Wszystko o turbosprężarkach
Zwiększa moc, wartość momentu obrotowego, zmniejsza zużycie paliwa - turbosprężarka, cudowne dziecko motoryzacji!
Zalet jest więcej. Przy mniejszej pojemności skokowej silnika, otrzymujemy moc większej jednostki napędowej, a do tego płacimy niższe stawki ubezpieczenia OC. Turbodoładowanie na dobre rozgościło się już we współczesnych samochodach, a ocenia się, że w przeciągu najbliższych lat znajdą się pod maską 70-80 proc. sprzedawanych aut. Oszczędzają paliwo, w przypadku motorów benzynowych o 20-30 proc., a w wysokoprężnych nawet do 40 procent. Są też wady. Częściej zdarzają się awarie, a naprawy są znacząco droższe niż w silnikach wolnossących. Obecnie najwięcej turbodoładowanych aut stanowią diesle, , ponieważ bez turbo nie są one w stanie konkurować z jednostkami benzynowymi. Auta benzynowe szybko nadrabiają jednak dystans. Dla przykładu w cenniku obecnej generacji VW Golfa widnieją wyłącznie jednostki z doładowaniem.
Turbodoładowanie silników otworzyło motoryzacji wiele możliwości, ale powoduje także wiele kłopotów, o których powinien pamiętać każdy użytkownik takiego samochodu, niezależnie czy mówimy o aucie starym, nowym, benzynowym czy wysokoprężnym. Poniżej postaramy się przedstawić wszystkie dobre i złe praktyki, występujące podczas jazdy autem turbodoładowanym.
Ale najpierw zacznijmy, w dwóch słowach, od tego czym właściwie jest turbodoładowanie. Element ten zagościł już właściwie na dobre we wszystkich typach silników konwencjonalnych, zarówno w wysokoprężnych, jak i tych o zapłonie iskrowym. We wszystkich klasach, autach tanich, drogich, dużych i małych, terenowych i sportowych. Turbodoładowanie oczywiście też podnosi wartość auta, w tym również jego cenę początkową. Cóż, za technologię trzeba płacić. Sama turbosprężarka może kosztować przynajmniej 2-5 tysięcy złotych, i wcale nie mówimy tutaj o jakimś wyjątkowo wyrafinowanym aucie. Do silników benzynowych "turbo" jest zauważalnie droższe. Turbosprężarka podnosi sprawność silnika, a przekłada się na większą moc i obniżenie zużycia paliwa. Trzeba jednak pamiętać, że układ taki jest o wiele bardziej skomplikowany konstrukcyjnie, co stawia o wiele wyższe wymagania pozostałych elementom, jak chociażby rozrządowi czy korbowodowi.
Jak to działa? W zasadzie jest to bardzo prosta zasada. Kiedy wpompujemy do cylindrów większą ilość powietrza, otrzymujemy mieszankę która spalana jest dużo efektywniej. Turbosprężarka napędzana jest za pomocą spalin. Gazy z silnika trafiają przez kolektor wylotowy do wirnika, ten za pomocą wałka połączony jest z kolejnym wirnikiem spełniającego funkcję czegoś w rodzaju "pompy powietrza". W ten sposób mocno sprężone powietrze dostaje się do układu dolotowego i dalej do cylindrów.
Sama turbosprężarka nie jest szczególnie skomplikowana, ale precyzja z jaką musi być wykonana, powoduje, że mówimy o bardzo zaawansowanej technologii wytwarzania tego elementu. Nie bez znaczenia są też użyte do jej produkcji materiały. One także muszą być najwyższej próby. Wystarczy tylko uświadomić sobie, z jakimi temperaturami musi się ten element zmierzyć, aby docenić pracę inżynierów. Temperatura, w której pracuje turbina, wynosi nawet 1000 stopni Celsjusza. Do tego obroty na poziomie ponad 100 000 obr/min.!
(fot. Bernd Sieker/CC BY-SA 2.0) Jak dbać o turbo
Żywotność tego elementu jest niemal całkowicie uzależniona od naszej techniki i stylu jazdy. Jednym słowem, od naszego stylu eksploatacji. Choć jest kilka różnic w obchodzeniu się z różnymi typami silników, to jest też kilka zasad których powinniśmy się trzymać, użytkując auto z turbodoładowaniem. Przede wszystkim należy dbać o odpowiedni poziom oleju w silniku, ponieważ nawet niewielkie niedomagania w temacie smarowania mogą przynieść opłakane i kosztowne skutki, przeważnie odnoszące się do uszkodzenia łopatek czy łożysk. Kolejnym problemem jest odpowiednia jakość paliwa. Istotna jest też odpowiednio częsta wymiana filtra powietrza i dokładne jego zamontowanie.Ewentualne zanieczyszczenia, jeśli dostaną się wraz z zasysanym przez turbosprężarkę powietrzem, z łatwością mogą doprowadzić do uszkodzeń.
Kolejne bardzo istotne przykazanie eksploatacyjne to chłodzenie. Mówimy tutaj o zakończeniu podróży i wyłączeniu jednostki napędowej. Właściwie tylko i wyłącznie po spokojnej jeździe, przede wszystkim miejskiej, możemy bezproblemowo wyłączyć silnik od razu. A co w trasie? Nawet jeżeli podróżujemy "spokojnie", utrzymując stałą prędkość w granicach 80-90 km/h nie powinniśmy od razu po dotarciu na miejsce wyłączać silnika. Warto odczekać kilkanaście-kilkadziesiąt sekund. Można na przykład "zająć się" parkowaniem tyłem, co pozwoli na lekkie wyhamowanie i wystudzenie się rozpędzonych łopatek. Jeżeli użytkujemy auto niczym Sebastian Loeb, a z tego co widać na naszych drogach, i tacy się znajdą, i utrzymujemy wysokie obroty, często forsujemy silnik, wtedy odczekanie przed wyłączeniem silnika, schłodzeniem i wyhamowaniem turbo powinno trwać jeszcze dłużej. Tutaj jest odstępstwo, jeżeli na przykład auto forsowaliśmy na trasie, a po wjechaniu do miasta przez kilka minut podróżowaliśmy spokojnie, nie obciążając zbytnio
silnika.
Trzeba pamiętać także, aby zaraz po uruchomieniu silnika nie aplikować mu bardzo wysokich wartości obrotowych. Po pierwsze poczekajmy na odpowiednie smarowanie, po drugie turbosprężarka zapewnia takie przyrosty mocy, iż nierozgrzane elementy (łożyska etc.) mogą poddać się tym obciążeniom. Z pełnych możliwości korzystajmy dopiero, kiedy silnik uzyska temperaturę roboczą.
To nie wszystko. Jest jedna bardzo kluczowa sprawa. Upewnijmy się, jaki rodzaj turbodoładowania posiadamy w swoim aucie, ponieważ nowoczesne systemy, ze zmienną geometrią łopatek nie lubią ciągłej zbyt spokojnej jazdy. Czasem trzeba je po prostu "rozruszać", wykorzystując cały zakres obrotów jednostki napędowej. Dbajmy też o właściwie, okresowe wymiany paska rozrządu.
Awaria i co dalej?
Co ciekawe, turbosprężarka nie jest, a właściwie nie musi być, bardzo usterkowym elementem. Oczywiście, pod warunkiem, że ją należycie serwisujemy i użytkujemy! Z biegiem czasu jej możliwości jednak ulegają pogorszeniu. Tutaj możemy mówić o wielu aspektach. Przyczyny mogą być różne, tak jak uszkodzenie części, które nie wytrzymały pracy. Także objawy są różne. Turbina może działać zbyt głośno, możemy też dostrzec nieprawidłowy kolor spalin wydobywający się z układu wydechowego (czarny lub niebieski). Kolejne objawy to zbyt duże zużycie oleju czy też jego wycieki. Jak zaznaczyliśmy na początku, jest to droga część, niekiedy nawet bardzo droga, stąd wiele firm oferuje regenerację turbiny. Trzeba jednak skrupulatnie dobierać zakład, któremu zlecimy taką pracę.
Profesjonalna naprawa będzie miała niezły skutek i pozwoli na znaczące oszczędności, jednak generalnie powinniśmy unikać tanich turbosprężarek z drugiej (niepewnej) ręki, szczególnie gdy element pochodzi z auta powypadkowego.
(fot. Marek Wieliński) Jak sprawdzić przed zakupem?
Właściwie, jeżeli nie mamy odpowiedniej wiedzy i urządzeń, jest to prawie niemożliwe. Możemy jedynie kierować się kilkoma przesłankami, jak kolor spalin wydobywający się z układu wydechowego (niebieski może sugerować uszkodzenie), poziom oleju lub czy sama turbosprężarka nie jest pokryta wyciekającym olejem. Jednak olej sprzedawca mógł uzupełnić przed sprzedażą, a niebieski kolor z rury wydechowej nie musi świadczyć o turbosprężarce, a o zupełnie innej przypadłości! Właściwie jedynym skutecznym sposobem jest pomiar ciśnienia doładowania, niestety, wykonany może być dopiero w warsztacie. W dodatku, jakby było mało, jego negatywny wynik też nie musi świadczyć o wadliwym turbo.
Wykrycie wady turbiny nie jest łatwe. Na szczęście przed błędami kierowców ten element chronią dwa systemy - blow-off oraz turbo timer. Pierwszy znajduje się w kolektorze dolotowym i zapewnia odpowiednie ciśnienie w układzie, zwiększając żywotność turbosprężarki, ale też zmniejszając efekt "turbodziury" w średnim zakresie obrotów. Drugi pomocnik jest niczym innym jak elektronicznym systemem, zapobiegającym zatarciu turbiny. Jak działa? Uniemożliwia wyłączenie jednostki napędowej, jeżeli wirnik turbiny jeszcze kręci się ze zbyt dużą prędkością. Optymalnie skonfigurowany turbo timer potrafi zwiększyć żywotność tego elementu aż o 30 procent!
Czy turbo możemy założyć wszędzie?
Po pierwsze, samo zamontowanie turbodoładowania nie będzie oznaczać jakiegoś niewyobrażalnego przyrostu mocy. Potrzebne jest nieco więcej - modyfikacja układu paliwowego, smarowania, chłodzenia (intercooler) czy wreszcie ECU. Czy turbo założyć możemy sami? Cóż, jest to pytanie bez odpowiedzi. Oczywiście w zależności od wiedzy, umiejętności i wyposażenia warsztatowego danej osoby. Najprościej jest przerobić auta z benzynowymi silnikami gaźnikowymi oraz wysokoprężne z mechaniczną pompą wtryskową. Jeżeli chcemy zająć się autami nowymi, to czeka nas praca nie tylko mechaniczna, ale także informatyczna, gdyż trzeba zająć się rozbudowaną elektroniką sterującą wtryskiem. Dawka paliwa oraz odpowiedniego ciśnienia musi być odpowiednia. Nieco łatwiej jest zamontować kompresor mechaniczny. W zależności od silnika, warto też zainwestować w nowe jego elementy - tłoki, wał korbowy, zawory etc.
Ile koni mechanicznych możemy zyskać?
Oczywiście, zakładając turbodoładowanie liczymy przede wszystkim na wyższą moc. Ile zatem znajdzie się pod maską dodatkowych koni mechanicznych? Otóż, od 30 do 50 procent to wynik całkowicie możliwy i nie wymagający olbrzymich modyfikacji, a co za tym idzie, kosztów. Jeżeli chcemy stworzyć motoryzacyjnego potwora, i z seryjnej jednostki napędowej wycisnąć maksimum, to trzeba liczyć się ze zmianą bądź modyfikacją wielu elementów mechanicznych (nie tylko silnika), a wtedy możliwe będzie nawet podwojenie czy potrojenie seryjnej mocy jednostki napędowej. Oczywiście, każdy silnik ma inne możliwości i punkty graniczne mocy.
Podstawy poprawnej eksploatacji auta z turbodoładowaniem:
- Kontrolujmy poziom oleju.
- Po uruchomieniu silnika nie wkręcajmy go na wysokie obroty zanim nie osiągnie temperatury roboczej.
- Po dynamicznej jeździe nie wyłączajmy od razu silnika, poczekajmy aż turbina nieco zwolni (wyhamuje).
- Kontrolujmy filtr powietrza, bo może stać się przyczyną uszkodzenia turbiny.
- Tankujmy paliwo dobrej jakości
Michał Grygier/ll/moto.wp.pl