- Turboladeren udnytter udstødningsgasser til at øge motorens indsugningstryk og kraft
- Historisk blev turboer første gang brugt i personbiler i 1962, GM
- Moderne turbomotorer dominerer markedet, mens naturligt aspirerede motorer falder
- Turboer har fast geometri eller variabel geometri
Turboladeren, også kendt som turbo eller turboladet, er en af de vigtigste innovationer i bilindustrien. Dette overbelastningssystem har revolutioneret forbrændingsmotorer ved at levere en kombination af øget kraft og brændstoføkonomi.
I dagens strengere udledningsnormer og tendenser til downsizing bliver forståelsen af, hvordan turbinen fungerer og vedligeholdes, afgørende for enhver fører. Fra de tidlige implementeringer i 1960’erne til moderne motorer har turbinen konstant udviklet sig og er i dag en uundværlig komponent.
Den historiske udvikling af bilens turboladere
Fremstillelse af forstærkning via en turbolader blev første gang foreslået i 1905 af den schweiziske ingeniør Alfred Büchi; hans opfindelse banede vejen for fremtidens motorer med forbrændingsmotorer.
I den kommercielle industri tog turbinen fart i 1925 og øgede motorens effekt med omkring 40 %. Oprindeligt blev turboladere implementeret i store motorer – skibs-dieselmotorer, lokomotiver og senere i flymotorer.
Første implementeringer i personbiler
Turboladeren blev først udviklet til personbiler i 1962 af General Motors til Chevrolet- og Oldsmobile Jetfire. Disse modeller blev taget ud af produktion et år senere på grund af pålidelighedsproblemer.
I 1973 implementerede BMW den første masseproducerede bil udstyret med turbolader – BMW 2002. Andre producenter begyndte også at tilbyde benzinmotorer med turbo.
På grund af højt brændstofforbrug og det kendte turbo-lag-fenomen, hvor turtalets respons er forsinket, forsvandt turbo-motorer nogle år senere, selvom de var stærkere end naturlig aspirerede motorer.
Genoplivningen af turbinen i den moderne æra
Over tid voksede populariteten af bilens turbolader, uanset om vi taler om motorer med komprimeret tænde i-turbo eller tændrørsmotorer. I dag dominerer turbiner i bilindustrien, og få producenter tilbyder stadig naturligt aspirerede motorer.
Hvad er og hvordan fungerer bilens turbolader
Turboladeren, også kaldet turbo, er en enhed, der udnytter en del af motorens udstødningsgasser. Den styres af en wastegate-ventil gennem bilens elektroniske styreenhed afhængig af behovet og beskytter hele motorens samling.
Princippet for funktion:
- Overbelastning af motoren ved at udnytte energien i expanderede gasser
- Sammenpressning af luften der træder ind i motoren
- Forøgelse af indsugningstrykket og dermed motorens kraft
- Forøget maks. tryk i forbrændingskammeret
Tilpasninger nødvendige for turbo-motorer
For at kunne fungere med en turbolader skal en turbo-motor, sammenlignet med en naturligt aspireret motor, tilpasses til højere termiske og mekaniske belastninger:
- Mere stresset motor og højere driftstemperaturer
- Signifikant højere ydeevne med krævende vedligeholdelse
- Mere komplekst system, der kræver mere omhyggelig pleje
Turboladere deles i to store grupper:
- med fixed geometri
- med variable geometri
Konstruktion og komponenter af turboladeren
Turboladeren består af en aksel, hvorpå i den ene ende sidder kompressorens rotor og i den anden ende turbinen.
Den ‘kølige’ del – kompressoren
Disse komponenter er indkapslet i en kubeformet hus i aluminium på kompressorens side. Dette er den kølige del, hvor der er:
- Relativt lavere temperaturer i luften
- Den renere del af turboladeren
- Ansvarlig for kompression af indsuget luft
Den ‘varme’ del – turbinen
På turbinens side kommer gasserne op på meget høje temperaturer, helt op til omkring 1000°C. Her finder vi:
- Et mere modstandsdygtigt materiale – støbejern
- Den mørkeste og beskidte del af turbinen
- Ansvarlig for at udvinde energien fra udstødningsgasserne
Fordelene ved at implementere turboladeren
Turboladeren spiller en afgørende rolle i nutidens motorer af flere grunde:
Miljø- og præstationsfordele
- Lavere udstødning af forurenende stoffer – overholder strengere forureningsstandarder
- Øget motorstyrke – mere kraft fra mindre cylindervolumen
- Hurtigere acceleration – forbedret respons under gasgivning
- Større drejningsmoment – tilgængeligt ved lavere omdrejninger
- Reduceret brændstofforbrug – forbedret energieffektivitet
- Downsizing – nedskæring af motorens samlede slagvolumen
Hovedårsager til turbofejl
Turboladeren er konfigureret til at kunne fungere gennem hele motorens levetid uden særlig vedligeholdelse. Fejl i turbinen opstår dog ofte som følge af andre tekniske fejlkilder eller fejlinstik.
Forkerte indgreb
En dårligt udført tuning af bilen med det formål at øge ydeevnen eller sænke brændstofforbrug kan forårsage:
- For høj boost i turbinen
- Markant nedsat levetid
- Overskridelse af fabriksgrænser for turbinens omdrejninger
- Høje temperaturer og utilstrækkelig smøring
Indtrængen af fremmedlegemer
En anden årsag til turbofejl er indtrængen af fremmedlegemer i turbinkassen eller kompressorens hus. Selvom objekterne kan være små, kan turbinen rotere med hastigheder på 100.000-280.000 rpm, hvilket kan forårsage:
- Skader på turbinenens blades
- Ubalance i det roterende samling
- Irreversibelt skade på komponenter
På kompressorsiden kommer urenheder gennem:
- Defekt, utilstrækkelig eller tilstoppet luftfilter
- Manglende periodisk vedligeholdelse
På turbinsiden kan urenheder komme fra:
- Urenheder i udstødningssystemet
- Dæksler og pakninger i forringet stand
Problemer med smøring og olie
Utilstrækkelig oliekanalerforsyning kan skyldes:
- Brug af ukorrekt olie – forkerte specifikationer
- Oliepumpefejl – utilstrækkeligt olietryk
- Lave olieniveau
- Forurenet olie – giver ikke tilstrækkelig smøring
Disse problemer fremskynder:
- Tidlig ældning af turbokomponenterne
- Turbinen kan låse sig eller begynde at glide
- Påvirkning af lejesystemet (aksel og radial leje)
- Øgede friktioner og temperaturer
Problemer i udstødningssystemet
En anden mulig årsag er et tilstoppet udstødningssystem, en fejl forårsaget af:
- Tilstoppelse i partikelfiltreret
- Tilstopning af katalysatoren
- Øget modtryk i udstødningssystemet
Symptomer på en defekt turbolader
Krafttab uden røg
Et symptom kunne være krafttab uden røg, som ses hos turboladere med variabel geometri, der sidder fast. Her undersøges:
- Årsagen til blokeringen af variabel geometri
- Den vakuum- eller elektriske aktuator
- Turboladerens styresystem
Krafttab med røg
Ved krafttab ledsaget af røg kontrolleres:
- Indsugningsruten
- Intercooleren (skadet eller sprængt)
- Trykslangerne (falsk luft)
- EGR-ventil (fast i åben)
- Turboladerhuset (overophedet)
Årsager til krafttab med sort røg
- Defekt eller fejlagtig brændstoftilførsel
- Slidte eller snavset injektorer
- Injektorpumpe fejltilstand
- Motorens slid – rings, ventilkernes sæder, cylindre slidte
Blå røg – tegn på fremskudt slid
Når motoren udsender blå røg (genoprettelse af turboladeren anbefales), kan de primære årsager være:
- Problemer med indsugningen
- Modstand i udstødningssystemet
- Utætheder i turbinen
- Tilstopning af olieflow til lejerne
- Beskidset kompressorhjul
- Slid i tætningssegmenter
Nødsituation – sprængt turbolader
Hvis du observerer hvid og tæt røg fra udsugningen sammen med en tvunget acceleration, kan det være sprængt turbolader:
I dette tilfælde:
- Turboladerakslen går i stykker
- Al olie passerer gennem turboladeren og sprøjtes ud i udstødningssystemet
- Olies selvantændelse forekommer
- Motoren får olie og stopper ikke
Sikkerheds-løsninger:
- Bloker indsugningen med en klud – motoren ‘nedsænkes’
- Skift til det højeste gear (kun manuelt gear) – brat kobling og brug af bremse
Turboladerens susen – årsager og betydning
Enhver turbokompressor, der laver støj ved acceleration, bør give anledning til spørgsmål, undtagen hvis der er en BOV-ventil (blow-off).
BOV-ventil – den normale lyd
BOV-ventilen er en trykaflastningsventil placeret i turbo-motorer for:
- At give en særlig lyd ved gearskift
- At forhindre pusteop eller drive resonans i kompressoren
- At reducere slid på turbinen og motoren
Unormal turboladersusen
Hvis der under acceleration pludseligt opstår en sugende lyd, må dette ikke overses – især hvis lyden kommer pludseligt og ikke gradvist. Hvis lyden udvikler sig til en høj pibende lyd, er turboladeren tæt på slutningen.
Boost-leak – tryktab
Suset stammer ikke altid fra turbinen. På indsugningsvejen kan der være:
- Løst eller sprucket rør (boost-leak)
- Luftlækager – motoren trækker fals luft
- Samtidig krafttab
- Nemt at kontrollere visuelt
Korrekt vedligeholdelse af turboladeren
Ved motorens start
Det tager cirka 4-12 sekunder, før olien når ud til turbinen:
- Undgå at sætte køretøjet i gang med det samme
- Vent på, at oliefilmen dannes
- Undgå pludselige accelerationen
- Hold omdrejningerne lave de første minutter (under 2500-3000 rpm)
Vigtigheden af olietemperaturen
Olieparametrene adskiller sig, når olien er kold:
- Den er mere viskøs
- Den kan ikke sikre optimal smøring
- Den skal nå driftstemperaturen
Ikke alle køretøjer har olietemperatursensorer. Hold øje med kølevæskens temperatur:
- Den skal nå arbejdstemperaturen (85-95°C)
- Vent et par minutter mere for olieopvarmningen
- Olien varmes op langsommere end kølervæsken
Korrekt kørselsudnyttelse
Under normal kørsel vil den største slid typisk være forårsaget af termiske belastninger – forskelle i temperaturer ved start og stop.
Forebyggelse af slid:
- Undgå pludselig acceleration ved lave omdrejninger
- Efter 2000-2200 omdr./min kan du accelerere fuldt ud
- Følg motorens opvarmningsbetingelser
Køling efter anstrengelse
Køling af turboladeren er meget vigtig:
- Efter længere kørsler
- Efter hård kørsel
- Lad bilen køre i tomgang i mindst 5 minutter
- Olien har meget høj temperatur og fungerer som køler
Forebyggelse af tilstopning
Ved lavtgear- kørsel belaster turbinen. Bykørsel fremmer tilstopning af turbinen:
- En gang hver par uger, kør på åben vej
- Hold omdrejningerne høje (4000-6000 rpm, afhængigt af motor)
- Mindst 20 sekunder
- Reducer aflejringer indeni turbinen
- Rens turbinen og forlæng levetiden
Garantier ved reparation af turboladeren
Ved reparation eller udskiftning af turboladeren skal du søge efter service, der tilbyder:
- Kvalificeret personale i feltet
- Avanceret diagnostisk udstyr til fejlfinding
- Omfattende erfaring inden for turboladere
- 12 måneders garanti på udførelsen uden kilometergaranti
- Hurtig levering af komponenter
Den korrekte vedligeholdelse af turboladeren er den bedste investering, du kan foretage for motorens ydeevne og levetid. Ved at følge disse anbefalinger får du en velfungerende turboder gennem hele køretøjets levetid.