Turbocompresoarele sunt sisteme de inducţie forţată. Ele comprimă aerul ce intră în motor.
Avantajul comprimării aerului, este că îi permite motorului să introducă mai mult aer în cilindru, iar mai mult aer introdus, înseamnă mai mult combustibil introdus.
Prin urmare se obţine o putere mai mare cu fiecare explozie din fiecare cilindru. Un motor dotat cu turbo produce mai multă putere decât acelaşi motor fără turbo. Turbina poate creşte semnificativ raportul putere-greutate al maşinii. Pentru a obţine acest efect, turbocompresorul foloseşte gazele de eşapament de la motor pentru a învârti o turbină care la rândul ei învârte o pompă de aer. Turbina din turbocompresor se învârte la viteze de până la 150.000 rotaţii pe minut (rpm). De aproximativ 30 ori mai repede decât orice motor de maşină proiectat până în momentul de faţă Din moment ce este legat la sistemul de evacuare, temperatura în turbină este de asemenea foarte ridicată. Turbocompresoarele ce echipează automobilele moderne sunt proiectate să funcţioneze pe toată durata de viaţă a motoarelor. Acestea nu necesită o întreţinere specială iar mentenanţa presupune câteva verificări de bază.
Părţile componente ale turbocompresorului cu geometrie variabilă şi senzor de turaţie.
- Conectorul senzorului de turaţie
- Carcasa turbinei
- Senzorul de turaţie
- Carcasa compresorului
- Compresorul
- Actuatorul pneumatic al geometriei turbinei
- Carcasa axului turbocompresorului
- Pârghie de acţionare geometrie turbină
- Tijă de acţionare geometrie turbină
- Coroana palelor secţiunii de curgere a gazelor arse
- Turbină
- Axul turbocompresorului
Pentru a asigura bună funcţionare a unui motor turbo, pe toată durata de viaţă a acestuia, trebuie să ne asigurăm că:
-uleiul şi filtrul de ulei, este schimbat la intervalele prevăzute în manualul de întreţinere;
-presiunea uleiului este menţinută între limitele normale;
-filtrul de aer este schimbat la intervalele prevăzute în manualul de întreţinere.
Care sunt cauzele defectării unui turbocompresor?
Aproximativ 90% din defectele unui turbocompresor se
datorează următoarelor cauze:
- Pătrunderea de corpuri străine în turbină sau compresor;
Ulei cu impurităţi;
Nivel de ulei necorespunzător (cu impact asupra presiunii uleiului); - Temperaturi mult prea ridicate ale gazelor de evacuare (datorită unui defect al sistemului de injecţie sau aprindere);
Funcţionarea la turaţii extreme;
Toate aceste cauze pot fi prevenite dacă motorul este întreţinut regulamentar având toate reviziile şi inspecţiile tehnice la zi.
Efectele defectării turbocompresorului asupra motorului
În cazul în care motorul nu funcţionează corespunzător, turbocompresorul este unul dintre „suspecţi”. Înainte de a ne apuca să verificăm turbocompresorul trebuie să ne asigurăm că celelalte sisteme ale motorului, care pot fi cauze ale defectului, funcţionează corect:
-circuitul de aer (conducte, filtru) este curat;
-motorul are compresie;
-sistemul de injecţie funcţionează corespunzător.
Un turbocompresor care funcţionează defectuos poate cauza următoarele simptome motorului:
TIPURI DE DEFECTE ALE TURBOCOMPRESORULUI
Funcţionarea necorespunzătoare a turbocompresorului poate fi rezultatul unui defect de natură mecanică sau de natură electrică. Din categoria defectelor mecanice putem identifica:
Contaminarea uleiului cu impurităţi
Uleiul dacă conţine impurităţi poate conduce la uzură abrazivă a bucşelor de frecare sau a axului turbocompresorului. Particulele fine, invizibile ochiului, conduc la o uzură a bucşelor, marginilor drepte fiind netezite. Particulele cu diametru mai mare produc uzuri pronunţate, canale, în bucşă sau axul turbocompresorului.
Lubrifierea necorespunzătoare cu ulei
Ungerea necorespunzătoare cu ulei, poate fi rezultatul debitului insuficient de ulei (blocarea canalelor de curgere) sau a contaminării chimice a uleiului (pierderea proprietăților de lubrifiere). În ambele cazuri axul turbinei nu este lubrifiat corespunzător (frecări mai mari deci temperaturi extreme), ceea ce conduce deteriorarea acestuia.
Funcţionarea la regimuri extreme
În cazul în care turbocompresorul se roteşte la turaţii extreme (ex. defect al supapei de descărcare, wastegate) axul şi turbina pot suferi defecte severe. Turaţiile extreme implică temperaturi extreme care pot conduce la arderea uleiului şi deci la lubrifiere necorespunzătoare. De asemenea turaţiile extreme solicită turbina şi compresorul foarte multe din punct de vedere mecanic, rezultatul fiind dezintegrarea acestora.
Pătrunderea de obiecte/particule solide în turbocompresor
Contactul particulelor solide cu turbocompresorului are urmări grave asupra acestuia datorită regimurilor de turaţie ridicate la care funcţionează. Nisipul, dacă pătrunde în compresor, are efect de eroziune asupra acestuia. De asemenea chiar şi materialele moi (textile, hârtie) pot conduce la deteriorarea compresorului dacă intră în contact cu acesta. Desprinderea ruginei sau a depunerilor de particule din galeria de evacuare poate de asemenea conduce la distrugerea turbinei.
Măsuri de siguranţă pentru o bună funcţionare a unei turbine:
Proprietarul vehiculului trebuie încurajat să respecte următoarele măsuri de siguranţă pentru a asigura o bună funcţionare a unei turbosuflante:
- După pornirea autovehiculului, accelerarea motorului este recomandată doar după ce presiunea uleiului a fost stabilizată. Turarea motorului imediat după pornire poate forţa turbosuflanta să funcţioneze la viteză maximă înainte că lagărele să poată fi lubrifiate adecvat. Funcţionarea unei turbosuflante cu lubrifiere insuficientă poate provoca uzura lagărelor. Repetarea acestei greşeli poate conduce la defectarea prematură a turbosuflantei.
- Oprirea motorului să vă face numai după scăderea turaţiei la ralanti. Turbosuflanta funcţionează la viteze şi
temperaturi constante care sunt mai mari decât cele ale celorlalte categorii de componente ale motorului. Atunci când un motor funcţionează la capacitate/turaţie maximă, viteza şi temperatura turbosuflantei sunt de asemenea la maxim. Pot apărea probleme ale motorului sau turbosuflantei atunci când motorul aflat la turaţie maximă este oprit brusc. Pentru evitarea problemelor se recomandă funcţionarea într-o stare de repaos medie sau cu o “sarcină uşoară”, care în acelaşi timp să menţină întreaga presiunea uleiului şi fluxul de aer din sistemul de răcire. Urmând aceste sfaturi se poate preveni rotaţia prelungită a turbosuflantei
fără lubrifiere şi formarea depunerilor de calamină în spatele rotorului turbinei, fapt ce conduce la uzura prematură a segmenţilor de etanşare. - Sistemul de ungere al unei turbosuflante auto trebuie amorsat de fiecare dată după ce a fost efectuat un schimb de ulei sau orice serviciu care implică o scurgere a uleiului. Motorul trebuie pornit de câteva ori înainte de a intra în sarcină. Apoi trebuie pornit şi lăsat la ralanti pentru o perioadă de 2-3 minute înainte de accelerare, pentru ca întreaga circulaţie a uleiului şi presiunea acestuia să se regleze.
- La temperaturi scăzute şi în cazul în care vehiculul nu a fost utilizat pentru o perioadă mai lungă de timp, presiunea normală a uleiului motorului şi curgerea acestuia sunt afectate. În aceste condiţii motorul trebuie pornit şi lăsat în starea de repaos pentru câteva minute, pentru a permite întregului sistem să ajungă la temperatura de lucru iar uleiul la vâscozitatea normală, înainte de a intra în sarcină.
- Trebuie evitate perioadele lungi de repaos ale motorului. Combinaţia de presiune scăzută din turbină şi compresor şi rotaţia mică a axului turbosuflantei poate permite uleiului să se prelingă peste segmenţi în turbină sau în compresor. Acest lucru poate produce uzuri în zona carcasei – lagăr în zona de etanşare a segmenţilor şi poate avea efecte negative asupra rotorului.
Componentele electrice, electronice ale unui sistem de supraalimentare cu turbocompresor sunt:
-Supapa de descărcare a aerului comprimat (blow off, pop off valve)
-Supapa de descărcare a gazelor de evacuare (wastegate)
-Actuatorul geometriei turbinei (poate avea şi senzor de poziţie)
-Senzorul de turaţie a axului turbocompresorului. Pentru fiecare componentă electrică standardul OBD defineşte coduri de eroare, pentru o mai bună diagnosticare a unui posibil defect.
Codurile OBD ale sistemului de supraalimentare (defecte electrice)
Datorită faptului că un defect al turbocompresorului sau al compresorului mecanic poate avea impact asupra creşterii emisiilor poluante, acestea intră sub incidenţa OBD.
