Obecnie poza kilkoma modelami zza wschodniej granicy zdecydowanie ze świecą dziś szukać nowych modeli ciągników, których silniki nie posiadają układu doładowania powietrza. Stało się ono integralną częścią niemal każdego ciągnikowego silnika do tego stopnia, że ciągnik bez turbo to dziś niemal przysłowiowy “biały kruk”.

Jednak turbosprężarka uchodzi za jeden z bardziej awaryjnych podzespołów, a jej żywotność w jednym ciągniku może wynosić zaledwie kilka, a w innym kilkanaście tysięcy motogodzin. Podstawową awarią, którą spotyka się w turbosprężarkach, jest przyspieszone zużycie elementów ruchomych wynikające z nieprawidłowości w ich smarowaniu.

Zobacz preferencyjne warunki ofert finansowania maszyn!

To, jak długo będzie działać w pełni bezawaryjnie, zależy oczywiście od wielu czynników: producenta, obciążenia silnika, rodzaju pracy, regularnej wymiany oleju silnikowego, ale także od użytkownika. Jak więc sami możemy wpłynąć na długość pracy turbiny w naszym ciągniku?

Przekrój turbosprężarki. Po lewej strona gorąca (spalinowa), po prawej zimna (powietrzna) fot. NASA
Przekrój turbosprężarki. Po lewej strona gorąca (spalinowa), po prawej zimna (powietrzna) fot. NASA

Jak działa turbosprężarka?

Schematyczna budowa układu doładowania powietrza jest dość prosta. Na obu końcach wspólnej osi umieszczone są dwa odpowiednio ukształtowane wirniki. Przez jeden przepływają spaliny wydostające się z silnika, co wprawia go w ruch, a następnie przez wspólną oś przekazywane są na drugi wirnik. Ten, obracając się, powoduje sprężenie powietrza wpływającego do kolektora ssącego.

Jak wiadomo, im więcej tlenu dostarczymy do komory spalania, tym to spalanie będzie wydajniejsze i więcej energii uzyskamy. Następnie spaliny wydostając się na zewnątrz, napędzają “gorący” wirnik turbosprężarki i tak obieg energii się zamyka.

Szukasz ciągnika? Sprawdź oferty na portalu Giełda Rolna!

W rzeczywistości oba połączone ze sobą osią wirniki są do siebie odpowiednio dopasowane pod względem wielkości łopatek i strumienia spalin oraz powietrza. Pozwala to, wraz z coraz częściej stosowaną zmianą kąta łopatek wirnika, dopasować ładunek powietrza do zapotrzebowania mocy silnika i jego wydajniejszej oraz oszczędniejszej pracy. Same procesy zachodzące w układzie doładowania silnika dzieją się automatycznie i jako użytkownicy ciągnika nie mamy na nie wpływu. Nie mamy poza jednym wyjątkiem - trwałością.

Wróćmy do budowy turbosprężarki. Wprawiany w ruch przez spaliny silnika wirnik obraca się z prędkością sięgającą 200 tys. obr./min. i pracuje w temperaturach sięgających kilkuset stopni Celsjusza. Z punktu widzenia technologii materiałowej są to warunki krytyczne, dlatego sprawą kluczową staje się odpowiednie chłodzenie elementów turbosprężarki.

Turbosprężarki w ciągnikach rolniczych mają już kilkadziesiąt lat, ale nie znaczy to, że są bezawaryjne. fot. Artur Tłustochowicz
Turbosprężarki w ciągnikach rolniczych mają już kilkadziesiąt lat, ale nie znaczy to, że są bezawaryjne. fot. Artur Tłustochowicz

Turbosmarowanie

Za czynność tę odpowiada w głównej mierze olej silnikowy dostarczany pod wysokim ciśnieniem do korpusu turbosprężarki poprzez magistralę olejową. Kluczowym zagadnieniem jest tu właśnie owo ciśnienie oleju, który nie tylko smaruje oś turbosprężarki, ale także absorbuje ciepło. Im więcej oleju przepływa przez turbinę, tym więcej ciepła zostaje odebrane. Niby proste i skuteczne, ale problemem jest grawitacja.

Przyjrzyjmy się silnikowi naszego ciągnika z boku. Widzimy, że turbosprężarka umieszczona jest dość wysoko, tuż przy głowicy. Smarujący ją pod ciśnieniem olej dostarczany jest z pompy olejowej znajdującej się w misce olejowej, więc bardzo nisko. W zależności od typu konstrukcji silnika odległość ta wynosi nieraz kilkadziesiąt centymetrów.

I tu leży właśnie dość poważny problem, który zaczyna się, gdy po długotrwałej pracy ciągnika gasimy silnik. W chwili gdy przestaje on pracować, unieruchomiona zostaje także pompa olejowa, a tym samym ustaje smarowanie i chłodzenie turbosprężarki. Jej maksymalnie rozpędzone i rozgrzane wirniki i oś jednak nadal się obracają, ale już bez smarowania, co fatalnie wpływa na ich trwałość.

Ostudź turbinę

Oczywiście samego procesu zużycia elementów turbosprężarki w momencie zgaszenia silnika i braku smarowania nie jesteśmy w stanie całkowicie wyeliminować. Możemy go jednak znacznie osłabić, trzymając się podstawowej zasady obsługi turbodoładowanego silnika spalinowego: dać wystygnąć turbinie.

Ta prosta i skuteczna zasada przedłużenia życia turbosprężarce w ciągniku polega na nie wyłączaniu silnika natychmiast po zatrzymaniu ciągnika. Jedna czy dwie minuty spokojnej pracy na wolnych obrotach pozwolą znacząco wystudzić turbinę i uspokoić obroty wirników do wartości nominalnych obrotów, przy których zgaszenie silnika jest już “bezpieczne”.

Czynność stopniowego ochładzania turbosprężarki przed zgaszeniem silnika jest szczególnie wskazana po intensywnej pracy ciągnika z wykorzystaniem całej jego mocy. W takim przypadku zalecane jest nie tylko wyłączanie go “na raty”, ale także pokonanie ostatniego odcinka drogi spokojnym tempem, bez używania mocy i wysokich obrotów silnika.

Tyle mówią zalecenia eksploatacyjne producentów ciągników rolniczych. Oczywiście eksploatacja w rzeczywistości jest zupełnie inna i rzadko kiedy trzymamy się zaleceń. W dobie przerażająco drogich kosztów napraw lub wymiany turbosprężarki zalecenia te warto sobie od czasu do czasu przypomnieć.