Komplett veiledning om bilens turbo: funksjon, feil og vedlikehold

Bilens turbolader, ofte kalt turbo, er en av bilindustriens viktigste innovasjoner. Dette overladingssystemet har revolusjonert forbrenningsmotorer ved å tilby en kombinasjon av økt kraft og drivstoffeffektivitet.

I dagens kontekst med stadig strengere utslipp og trenden med downsizing, blir forståelsen av hvordan turbinen fungerer og vedlikeholdet av turbinen avgjørende for enhver fører. Fra de første implementasjonene på 1960-tallet til moderne motorer har turbinen utviklet seg kontinuerlig og blitt en uunnværlig komponent.

Den historiske utviklingen av bilens turbokompressorer

Turbolading med turbolader ble først foreslått i 1905 av den sveitsiske ingeniøren Alfred Büchi, og oppfinnelsen ble dermed fremtiden for forbrenningsmotorer. I den kommersielle industrien tok det form tidlig på 1920-tallet, og ga en økning i motorens kraft med omtrent 40%. Opprinnelig ble turbiner implementert i store motorer - marine dieselmotorer, lokomotiver og senere i flymotorer.

De første implementasjonene på personbiler

Turboladeren ble første gang utviklet for personbiler i 1962 av General Motors for bilene i Chevrolet- og Oldsmobile Jetfire-seriene. Disse modellene ble tatt ut av produksjon et år senere på grunn av lav pålitelighet. I 1973 innførte BMW den første storproduserte bilen utstyrt med turbolader - BMW 2002. Andre produsenter begynte å tilby bensindrevne biler med turbo. På grunn av høy drivstofforbruk og turbo-lag-fenomenet, kjent som turbostrukturens forsinkede respons, forsvant motorene utstyrt med turbokompressor noen år senere, selv om de var kraftigere enn naturlig aspirerte motorer.

Gjenoppblomstringen av turbinen i moderne tid

Over tid har populariteten til bilens turbo økt, uansett om vi snakker om motorer med kompresjons-tenning eller tenningsmotorer. I dag dominerer turbiner i bilindustrien, slik at få produsenter lenger tilbyr naturlig aspirerte motorer.

Hva er og hvordan fungerer bilens turbo

Bilens turbo, også kalt turbo eller turbolader, er en enhet som bruker en del av eksosgassene fra motoren. Den styres av en wastegate-ventil gjennom bilens elektroniske kontrollenhet, avhengig av behov, og beskytter hele motorens samling.

Funksjonsprinsipper:

• Overlading av motoren ved å utnytte energien i eksosgassene
• Komprimering av luften som kommer inn i motoren
• Øke motorens innsupttrykk og dermed ytelse
• Øke maks trykk i forbrenningskammeret

Tilpasninger som er nødvendige for turbo-motorer

For at en motor med turbolader skal kunne fungere, må en turbo-motor i forhold til en naturlig aspirert motor tilpasses for å takle høyere termiske og mekaniske belastninger:

• Mer belastet motor og høyere driftstemperaturer
• betydelig høyere ytelse med høyere vedlikeholdskrav
• Mer komplekst system som krever ekstra vedlikehold

Turboladere deles inn i to store grupper: fast geometrisk og variabel geometrisk.

Konstruksjon og turbinenes komponenter

Turboladeren består av et senteraks dai et rotorkompressor ved den ene enden og turbinen ved den andre enden.

Den kjølige delen - kompressoren

Disse komponentene er plassert i et spiralformet hus laget av aluminium på kompressorsiden. Her har vi:

• Relativt lave temperaturer i luften
• Den reneste delen av turbinen
• Ansvarlig for komprimering av innsugluften

Den varme delen - turbinen

På turbindelen, den varme delen, når gassene temperaturer opp til 1000°C. Her har vi:

• Et mer motstandsdyktig materiale - støpejern
• Den mest “mørke og skitne” delen av turbinen
• Ansvarlig for å utnytte energien fra eksosgassene

Fordelene med turbinen

Miljø- og ytelsesfordeler

• Mindre utslipp - i samsvar med stadig strengere utslippsnormer
• Økt motorstyrke - mer kraft fra mindre sylindervolum
• Raskere akselerasjon - forbedret respons
• Større dreiemoment - tilgjengelig ved lavere turtall
• Redusert drivstofforbruk - forbedret energieffektivitet
• Downsizing - reduksjon av motorens totale sylindervolum

Hovedårsakene til turbinefeil

Turboladeren, slik den er designet, er ment å fungere gjennom hele motorens levetid uten behov for spesiell vedlikehold. Likevel skyldes turbinsvikt ofte av en kjede av andre tekniske feil eller feilaktige inngrep.

Feilaktige inngrep

En dårlig utførelse av omprogrammering (tuning) på bilen, med hensikt å øke kraften eller redusere drivstoffutslippene, kan forårsake:

• For høyt boost i turbinen
• Betydelig reduksjon i levetid
• Overskridelse av fabrikkens grenser for veivrotasjoner
• Høye temperaturer og utilstrekkelig smøring

Inntrenging av fremmedlegemer

En annen årsak til turbinsvikt er inntrenging av fremmedlegemer i turbinkassen eller kompressoren. Selv om gjenstandene er små, kan turbinenes rotasjonshastighet (100000-280000 rpm) forårsake:

• Skader på turbins blad
• Ubalanse i den roterende samlingen
• Irreversible skader på komponenter

På kompressorsiden trenger forurensning inn gjennom:

• Defekt, feil eller tilstoppet luftfilter
• Unnlatelse av periodisk vedlikehold

På turbinen kan forurensning komme inn gjennom:

• Forurensninger fra eksossystemet
• Ødelagte pakningsmaterialer

Smøring og smøreegenskaper

Feil oljetilførsel kan være forårsaket av:

• Bruk av feil olje - feil spesifikasjon
• Feil oljepumpe - utilstrekkelig trykk
• Lavt oljenivå - reduserer oljetrykket
• Forurenset olje - gir ikke tilstrekkelig smøring

Disse problemene fører til:

• Tidlig aldring av turbokomponentene
• Turbinelåsing
• Påvirkning av lagergruppen (aksel og radiale lager)
• Økt friksjon og temperatur

Problemer i eksossystemet

En annen mulig årsak er et tilstoppet eksossystem, en feil som forårsakes av:

• Tilstopping av partikkelfilteret
• Tilstopping av katalysatoren
• Økt mottrykk i eksossystemet

Symptomer på en defekt turbin

Krafttap uten røyk

Et symptom kan være krafttap uten røyk, som forekommer bare i turbomoduler med blokket variabel geometri. I slike tilfeller kontrolleres:

• Årsaken til blokkering av variabel geometri
• Vakuum- eller elektronisk aktuator
• Turbinens styringssystem

Krafttap med røyk

I tilfelle krafttap ledsaget av røyk, kontrolleres:

• Innsugsløpet
• Intercooleren (sprakk eller skadet)
• Slanger for trykk (falsk luft)
• EGR-ventil (åpen).
• Turbinkassen (overopphetet)

Årsaker til krafttap med svart røyk

• Defekt eller feil innmating av drivstoff
• Slitte eller tilstoppede injektorer
• Injeksjonspumpe som er justert feil
• Motorens slitasje - pakninger, ventilsits og sylinderforinger

Blått røyk – tegn på avansert slitasje

Når motoren avgir blått røyk (restaurering av turbinen anbefales), kan hovedårsakene være:

• Problemer på innsuget
• Motstand i eksossystemet
• Lekkasje i turbinen
• Tett oljeledning fra lageret
• Skittent kompressorrotor
• Slitte tetningsringer

Nødsituasjon – ødelagt turbo

Hvis du observerer tykk hvit røyk fra eksosanlegget samtidig med kraftig akselerasjon, kan du være sikker på at turbinen er ødelagt:

I så fall:

• Turboladeraksen knekker
• All olje passerer igjennom turbinen og blåses ut i eksosen
• Oljeantenning oppstår
• Motoren får olje og stopper ikke

Nødsløsniner:

1. Tett innsug med en fille – “drukning” av motoren
2. Gå i siste gir (kun manuell girkasse) – kraftig utløsning av clutch og nedbremsing

Suiering av turbinen – årsaker og betydning

Enhver turbokompressor som lager lyd når vi akselererer bør vekke oppmerksomhet, bortsett fra når det er en BOV-ventil (blow off).

BOV-ventil – normal lyd

BOV-ventilen er et trykkavlastningssystem som finnes på turbo-motorer for:

• Å gi en spesiell lyd ved girskifte
• Forhindre trykkrefleks i kompressoren
• Redusere slitasje på turbinen og motoren

Unormal suing fra turbinen

Hvis det plutselig oppstår en hylende lyd under akselerasjon:

• Denne lyden bør ikke ignoreres
• Spesielt hvis lyden plutselig oppstår og ikke utvikler seg gradvis
• Hvis lyden blir til en høy fløyte, nærmer turbinen seg slutten

Boost-lekkasje – trykktap

Lyden stammer ikke alltid fra turbinen. På innsugsløpet kan vi ha:

• Løs eller sprukket slange (boost leak)
• Luftlekkasjer – motoren “trekker falsk luft”
• Samtidig krafttap
• Lett å kontrollere visuelt

Riktig vedlikehold av turbinen

Ved motorstart

Ved motorstart tar det omtrent 4-12 sekunder før oljen fordeles til turbinen:

• Unngå å sette kjøretøyet i bevegelse umiddelbart
• Vent på oljefilmen
• Unngå brå akselerasjon
• Hold lav tomgang de første minuttene (under 2500-3000 rpm)

Viktigheten av oljetemperaturen

Oljeparametrene er forskjellige når den er kald:

• Den er tykkere
• Kan ikke sikre optimal smøring
• Må nå arbeidstemperaturen

Ikke alle kjøretøy har oljetemperatursensorer. Følg kjølevæsketemperaturen:

• Må nå arbeidstemperatur (85-95°C)
• Vent noen minutter ekstra for å varme opp oljen
• Oljen varmes opp saktere enn kjølevæsken

Riktig utnyttelse

I vanlig bruk er den største slitasjen forårsaket av termiske belastninger – temperaturforskjeller ved oppstart og stopp.

Forebygging av slitasje:

• Unngå brå akselerasjon ved lave turtall
• Etter 2000-2200 rpm kan du akselerere fullt ut
• Følg motorens oppvarmingsbetingelser

Kjøling etter anstrengelse

Kjøling av turbinen er svært viktig:

• Etter lange kjøreturer
• Etter kjøreturer med høy belastning
• La bilen gå i tomgang i minst 5 minutter
• Oljen har høy temperatur og spiller en rolle i kjølingen

Forebygging av tilstopping

Ved lavt kjøremønster blir turbinen utsatt. Bykjøring fremmer turbintilstopping:

• Kjør på åpne veier hver noen uker
• Hold turtallet høyt (4000-6000 rpm, avhengig av motor)
• I minst 20 sekunder
• Reduser oppbygging av avleiring inne i turbinen
• Rens turbinen og øk levetiden

Garantie for turbine-reparasjoner

Ved reparasjon eller utskiftning av turbinen, se etter tjenester som tilbyr:

• Kvalifisert personale
• Moderne diagnostisk utstyr
• Lang erfaring innen turboladere
• 12 måneders arbeidsgaranti uten kjørelengdebegrensning
• Rask levering av komponenter

Riktig vedlikehold av turbinen er den beste investeringen du kan gjøre for motorens ytelse og levetid. Ved å følge disse anbefalingene vil du ha en fungerende turbolader gjennom hele kjøretøyets levetid.