Komplett guide till bilens turbo: funktion och underhåll

Turboaggregatet, även kallat turbo eller turboladdare, är en av bilindustrins viktigaste innovationer. Det överladdar bensin- och dieselmotorer och ger en optimal balans mellan ökad effekt och bränsleeffektivitet.

I dagens allt striktare utsläppsstandarder och trend mot downsizing blir förståelsen av hur turbinen fungerar och hur den underhålls avgörande för varje förare. Från de tidiga implementeringarna på 1960-talet till moderna motorer har turbinen utvecklats kontinuerligt och blivit en oumbärlig komponent.

Historisk utveckling av bilens turbokompressorer

Turboöverladdning med turbo föreslogs först år 1905 av den schweiziske ingenjören Alfred Büchi, vars uppfinning lade grunden för framtidens förbränningsmotorer.

Inom kommersiell industri började det få fäste från 1925 och ökade motorstyrkan med cirka 40 %. Inledningsvis användes turbinerna i stora motorer – fartygsdieselmotorer, lokmotorer och senare i flygplansmotorer.

De första tillämpningarna i personbilar

Turboutvecklingen började först i personbilar från 1962, av General Motors för Chevrolet- och Oldsmobile Jetfire. Dessa modeller utgick ur produktion ett år senare på grund av låg tillförlitlighet.

1973 implementerade BMW den första storserieproducerade bilen utrustad med turboladdare – BMW 2002. Andra tillverkare började erbjuda bensindrivna turbomotorer.

På grund av högt bränsleförbrukning och fenomenet turbo-lag, känt som turbinsvar, försvann turbomotorerna några år senare trots att de var starkare än naturligt aspirerade motorer.

Renässansen av turbinen i modern tid

Med tiden ökade populariteten för turbinen oavsett om det handlar om förbränningsmotorer med kompressionssjäl eller tändmotorer. Idag dominerar turbomotorer bilindustrin och få tillverkare erbjuder fortfarande naturligt aspirerade motorer.

Vad är turbinen och hur den fungerar

Turboen, även kallad turbo eller turboladdare, är en anordning som använder en del av motorernas avgaser. Den styrs av en wastegate via bilens motorstyrdon (ECU) beroende på behov och skyddar därmed hela motorpaketet.

Funktionens principer:

• Överladdning av motorn genom att utnyttja energin i avgaserna
• Kompression av insugluften som går in i motorn
• Ökning av insugstrycket och därmed motorns effekt
• Ökning av maximal tryck i förbränningskammaren

Anpassningar som krävs för turbomotorer

För att kunna fungera med en turbinen måste en turbo-motor jämfört med en naturally aspirated motor vara anpassad för att klara av högre termiska och mekaniska påfrestningar:

• Mer krävande motor och högre driftstemperaturer
• Betydligt högre prestanda med högre underhållsbehov
• Mer komplext system som kräver extra skötsel

Turbosvar följer två huvudgrupper: med fast geometri och med variabel geometri.

Konstruktion och komponenter hos turbinen

Turboaggregatet består av en axel där ena änden bär kompressorns rotor och andra änden turbinklipparens rotor.

Den ‘kalla’ sidan – kompressorn

Dessa komponenter placeras i en spiralformad kåpa, tillverkad av aluminium på kompressor-sidan. Denna sida kännetecknas av:

• Relativt låga temperaturer på insugsluften
• Den renare delen av turboladdaren
• Ansvarig för att komprimera insugsluften

Den ‘varma’ sidan – turbinen

På turbinsidan når gaserna mycket höga temperaturer, upp till cirka 1000°C. Här finns:

• Ett mer motståndskraftigt material – gjutjärn
• Den mörkaste och smutsigaste delen av turbinen
• Ansvarig för att omvandla energin i avgaserna till roterande kraft

Fördelarna med att använda turbinen

Miljö- och prestandafördelar

• Lägre utsläpp i linje med strängare polutnormer
• Ökad motorstyrka i mindre motorer
• Snabbare acceleration med bättre respons
• Större vridmoment till låga varvtal
• Minskad bränsleförbrukning och förbättrad energieffektivitet
• Downsizing – minskad total cylindervolym

Huvudorsaker till turbins fel

Turboaggregatet är konstruerat för att fungera under motorens livslängd, men fel uppstår oftast av andra tekniska fel eller felaktiga ingripanden.

Okorrekt ingripande

En felaktig mjukvaruoptimering eller chip-tuning som syftar till högre kraft eller lägre bränsleförbrukning kan orsaka:

• För hög boost i turbinen
• Betydande minskning av livslängden
• Överskridande av fabrikens varvtalsgränser
• Höga temperaturer och otillräcklig smörjning

Fram- och främmande partiklar

En annan orsak till turbinsfel är främmande kroppar som tränger in i turbinkåpan eller kompressorn. Även små föremål kan orsaka:

• Skador på turbinens blad
• Obalans i roterande montage
• Reversibla skador på komponenter

På kompressorsidan kommer föroreningar in via:

• Ett defekt, felaktigt eller igensatt luftfilter
• Bristande periodisk revision

På turbinsidan kan föroreningar komma från avgasystemet eller skadade packningar.

Smörjning och smörjningsproblem

Otillräcklig oljeförsörjning kan orsakas av:

• Användning av olja som inte passar specifikationerna
• Okej oljepump – otillräcklig oljepresion
• Lågt oljenivå
• Smutsig olja – ger inte tillräcklig smörjning

Dessa problem medför:

• Tidigt åldrande av turbokomponenterna
• Turbinfrikoppling
• Påverkan på lager- och axiallager
• Ökad friktion och temperatur

Fel i avgasystemet

En annan möjlig orsak är igensatt avgasystem, vilket kan orsakas av:

• Partikelfilter som täpps igen
• Blockerat katalysatorn
• Ökat backtryck i avgasystemet

Symtom på en defekt turbo

Kraftförlust utan rök

Ett symtom kan vara kraftförlust utan rök, vilket vanligtvis sker när variabel geometri är låst. Då kontrolleras:

• Orsaken till geometri-blockeringen
• Vakument- eller elektronisk aktuator
• Turbinens kontrollsystem

Kraftförlust med rök

Vid kraftförlust med rök kontrolleras:

• Insugsvägen
• Intercoolern (sprucken eller skadad)
• Tryckslangen (läckor i luftsystemet)
• EGR-ventil (öppen/öppnad eller låst)
• Turbinhöljet (överhettat)

Orsaker till mörkbrunt rök – tidig slitage

• Defekt eller felaktig drivmedelsförsörjning
• Förorenade eller slitna injektorer
• Avstängd eller defekt bränslepump
• Motorens slitage – segement, ventilkamm och cylinderrörens lager

Blå rök – tecken på avancerat slitage

När vår motor avger blå rök (reparation av turbosystemet), kan huvudorsakerna vara:

• Problem på insugssidan
• Mottryck i avgasystemet
• läckage i turbinen
• Blockerat oljeflöde i lager
• Smutsiga kompressorkomponenter
• Slitna tätningar

Nödsituation – trasig turbo

Om du ser vit och tät rök från avgasröret och en kraftig acceleration kan det indikera en trasig turboladdare:

I detta fall:

• Turbinskadan uppstår i axeln
• All olja passerar genom turbon och utsläppsöppningen
• Olja antänds, och motorn får oljetillförsel och inte slutar att gå

Akuta åtgärder:

1. Täpp igen insuget med en trasa – motoröverväldigande
2. Gå i sista växeln (endast manuell växellåda) – frigör koppling och broms

Turboens ljud – orsaker och betydelse

Alla turbokompressorer som låter när vi acceleration borde väcka frågor, om det inte rör sig om en BOV-ventil (blow off).

BOV-ventilen – det normala ljudet

BOV-ventilen är en tryckavlastningsenhet som används i turbo-motorer för:

• Att ge ett särskilt ljud vid växling
• Att förhindra reverb i kompressorn
• Att minska slitage på turbinen och motorerna

Onormala turbo‑ljud

Om ett gnisslande ljud uppstår plötsligt vid acceleration:

• Ljudet bör inte ignoreras
• Särskilt om det uppkommer plötsligt och inte gradvis
• Om ljudet utvecklas till ett kraftigt visslande ljud närmare motorhaveri

Boost leak – tryckförluster

Det är inte alltid turbinen som orsakar gnisslingen. På insugssidan kan det uppstå:

• Löst eller sprucket slang (boost leak)
• Luftläckor – motorn drar fals luft
• Samtidig kraftförlust
• Enkelt att kontrollera visuellt

Korrekt underhåll av turbinen

Vid motorstart

När motorn startas tar det cirka 4–12 sekunder innan oljan fördelas från motorn till turbinen:

• Undvik att sätta fordonet i rörelse omedelbart
• Vänta tills oljefilmen bildats
• Undvik plötsliga accelerationsförsök
• Håll lågt varvtal under de första minuterna (under 2500–3000 rpm)

Betydelsen av oljetemperaturen

Oljans parametrar är olika när den är kall:

• Oljan är tjockare
• Den kan inte tillhandahålla optimal smörjning
• Den måste uppnå arbetstemperaturen

Inte alla fordon har oljetemperatursensorer. Följ kylvätskans temperatur:

• Uppnå arbetstemperaturen (85–95°C)
• Vänta några extra minuter för oljan att värmas upp
• Oljan värms upp långsammare än kylvätskan

Korrekt drift

I vanlig körning är den största slitaget till följd av termiska påfrestningar – temperaturskillnaderna vid uppvärmning och avstängning.

Förebyggande av slitage:

• Undvik plötsliga accelerationer vid låga varvtal
• Efter 2000–2200 rpm kan du accelerera fullt ut
• Respektera motoruppvärmningsvillkoren

Köldning efter arbete

Turboens kylning är mycket viktig:

• Efter långa körningar
• Efter tuff körning
• Låt bilen gå på tomgång minst 5 minuter
• Oljan är mycket varm och fungerar som kylning

Förebyggande av igensättningar

Vid låga belastningar utsätts turbinen för onödigt slitage. Kör på längre öppna sträckor några gånger varje vecka:

• Håll varvtalet högt (4000–6000 rpm, beroende på motor)
• I minst 20 sekunder
• Minska avlagringar i turbinen
• Rensa turbinen och förläng livslängden

Garanti för turbinsreparationer

Vid reparation eller byte av turbinen, sök tjänster som erbjuder:

• Kvalificerad personal inom området
• Av senaste diagnostikutrustning för felssökning
• Omfattande erfarenhet inom turboladdare
• Arbetsgaranti 12 månader utan körsträcka begränsning
• Snabb leverans av komponenterna

Korrekt underhåll av turbinen är den bästa investeringen för prestanda och motorlivslängd. Genom att följa dessa råd får du en fungerande turbo under hela fordonets livslängd.