- Turboşarj, egzoz gazı enerjisiyle emme havasını sıkıştırır.
- Günümüzde çoğu üretici atmosferik motor yerine turboşarj kullanıyor.
- Turbo lag nedeniyle başlangıçta popülaritesi düşse de yeniden yükseldi.
- Turboşarjlar sabit geometrili ve değişken geometrili olarak sınıflandırılır.
Giriş
Turboşarj, içten yanmalı motorlarda güç artışı ile yakıt verimliliğini aynı anda sağlayan en önemli yeniliklerden biridir. Bu aşırı beslemeli sistem, daha küçük hacimli motorlarda bile daha yüksek güç üretmesiyle otomobil endüstrisini kökten değiştirdi.
Günümüzde artan emisyon regülasyonları ve downsizing eğilimleriyle turboşarjlarının nasıl çalıştığı ve doğru bakımı neden kritik olduğunun anlaşılması, sürücüler için temel bir konu haline geldi. 1960’lardan günümüze uzanan yolculuk, turboşarjın sürekli gelişimini göstermiştir ve bugün çoğu üretici turboşarj kullanmaktadır.
Oto turboşarjlarının tarihsel gelişimi
İlk uygulamalar otomobillerde
Turboşarj uygulaması, termik motorlarda ilk kez 1905 yılında İsviçreli mühendis Alfred Büchi tarafından önerildi. Bu icat, içten yanmalı motorların geleceğini belirledi.
Ticari endüstride 1925’lerden itibaren şekillenmeye başladı ve motor gücünü yaklaşık %40 oranında artırdı. Başlangıçta turboşarjlar büyük motorlarda kullanıldı; ilk olarak deniz motorları, lokomotivler ve birkaç yıl sonra uçak motorlarında görülmüşte.
İlk uygulamalar on otomobiller
İlk defa otomobiller için 1962’de General Motors tarafından Chevrolet ve Oldsmobile Jetfire serisindeki modellerde kullanıldı. Bu modeller güvenilirlik sorunu nedeniyle bir yıl içinde üretimden çıktı.
1973’te BMW, seri üretimde turboşarjlı ilk büyük otomobille tanıştı: BMW 2002. Diğer üreticiler de benzinli motorlarda turboşarjlı otomobiller sunmaya başladı.
Yüksek yakıt tüketimi ve turbo lag olarak bilinen turboşarjın tepki süresinin gecikmesi nedeniyle turboşarjlı motorlar doğal emişli motorlara göre birkaç yıl sonra popülerliğini kaybetti; ancak güçleri daha yüksekti.
Modern çağda turboşarjın yeniden doğuşu
Zamanla turboşarjın popülerliği arttı ve bu durum, ateşleme tipi ne olursa olsun tüm motor tasarımlarında geçerlilik kazandı. Günümüzde turboşarjlar otomotiv endüstrisinde baskın konumda; pek çok üretici artık atmosferik motor sunmuyor.
Turboşarj nedir ve nasıl çalışır
Turboşarj, egzoz gazlarının bir kısmını kullanarak türbini döndüren ve bu enerjiyi kompresörü çalıştırarak emme havasını sıkıştıran bir bileşendir. Bu sistem, araçın ECU’si ve bir westgate valfi tarafından kontrollü şekilde yönetilir.
Principlesi:
- Motora güç sağlama gazlarla elektrik enerjisi değil, atık gazların enerjisi ile çalışır
- Hava akışını sıkıştırma motorun emme havasını artırır
- Emme basıncını yükseltme ve dolayısıyla motor gücünü artırma
- Yanma odasının azami basıncını artırma
Turbo motorlar için gerekli adaptasyonlar
Turbo ile çalışacak bir motor, doğal emişli motora göre daha yüksek termal ve mekanik yüklere dayanacak şekilde uyarlanmalıdır:
- Daha stresli bir motor ve daha yüksek çalışma sıcaklıkları
- Göreceli olarak daha yüksek performans, ancak daha yüksek bakım gereksinimi
- Artan karmaşık sistemler; özeni kaybetmeden bakımı gerekir
Turboşarjlar iki ana grupta sınıflandırılır: sabit geometrili ve değişken geometrili.
Turboşarjın yapısı ve parçaları
Turboşarj, bir aksa bağlı olarak iki uçta bulunan rotorlarla çalışır: bir uçta kompresör rotor, diğer uçta türbin rotor bulunur.
Soğuk taraf - Kompresör
Bu kısım, alüminyumdan yapılan bir dişli kapak içinde bulunur ve soğuk taraf olarak adlandırılır. Burada:
- Havanın sıcaklığı görece düşüktür
- Turbosuzun daha temiz bir kısmıdır
- Emme havasını sıkıştırmaktan sorumludur
Sıcak taraf - Türbin
Turboşarjın türbin kısmı, egzoz gazlarıyla çok yüksek sıcaklıklara (yaklaşık 1000°C) ulaşır. Burada:
- Dayanıklı bir malzeme olan dökme demir kullanılır
- Turbonun gaz kaçırma ve aşınmalarla karşılaştığı en karmaşık ve en sıcak kısmıdır
- Egzoz gazlarının enerjisini yakalar ve türbini döndürür
Turboşarjın uygulanmasının avantajları
Çevre ve performans faydaları
- Daha düşük emisyonlar – giderek katılaşan emisyon normlarına uyum
- Motor gücü artışı – aynı silindir hacminde daha çok güç
- Daha hızlı ivmelenme – gaz tepkisi iyileşir
- Daha yüksek tork – düşük devirlerde bile mevcut
- Yakıt tüketimi azaltımı – enerji verimliliği artar
- Downsizing – motor hacminin küçültülmesiyle toplam silindir hacmi düşer
Turboşarjın arızalanmasının başlıca nedenleri
Turboşarj, motorun yaşamı boyunca çalışacak şekilde tasarlanır; ancak çoğu arıza, diğer teknik kusurlar veya yanlış müdahalelerden kaynaklanır.
Yanlış müdahaleler
Bir aracın güç artırımı veya yakıt tüketimini düşürme amacıyla yapılan hatalı yazılım güncellemeleri veya ayarlamalar, şu sorunlara yol açabilir:
- Turboşarj üzerinde aşırı basınç artışı (boost)
- Ömrün ciddi ölçüde kısalması
- Şaft devrinin fabrika sınırlarını aşması
- Yüksek sıcaklıklar ve yağlama yetersizliği
Yabancı cisimlerin içeri girmesi
Bir turboşarjın gövdesine yabancı cisimlerin girmesi de arıza nedeni olabilir. Rotor hızlı dönmesi (100.000-280.000 rpm arasındaki hızlar) nedeniyle şu sorunlar oluşabilir:
- Turboşarj kanatçıklarında hasar
- Rotor dengesinin bozulması
- Bileşenlerde geri dönüşü olmayan zararlar
Kompresör tarafındaki kirlilik ve yağlama sorunları
Impuritățile pătrund prin:
- Hava filtresinin arızalı, uygun olmaması veya tıkanmış olması
- Periyodik muayenenin ihmal edilmesi
Türbinde de kovalamaya gelen kirlilikler:
- Egzoz sistemi kusurları
- Contalar sızdırmazlık parçalarının bozulması
Yağlama sorunları
Yanlış yağ teminatı şu sorunları doğurabilir:
- Yanlış tipte yağ kullanımı
- Yağ pompası arızası – yağ basıncı yetersiz
- Yağ seviyesi düşük – basınç düşüşü
- Yağda kirlenme – yeterli yağlama sağlamaz
Bu sorunlar, turboşarj bileşenlerinin erken yaşlanmasına ve türbinin sıkışmasına, rulman sistemlerinde zorluk ve artan sürtünmelere yol açabilir.
Egzoz sisteminde problemler
Bir diğer olası neden, tıkalı bir egzoz sistemiyle ilgilidir; bu da şu durumları doğurabilir:
- Partikül filtrelerinin tıkanması
- Katalizatorün tıkanması
- Egzoz sisteminde artan karşı basınç
Arızalı turboşarjın belirtileri
Dumsuz güç kaybı
Güç kaybı, turbo geometrisi kilitli olan turboşarjlarda görülen bir belirtidir. Bu durumda şu incelemeler yapılır:
- Değişken geometri kilitlenmesinin nedeni
- Vakum veya elektronik aktüatör
- Turbo tarafından kontrol sistemi
Dumanlı güç kaybı
Dumanlı güç kaybı durumunda şu kontroller yapılır:
- Emme yolunun doğruluğu
- Intercooler (kırık veya çatlak mı?)
- Basınç hortumları (yanama hava sızıntısı)
- EGR valfi (açık konumda mı?)
- Turbo kafası (aşırı ısınma)
Siyah dumanla güç kaybı nedenleri
- Besleme sistemi arızalı veya yanlış ayarlı
- Enjektörler aşınmış veya kirli
- Enjeksiyon pompası bozuk
- Motorun aşınması – segmanlar, supaplar oturmuş veya silindir duvarı aşınmış
Mavi duman - ileri aşınma belirtisi
Motorumuz mavi duman çıkarıyorsa (turboşarj restorasyonu önerilir), ana nedenler şunlar olabilir:
- Emme tarafında problemler
- Egzoz sisteminde direnç
- Türbinde sızıntılar
- Yağ akış sistemi bloğunun tıkanması
- Kompresör rotorunun kirli olması
- Sızdırmazlık segmanlarının aşınması
Acil durum - kırılan turboşarj
Egzoz hattında beyaz ve yoğun dumanla hızlanmayı fark ediyorsak, turboşarjın kırıldığını düşünülebilir:
Bu durumda:
- Turboşarj miline zarar gelir
- Tüm yağ turboşarj üzerinden geçer ve egzoza atılır
- Yağ yanmaya başlar
- Motor yağ ile beslenir ve durmaz
Acil çözümler:
- Admiisyonu bir bez ile tıkayarak motoru boğmak
- Son vitese geçiş (sadece manuel şanzıman) – debriyajı sert olarak bırakıp frenle güç boşalmasını sağlamak
Turboşarjın uğultusu - nedenler ve anlamlar
Her turboşarj, gaz tepkisi duyulduğunda ses çıkarırsa, bu durum dikkat gerektirir; BOV valfi varsa normal bir durum olabilir.
BOV Valfi - normal ses
BOV, turbo motorlarda basınçı serbest bırakmak için kullanılır ve:
- Şanzıman değişimlerinde özel bir sesi sağlar
- Kompresör dalgasını önler
- Turbo ve motor aşınmasını azaltır
Turboşarjın anormal uğultısı
Hızlanırken aniden gelen uğultı, şu durumlarda dikkate alınmalıdır:
- Ses aniden geliyorsa kaçınılmaz olarak kontrol edilmeli
- Ses ilerleyen bir ses değilse dikkatli olunmalı
- Ses yüksek bir uğultuya dönüşürse turbo ömrü sonuna yaklaşabilir
Boost leak - Basınç kaybı
Uğultunun her zaman turboşarjdan gelmediğini unutmayın. Emme yolunda şunlar olabilir:
- Gevşek veya çatlak hortum (boost leak)
- Hava sızıntısı – motor “yalan hava” çeker
- Anlık güç kaybı
- Görsel olarak kolayca kontrol edilebilen sorunlar
Turboşarjın doğru bakımı
Motoru çalıştırırken
Motor çalıştırıldığında yağın turbosu ulaşması yaklaşık 4-12 saniye sürer:
- Aracı hemen hareket ettirmeyin
- Yağ filmi oluşması için bekleyin
- Ani hızlanmalardan kaçının
- İlk birkaç dakika düşük devirde kalın (alt 2500-3000 rpm)
Yağ sıcaklığının önemi
Yağ parametreleri soğuk olduğunda farklı davranır:
- Daha viskozdur
- En uygun yağlama sağlayamaz
- Çalışma sıcaklığına ulaşmalı
Tüm araçlarda yağ sıcaklığı sensörleri bulunmayabilir. Soğutma sıvısının sıcaklığını izleyin:
- Çalışma sıcaklığına ulaşsın (85-95°C)
- Yağın ısınması için birkaç dakika daha bekleyin
- Yağ antifrizin ısısına göre daha yavaş ısınır
Doğru kullanımı
Normal sürüşte en büyük aşınma, termal yükler – çalışma ve durdurma süreçlerindeki sıcaklık farklarından kaynaklanır.
Kısa sürede yüksek devirlere çıkmayın, 2000-2200 rpm üzerinde tamamen kullanıma geçebilirsiniz, motorun ısınması için uygun ısıtma şartlarına uyun.
Efor sonrası soğutma
Turboşarj için soğutma çok önemlidir:
- Uzun mesafelerden sonra
- Zorlama sürüşlerden sonra
- Aracı rölantide en az 5 dakika bırakın
- Yağ çok yüksek sıcaklıkta olduğundan soğutma rolü oynar
Tıkanmayı önleme
Suburban sürüşlerde turbo şarj zorlanır. Açık yollarda periyodik olarak kısa süreçli sürüş yapın, turbo ev akışlarını temiz tutun ve turboşarjın ömrünü uzatın:
- Haftada bir kez deneyin, 4000-6000 rpm aralıklarında sürüş yapın, 20 saniye en az
- İçten yanmalı kalıntıları azaltın
- Turboşarjı temizleyin ve yaşam süresini artırın
Turboşarj onarımları için garanti
Turboşarj onarımı veya değiştirilmesinde şu hizmetleri sunan servisleri arayın:
- Alanında nitelikli personel
- Teşhis için son teknoloji ekipmanlar
- Turboşarjlar konusundaki geniş deneyim
- İşçilik garantisi 12 ay, kilometre sınırı olmadan
- Parçaların hızlı teslimatı
Doğru bakım, motorun performansı ve ömrü için en iyi yatırımdır. Bu önerilere uyarsanız, aracınızın turboşarjı tüm yaşam süresi boyunca fonksiyonel kalacaktır.