Oro, paduodamo į degimo kamerą, suspaudimas leidžia padidinti jo masę cilindre. Tai iš esmės praplečia galimybes ištobulinti darbo procesą, padidinti kuro ekonomiškumą ir galingumą, sumažinti kenksmingų teršalų arba šilumos apkrovas. Šios srities pirmieji eksperimentai vykdyti XIX amžiaus pabaigoje.
Turbokompresorių veikimo principai ir istorija
Nors turbokompresorius išrastas dar 1905 metais, plačiau pradėtas naudoti tik praėjus daugeliui metų. Nepaisant garbaus amžiaus, tokie įpūtimo agregatai naudojami ir nūdien. Tačiau dar populiaresni įrenginiai, kuriuose kompresorius dirba ne nuo alkūninio veleno, o dėl turbinos ratą sukančių išmetamųjų dujų energijos.
Turboįpūtimo agregato pagrindą sudaro velenas, ant kurio iš vienos pusės yra turbinos ratas, iš kitos - kompresorius. Turbina, naudodama išmetamųjų dujų energiją, įsuka bendrą veleną, o kartu su juo ir kompresorių, kuris pasiunčia šviežią „užtaisą“ (dyzeliui - orą, benzininiam varikliui - orą arba kuro ir oro mišinį) į cilindrus.
Mechaniniai kompresoriai: ,,Rutz‘‘ tipo
Iš konstrukcijų, kurios turėjo pasisekimą pirmąjį praėjusio amžiaus trečdalį, šiandien labiausiai paplitę „Rutz“ tipo rotoriniai kompresoriai. Mechaninių įrenginių pranašumai ir trūkumai sąlygojami jų stipraus ryšio su variklio velenu. Būtent dėl jo variklis ir mechaninis kompresorius visada stipriai sujungti, nepriklausomai nuo variklio darbo režimų.
Anksčiau mechaninius kompresorius dažniausiai montuodavo didelio tūrio varikliuose, siekiant padidinti jų galingumą. Šiandien, atvirkščiai, juos dažniau montuoja į sąlyginai nedidelius variklius ir suderina taip, kad jie gerintų cilindrų prapūtimą, sumažindami išmetamųjų dujų toksiškumą ir padidindami stūmoklinės dalies NVK (naudingo veikimo koeficientą).
Galimybė efektyviai dirbti esant mažoms apsukoms mechaniniams kompresoriams labai svarbi, juk būtent tai nuo seno buvo viena iš silpnų vietų. Viena iš svarbiausių priežasčių - oro pratekėjimas kompresoriuje, tuo didesnis, kuo mažesnis menčių sukimosi greitis. Atsiliepia ir papildoma variklio apkrova. Juk variklio galingumas esant mažoms apsukoms ir taip mažas, o jį dar verčia sukti kompresorių.
Turboįpūtimas: efektyvumas ir iššūkiai
Pagrindinės variklio charakteristikos, tokios kaip galingumas, sukimo momentas ir kuro sąnaudos, smarkiai pagerėja įmontavus turbokompresorių. Tačiau konstruktoriams tenka pasistengti suderinti paties variklio darbą su įpūtimo agregatu ir įveikti forsavimo sukeltos azoto oksidų koncentracijos didėjimą išmetamosiose dujose. Bet kurie kompresoriai leidžia iš esmės padidinti variklio sukimo momentą ir, dar svarbiau, išpešti iš jo kuo palankesnę apkrovos charakteristiką.
Turbokompresoriai ypač efektyvūs dyzeliuose, nes juose didesnis suspaudimo laipsnis ir išmetamųjų dujų slėgis. Firma „Opel“ pristatė šiems varikliams naują įdomų agregatą, o tiksliau - įpūtimo sistemą. Čia dvi turbinos dirba pagal gudrią kintamąją schemą.
- Kai alkūninis velenas sukasi iki 1800 aps/min, vožtuvas išmetamajame kolektoriuje įtraukia į darbą aukšto slėgio (iki 3,2 barų) mažąjį turbokompresorių.
- Iki 3000 aps/min abu agregatai dirba lygiagrečiai, o elektronikos kontroliuojamas vožtuvas tolygiai keičia išmetamųjų dujų, paduodamų į vieną ar kitą turbiną, tūrių santykį.
- Didysis kompresorius tuo metu suspaudžia orą, padidindamas slėgį įeigoje į mažąjį.
Konstrukcija ištobulinta 1,9 litrų dyzeliniame variklyje koncepciniam automobiliui „Opel Vectra ORS“. Toks turboįpūtimas leido padidinti galingumą iki 156 kVt/212 AJ, o sukimosi momentas pasiekė 400 Nm. Įspūdingi 85 kVt/112 AJ iš litro kol kas dyzelių rekordas.
Šilumos valdymas ir oro aušinimas
Kadangi spaudžiamas oras šyla, jo tankis mažėja. Tai trukdo kompresoriui „pripumpuoti“ į cilindrus tiek šviežio „užtaiso“, kiek jis teoriškai galėtų. Atitinkamai dujų apykaitos kokybė ir variklio NVK esti ne tokie aukšti, kokie galėtų būti. Kad išvengtų šio „nesusipratimo“, po kompresoriaus orą praleidžia per specialų radiatorių (paprastai aliuminį), pagal konstrukciją analogišką esančiam aušinimo sistemoje. Kai kada siekiant sumažinti įpučiamo oro temperatūrą naudojamas aušinimo skystis, kartais oro srovė, plūstanti judant mašinai.
Turbokompresoriaus gedimai ir jų priežastys
Turbokompresorius, dažnai vadinamas tiesiog turbina, yra svarbus automobilio komponentas, suteikiantis papildomos galios ir pagerinantis važiavimo dinamiką. Tačiau, kaip ir bet kuri kita automobilio dalis, turbina reikalauja tinkamos priežiūros, kad ilgai tarnautų ir veiktų be priekaištų.
Turbinos gedimų priežastys
Dažniausios turbinos gedimų priežastys
Turbokompresoriaus gedimus gali lemti daugybė veiksnių, tačiau pagrindinės priežastys dažniausiai susijusios su netinkama priežiūra ir eksploatacija:
- Tepimo sistemos problemos: Variklio alyva yra gyvybiškai svarbi ne tik bendrai variklio veiklai, bet ir turbokompresoriaus tinkamam funkcionavimui. Ji sutepa pagrindines judančias dalis, apsaugo jas nuo korozijos ir padeda palaikyti vėsinimą variklio veikimo metu. Kalbant apie turbokompresorių, jam reikalingas nuolatinis švarios, kokybiškos alyvos srautas.
- Alyvos trūkumas, netinkamai parinkta alyva arba prastos kokybės alyva gali sukelti teršalų kaupimąsi variklyje. Tai gali sukelti abrazyvinį poveikį turbinos vidinėms dalims.
- Alyvos perkaitimas, kuris dažnai išprovokuojamas, kai variklis po intensyvaus važiavimo atvėsimas užtrunka nepakankamai.
- Teršalai ir pašaliniai objektai: Turbokompresorius iš esmės susideda iš dviejų pagrindinių komponentų: kompresoriaus priekyje ir turbinos gale. Kartais svetimkūniai, tokie kaip dulkių dalelės, nešvarumai, smulkūs abrazyvai, gali patekti į turbiną per kompresoriaus arba turbinos įleidimo angą.
- Jei pašalinis objektas patenka į kompresoriaus korpusą, jis dažnai patenka iš oro filtro. Priešingai, jei pašalinis objektas sugadina turbiną, problema dažniausiai kyla dėl paties variklio.
- Turbinos efektyvumas sumažės, jei pašaliniai objektai pradės gadinti kompresoriaus guolius ar turbinos mentes.
- Automobilio amžius ir rida: Turbinos turėtų tarnauti pakankamai ilgai, bet deja įvairios aplinkybės gerokai sutrumpina jų tarnavimo laiką. Automobilio amžius ir rida yra svarbūs veiksniai, įtakojantys turbinos ilgaamžiškumą.
- Pažeistos tarpinės: Jei tarpinės tarp kompresoriaus ir variklio nusidėvi arba įtrūksta, alyva nutekės į išmetimo sistemą. Dėl to turbina turi daugiau dirbti, kad padidintų oro slėgį.
- Perkaitimas: Turbinos dirba su labai karštomis išmetimo dujomis, o aušinimo problemos gali sukelti metalo deformacijas ar net įtrūkimus.
Simptomai, rodantys turbinos gedimą
Gedimo požymiai gali būti įvairūs, tačiau atidžiai stebint automobilio veiklą, galima laiku pastebėti įspėjamuosius signalus:
- Automobilis pastebimai prarado galią: Automobilio įsibėgėjimas atrodo lėtas, triukšmingas. Automobilis gana sunkiai išlaiko didelį greitį.
- Iš išmetimo vamzdžio sklinda dūmai: Jei išmetimo vamzdžiu sklinda mėlyni arba juodi dūmai, tai gali reikšti, kad turbina leidžia alyvą arba per daug turtingas kuro mišinys. Kai alyva patenka į išmetimo sistemą, ji degdama išskiria išskirtinius mėlynus/pilkus dūmus.
- Keisti garsai: Švilpimas, kaukimas ar metalo tarškėjimas. Tai rodo turbinos mechaninio balanso praradimą arba vidinius pažeidimus.
- Prietaisų skydelyje užsidega variklio gedimo lemputė: Daugumos šiuolaikinių automobilių kompiuteris gali atpažinti turbo gedimus, o prietaisų skydelyje pasirodys variklio patikros lemputė.
Kuo ilgiau važinėsite automobiliu su pažeista turbina, tuo labiau bus sugadintas pats variklis, todėl remonto gali prireikti ne tik turbinai, bet ir varikliui. Žinoma, automobilis gali važiuoti su sugedusia turbina, bet kur kas geriau būtų neeksploatuoti jo ir nuvežti automobilį į remonto dirbtuves, kad būtų atlikta patikra ir remontas.
Turbinos priežiūra ir profilaktika
Norint užtikrinti ilgą ir patikimą turbokompresoriaus tarnavimo laiką, būtina laikytis kelių svarbių taisyklių:
- Reguliariai keiskite alyvą ir filtrus: Naudokite tik aukštos kokybės ir tinkamą alyvą. Pasidomėkite, kokią alyvą rekomenduoja automobilio gamintojas. Taip pat naudokite aukštos kokybės tepalo ir oro filtrus, nes jie atlieka labai svarbią funkciją.
- Pašildykite variklį prieš važiuodami (ypač šaltuoju metų periodu): Pašilus varikliui, pašyla ir alyva, ko pasekoje ji geriau tepa turbiną. Sutepta turbina mažiau dėvisi.
- Po vairavimo, sustojus, negesinkite variklio iš karto: Leiskite jam kelias minutes atvėsti. Tai ypač svarbu po didesnės apkrovos, kad turbina spėtų atvėsti ir alyva pilnai patektų į jos mazgus.
- Naudokite tinkamus kuro priedus: Jie padeda palaikyti turbinos švarą. Pavyzdžiui, profesionalus ir itin veiksmingas turbinos valiklis JLM Diesel Turbo. Panaudojus JLM Turbo Cleaner, nešvarumai ir suodžiai su laiku išnyks. Turbina dirbs pilnu našumu, o oro ir degalų santykis taps idealus.
Reikėtų suprasti, kad turbinos valiklis yra priežiūros priemonė, o ne esamo gedimo sprendimo būdas. Jį reikia naudoti prevenciškai, norint sumažinti apnašų kaupimąsi, periodiškas naudojimas tikėtina veiks daug geriau nei vienkartinis.
Turbinos remontas arba keitimas
Sugedus turbinai, svarbu kuo greičiau imtis veiksmų. Visų pirma, reikia patikrinti alyvos lygį ir nutraukti automobilio eksploatavimą, jei ji sparčiai nyksta. Tuomet patartina, kad automobilių servisas atliktų diagnostiką. Nustačius gedimą, egzistuoja keli pasirinkimai:
- Keisti visą turbokompresorių nauju: Nors naujas turbokompresorius yra patikimas, jo kaina gali būti išties didelė. Natūralu, kad pirmenybė turėtų būti teikiama naujai turbinai, nes jai bus suteikta ilgesnė garantija ir tarnaus ilgiau nei atnaujinta.
- Restauruoti esamą turbokompresorių: Alternatyva - turbinos restauravimas, kur keičiamos vidinės dalys (CHRA kasetė), atliekamas balansavimas ir kiti koregavimai.
Pastebėjus turbinos gedimą, būtina kreiptis į servisą atlikti patikrą, nustatyti problemas ir suremontuoti turbiną ar ją pakeisti nauja. Geriau neeksploatuokite automobilio su sugedusia turbina, nors juo važiuoti ir išeina.
Toyota Avensis savininkų atsiliepimai apie turbinas
Toyota Avensis savininkų nuomonės apie automobilį ir jo turbinos veikimą yra įvairios. Nors daugelis vertina automobilio patikimumą ir mažas eksploatacijos sąnaudas, kai kurie susiduria su specifinėmis problemomis.
Teigiami atsiliepimai
- „Geras kainos ir kokybės santykis.“
- „Patikimas automobilis, realiai tik filtrus ir eksploatacinius skysčius tereikia keisti.“
- „Variklis galingas, bet tuo pačiu ekonomiškas. Pajudėjus labai tyliai dirba, net greitkelyje neūžia.“
- „Patikimas automobilis, jokių netikėtų gedimų, tiktai planuoti reguliarūs susinaudojančių elementų pakeitimai.“
- „Puikus, patvarus automobilis. Labai gera garso izoliacija.“
- „2,0l D4D patikimas, 2,2l jau kiek daugiau bijo perkaitimo. Pakaba neužmušama.“
- „Vairuoju Avensį 2006m 2.0 Dyzeli 93kw. Per visą eksploatavimo laikotarpį teko keisti tik tepalus ir padangas žiemą/vasarą. Viska prižiūrint auto laiko idealiai.“
- „Automobilis 2015m Toyota avensis 2.0D mechanika. 92kw. Automobilis talpus, taupus, praktiškas. Per 184k buvo keisti tik filtrai, tepalai, stabdžių diskai ir kaladėlės.“
- „Auto patikimas, jeigu pilamas geras dyzelis, keičiami tepalai bent kas 12 000km ir važiuojant ramiomis apsukomis.“
Neigiami atsiliepimai ir problemos
- „Vid. EGR jų silpna vieta, bet gerai važiuoja ir blogai veikiančiu EGR.“
- „Gana jautri elektronika. Jautri nekokybiškam kurui.“
- „Per priekinio lango rėmus susidaro didžiulė akloji zona, kurioje kažkada pradingo visas Smart'as, su kuriuo vos nepadariau avarijos važiuodamas iš šalutinio kelio.“
- „Pernelyg kietai sureguliuota važiuoklė, komforto mažai.“
- „Su varikliu rimtų problemų nėra, visos dyzelio problemos, kurios yra pas kitus - yra ir čia. Tai turbinos, EGR DPF ir t.t., bet neapleidžiant galima eksploatuoti ilgai ir laimingai.“
- „Labai dažnas atvejis, kad šitose mašinose pavogia katalizatorių, kas buvo ir pas mane.“
- „Jeigu žiūrite 2.0 d 85kw su mechanine 5 pavarų dėže, tai pasivažinėkite ilgiau ant 5 bėgio, nes šio modelio liga - iškrenta 5 bėgis.“
- „Bet kas jau spėjo nusibosti, tai garso izoliacija, kurios praktiškai nėra.“
- „Problematiškas dalis - kondicionieriaus kompresorius - deficitas.“
- „Sunkus/kruvinas/varginantis priekinių lempučių keitimas...“
- „Variklis neefektyvus, traukos nėra, didesniu greičiu 10+ l. 100 km, dugno ir užpylimo vamzdžio korozija, garso aparatūra š.“
- „Visiškai netinkamas ilgoms kelionėms magistralėmis, dėl apgailėtinos garso izoliacijos važiuojant 130 km/h ir greičiau, triukšmas salone toks, kad neįmanoma susikalbėti su ekipažu, nesigirdi radijo.“