oraz sprawności silnika. Można je spotkać już w większości jednostek napędowych nowoczesnych maszyn rolniczych. Jednak turbina nie jest wieczna, a jej wymiana to zazwyczaj dość duży koszt.

Turbosprężarki w silnikach ciągników rolniczych pojawiły się już dosyć dawno. Początkowo stosowano je tylko w modelach o dużej mocy, z czasem jednak trafiły również do małych ciągników, znajdując dzisiaj właściwie powszechnie stosowane. Oczywiście, jest to rozwiązanie, które w jakimś stopniu komplikuje budowę silnika, a także podnosi koszty jego eksploatacji - nawet jeśli turbosprężarka nie ulegnie awarii, dodatkowe wydatki związane będą z częstszą niż w silniku wolnossącym wymianą oleju silnikowego i filtrów powietrza.

TURBINA NIE TYLKO DLA MOCY

Niestety, turbiny nie są wieczne, a ryzyko ich uszkodzenia znacznie wzrasta jeśli użytkownik ciągnika zapomina o kilku podstawowych zasadach eksploatacji turbodoładowanego silnika. Bywa, że żywotność tego elementu wynosi kilka, a czasami nawet kilkanaście tysięcy motogodzin. Zróżnicowany jest też koszt naprawy oraz wymiany. Najdroższe są turbosprężarki o zmiennej geometrii i z elektronicznym sterowaniem wydajnością, stosowane w nowoczesnych ciągnikach.


Można się zastanawiać, po co tak kosztowny i wrażliwy na uszkodzenia element montuje się w silnikach pojazdów rolniczych, skoro powinny być one przede wszystkim niezawodne i bardzo trwałe? Na pewno nie jest to złośliwość konstruktorów.

Doładowanie przy pomocy turbosprężarki ma wiele zalet. Przede wszystkim pozwala przy tej samej pojemności silnika uzyskać dużo większą moc, a jednocześnie obniżyć zużycie paliwa. Jest to możliwe dzięki temu, że turbina wtłacza do komory spalania większą ilość powietrza, czyli tlenu. Dzięki temu można w tym samym momencie spalić więcej paliwa uzyskując tym samym wyższą moc.


Bardzo istotne jest również to, że turbodoładowanie daje inżynierom większy wpływ na kształtowanie procesu spalania, możliwe jest m.in. spalanie mieszanek ubogich (z dużym nadmiarem powietrza), dzięki czemu uzyskuje się niższą emisje szkodliwych substancji.

Z praktycznego punktu widzenia duże znaczenie ma też większy moment obrotowy, a także jego korzystniejszy przebieg - wysoką wartość osiąga już przy niskich obrotach. Podsumowując: silniki z turbodoładowaniem są mocniejsze, oszczędniejsze, czystsze ekologicznie oraz osiągają wyższą sprawność termodynamiczną i z całą pewnością nie znikną z maszyn rolniczych.

KLUCZOWE JEST WŁĄCZANIE I WYŁĄCZANIE SILNIKA

Aby uchronić się przed kosztami częstej regeneracji lub wymiany turbosprężarki, nie pozostaje nic innego, jak nauczyć się ich prawidłowej eksploatacji. Żeby jednak łatwiej było zrozumieć dlaczego trzeba nieco inaczej postępować podczas włączania i wyłączania silnika z doładowaniem, warto przybliżyć zasadę jego działania.

Turbosprężarka o stałej wydajności (najpopularniejsza w co najmniej kilkuletnich maszynach) jest w zasadzie bardzo prostym urządzeniem. Jej podstawowy element to wirnik na którego jednym końcu znajduje się turbina, a na drugim sprężarka łopatkowa. Turbina wprawiana jest w ruch obrotowy przez ciśnienie spalin, tym samym umieszczona z drugiej strony sprężarka zaczyna tłoczyć powietrze do cylindrów.

W przypadku turbosprężarki o zmiennej geometrii (wydajności), budowa ulega skomplikowaniu. Dodatkowym elementem jest kierownica z układem sterowania, która kierując strumieniem spalin zwiększa prędkość obrotową wirnika a tym samym ciśnienie doładowania przy małych obrotach. Niestety, w takim przypadku rośnie liczba elementów, które mogą ulec zużyciu.

W turbosprężarce o stałej geometrii uszkodzeniu może ulec tylko wirnik i jego łożyskowanie lub łopatki sprężarki. Przy zmiennej geometrii dochodzi jeszcze zużycie elementów kierownicy lub starowania.

Teoretycznie trwałość turbosprężarek powinna być bardzo wysoka jednak pracują one w bardzo niekorzystnych warunkach. Przede wszystkim duża temperatura spalin powoduje również silne rozgrzanie mechanizmu, dlatego trzeba zapewnić odpowiednie smarowanie wirnika, który może obracać się z prędkością nawet ponad 200 tys. obr./min. Uzyskanie tak dużych prędkości jest możliwe dzięki specjalnemu smarowaniu, tzw. filmowi olejowemu tworzonym przez olej utrzymywany pod odpowiednio wysokim ciśnieniem. Jego spadek, a tym bardziej brak (nawet chwilowy) prowadzi do niemal natychmiastowego uszkodzenia powierzchni wirnika i łożysk ślizgowych.

Najbardziej kluczowe momenty dla trwałość turbosprężarki to rozruch i wyłączenie silnika. Kiedy silnik nie pracuje większość kanałów olejowych jest pusta bo olej spływa do miski olejowej. Jeśli więc następuje rozruch zimnego silnika, może minąć nawet kilkanaście sekund zanim olej dotrze do wirnika turbiny i zapewni mu odpowiednie smarowanie. Dlatego by nie przyczyniać się do szybszego zużycia turbosprężarki należy zawsze odczekać przynajmniej kilkadziesiąt sekund zanim zwiększymy obroty silnika.

Nie mniej istotny jest moment wyłączenia. Turbina wirująca z ogromną prędkością zatrzymuje się dużo później niż silnik, więc obraca się jeszcze gdy pompa olejowa już nie pracuje. To zjawisko również przyspiesza zużycie wirnika. Zanim więc wyłączymy silnik trzeba go pozostawić przez chwilę na wolnych obrotach aby turbina uległa schłodzeniu a wirnik wytracił prędkość.

Inną częstą przyczyną spadku sprawności turbiny jest uszkodzenie łopatek zasysających powietrze. Zdarza się to jeśli do układu dolotowego trafiają ciała obce. Nie musi to być jednak zabłąkana nakrętka, wystarczy że filtry powietrza przepuszcza trochę pyłów, które z czasem doprowadzają do wytarcia łopatek. Na uszkodzenie mechanizmów odpowiadających za zmianę geometrii użytkownicy nie mają wpływu bo jest to wynik naturalnego zużycia współpracujących ze sobą elementów.

DIAGNOZA USTERKI

Objawy niesprawności turbosprężarki są różne: spadek mocy, wzrost zużycia paliwa i oleju silnikowego, czarne spaliny, głośna praca. Niestety, podobne objawy mogą mieć zupełnie inne przyczyny, n przykład związane z niesprawnym układem wtryskowym. Zanim więc postanowimy wydać często niemałe pieniądze na naprawę lub wymianę turbiny, postarajmy się o fachową diagnostykę.

Na pewno sygnałem świadczącym o słabej kondycji turbosprężarki jest zwiększone zużycie oleju silnikowego, a jednocześnie jego obecność w dużej ilości w kolektorze dolotowym.

Ślady ocierania łopatek o obudowę to już dobitne świadectwo tego, że wymaga ona naprawy. Sprawdzanie luzu wirnika jest o tyle bezcelowe, że nawet w nowej turbosprężarce jest on dość znaczny - luz kasuje się dopiero pod wpływem dostarczonego pod ciśnieniem oleju.

LEPIEJ ZREGENEROWAĆ, NIŻ KUPIĆ UŻYWANĄ

Co zrobić jeśli jesteśmy pewni, że turbosprężarka jest niesprawna? Są trzy rozwiązania: naprawa, kupno nowej lub montaż używanej. Ostanie rozwiązanie zdecydowanie odradzamy, bo może być to zwyczajna strata czasu i pieniędzy - po zamontowaniu może się okazać, że nabyta turbosprężarka jest w nie lepszym stanie niż dotychczasowa.

Zdecydowanie lepszym wyjściem jest naprawa, zwłaszcza że większość turbin nadaje się do regeneracji. W przypadku podzespołu o stałej geometrii, właściwie jedyną barierą w naprawie jest dostępność części, która jednak zdarza się jedynie w przypadku bardzo starych i niepopularnych silników. Koszt regeneracji jest dość zróżnicowany.

Oczywiście, mimo że bez trudu można kupić zestawy naprawcze. Samodzielny remont jednak nie wchodzi w grę. Turbosprężarka jest dość prostą konstrukcją, ale niezwykle precyzyjną, a jej wirniki wymagają wyważania statycznego i dynamicznego w specjalnych maszynach.

Większy problem finansowy mogą mieć właściciele ciągników w których zastosowano turbosprężarki ze zmienną geometrią. Teoretycznie nie powinno się ich naprawiać ze względu na trudności z regulacją i nietrzymanie fabrycznych parametrów. W praktyce niektóre warsztaty podejmują się regulacji na zasadzie prób i błędów. Efekty są czasami dobre, czasami dalekie od oczekiwań.

Niestety, turbosprężarki ze zmienną geometrią są dużo droższe i mogą kosztować od 2,5 do nawet kilkunastu tysięcy złotych.

WYMIANA MOŻE BYĆ KOSZTOWNA

Profesjonalna regeneracja to zazwyczaj koszt od 700 do 2,5 tys. zł - wszystko zależy od stopnia uszkodzenia. Czasami bywa jednak tak, że turbiny nie da się naprawić. Wtedy trzeba się przygotować na wydatek od 800 do nawet kilkunastu tys. zł w zależności od marki i modelu ciągnika.

Najmniej bo około 500-900 zł zapłacimy jeśli uszkodzony jest sam wirnik. Do kilkuset złotych drożej - jeśli zużyte jest też łożyskowanie i uszczelnienia. Jeśli zbyt długo zwleka się z naprawą, uszkodzeniu może ulec nawet korpus co powoduje, że koszt naprawy może przekroczyć 2 tys. zł.

JAKOŚĆ OLEJU A TRWAŁOŚĆ TURBOSPRĘŻARKI

Olej silnikowy musi przede wszystkim spełniać parametry zalecane przez producenta silnika, na przykład: 10W-30 API CG-4/CF-4/SJ. W tych kodach ukryte są informacje o lepkości oleju, dopuszczalnych temperaturach pracy itp. Są one bardzo ważne dla poprawnej pracy silnika i turbosprężarki.

Szczególnie groźne, nie tylko dla turbiny, jest zastosowanie zbyt gęstego oleju, na przykład 15W-40 zamiast zalecanego 5W-40. Efektem takiej zamiany jest dotarcie gęstszego oleju do turbiny na przykład z 20-sekundowym opóźnieniem, co przyspiesza jej zużycie.

Bardzo ważna jest też dość częsta wymiana oleju, gdyż jego właściwości z czasem ulegają pogorszeniu, a ponadto rośnie w nim udział zanieczyszczeń i związków chemicznych mających wpływ na przyspieszone zużycie łożyskowania i wirnika.

Oprócz wymiany oleju warto też pamiętać o kontroli przepustowości magistrali zapewniającej smarowanie turbiny. Na ogół jest to kilkudziesięciocentymetrowa rurka, której drożność z czasem ulega pogorszeniu, przez co spada jakość smarowania.

×