Naprawa turbosprężarki poprzez jej wymianę prowadzi często do kolejnej awarii. Nieusunięcie rzeczywistej przyczyny i szkód powiązanych niemal na pewno doprowadzi do usterki nowej części. W niniejszym artykule podajemy kilka przykładów, które mogą okazać się pomocne przy poszukiwaniu przyczyn i skutków awarii.

Turbosprężarka jest bardzo złożonym systemem, harmonijnie współpracującym z silnikiem spalinowym, układem ssania, układem powietrza doładowującego, układem smarowania i chłodzenia oraz układem sterowania silnika. Jeżeli w warsztacie stwierdzą uszkodzenie turbosprężarki, należy odpowiedzieć na dwa podstawowe pytania. Po pierwsze, co spowodowało uszkodzenie? I po drugie, co zostało dodatkowo uszkodzone?

Poszlaka – wycieki oleju po obu stronach
Jeżeli bezpośrednio po zamontowaniu po obu stronach turbosprężarki zacznie wypływać olej, może być to spowodowane:
- zatkanymi przewodami powrotnymi oleju,
- za dużym przeciwciśnieniem w skrzyni korbowej (spowodowane za wysokim poziomem oleju) lub
- za dużym przedmuchem.

Poszukiwanie „źródła oleju”
Dwa pierwsze górne zdjęcia pokazują turbosprężarki z silnie zaolejoną stroną turbiny. W tym przypadku klient reklamował silne dymienie tuż po uruchomieniu silnika, co dla opiekującego się nim warsztatu oznaczało przypuszczalne uszkodzenie turbosprężarki.
Jednak po dokładnym sprawdzeniu widać, że turbosprężarka jest zaolejona i pokryta nagarem nie tylko na wylocie obudowy turbiny, lecz także na wlocie. Jest to dowód na to, że olej nie może pochodzić z turbosprężarki. Jej demontaż przez MAHLE Aftermarket potwierdził – turbosprężarka była sprawna technicznie.
Dlaczego więc silnik tak mocno dymił, a cała obudowa turbiny jest tak silnie zaolejona i pokryta nagarem? Odpowiedź jest dość prosta – olej pochodził z silnika i był wtłaczany do turbosprężarki razem ze spalinami.
Pojawia się zatem następne pytanie, dlaczego olej wydostał się z silnika i jak to nastąpiło? Możliwych jest kilka przyczyn. Jedną z nich jest stopień zużycia jednostki napędowej (na przykład bardzo zużyte pierścienie tłokowe), jednakże doświadczenie pokazuje, że jest to raczej rzadki przypadek. Znacznie częściej olej dostaje się do komór spalania razem z zasysanym świeżym powietrzem, tam ulega tylko częściowemu spalaniu i jest następnie wydmuchiwany z silnika bezpośrednio do turbosprężarki jako mieszanka mgiełki olejowej i sadzy.

Nieodzowne w przypadku każdej wymiany turbosprężarki – oczyszczenie układu powietrza doładowującego i wymiana chłodnicy powietrza doładowującego
Jak możliwe jest dostanie się oleju ze świeżym powietrzem do silnika, jeżeli strona sprężarki jest czysta? Wyjaśnienie jest proste i logiczne – stara, uszkodzona turbosprężarka wdmuchała dużą ilość oleju do całego układu powietrza doładowującego. Olej osadził się na ściankach węży i rurek oraz nagromadził we wnętrzu chłodnicy powietrza doładowującego. Podczas naprawy, wbrew wyraźnym zaleceniom, nie oczyszczono starannie całego układu powietrza doładowującego oraz nie wymieniono chłodnicy powietrza doładowującego, lecz zamontowano tylko nową turbosprężarkę. Pracująca ponownie pod pełnym ciśnieniem nowa turbosprężarka wdmuchuje do komory spalania olej nagromadzony w elementach osprzętu. To wyjaśnia, dlaczego strona turbiny w turbosprężarce jest silnie zaolejona i dlaczego silnik bardzo dymił. Przyczyną problemu nie była więc sama turbosprężarka, lecz nieoczyszczony układ powietrza doładowującego i niewymieniona chłodnica powietrza doładowującego.

Co się dzieje w razie awarii?
Jeżeli po krótkim czasie eksploatacji ponownie wymieniona zostanie tylko turbosprężarka, dymienie silnika ulegnie zmniejszeniu, gdyż przeważająca cześć oleju z układu powietrza doładowującego została już spalona. Nie oznacza to jednak, że tym samym system został już całkowicie naprawiony. Bowiem w układzie powietrza doładowującego nadal znajdują się cząsteczki metali, odłamki po pierwszej zniszczonej turbosprężarce oraz osady sadzy. Te ciała obce lub cząsteczki są z czasem odrywane i dostają się do silnika. Praktycznie wszystko, co dostaje się do komór spalania, jest z nich wydmuchiwane przez zawory wydechowe w kierunku turbosprężarki, gdzie powoduje niszczenie łopatek turbiny i ponowną konieczność wymiany turbosprężarki.

Trzy żelazne zasady w razie stwierdzenia uszkodzeń turbosprężarki
1. Ustalić sprawcę. Nigdy nie wymieniać tylko turbosprężarki, lecz zawsze ustalić właściwą przyczynę i usunąć ją.
2. Poszukać innych ofiar. Wymienić wszystkie części, które zostały również uszkodzone (chłodnica powietrza doładowującego!) lub oczyścić (układ powietrza doładowującego).
3. Zapobiec kolejnym szkodom. Przeprowadzić wymianę oleju (z wymianą filtra), wymienić filtr powietrza, sprawdzić wszystkie przewody oleju.

Nieszczelność wału turbosprężarki? To niemożliwe!
Dlaczego wydostawanie się oleju z obudowy łożyska jest technicznie niemożliwe? Turbosprężarka wyposażona jest w hydrodynamiczne łożyska ślizgowe oraz metalowe uszczelnienia labiryntowe, zbliżone do pierścieni tłokowych (temperatury i prędkości obrotowe turbosprężarki są za wysokie dla materiałów chemicznych). Od strony wału w tych miejscach przewidziane są rowki. Przez współdziałanie ciśnienia z turbiny napędzanej spalinami, obudowy łożyska i strony sprężarki oraz ze względu na panujące nadciśnienie wydostawanie się oleju z obudowy łożyska jest niemożliwe w normalnych warunkach.

Nie ma zasad bez wyjątków. Jeżeli rozkład ciśnień nie jest prawidłowy, może nastąpić wyciek oleju!
W razie całkowitego zniszczenia łożysk, pęknięcia wału lub innego poważnego uszkodzenia następuje zakłócenie równowagi ciśnień, co powoduje rzeczywisty wyciek oleju z turbosprężarki. Aby znaleźć sprawcę, należy przyjrzeć się turbosprężarce z obu stron, czy wyciek oleju jest widoczny tylko po stronie sprężarki, czy również po stronie turbiny?

Jednostronny wyciek oleju = utrudniony dopływ świeżego powietrza
Turbosprężarka musi zasysać czyste powietrze z filtra powietrza. Jeżeli jest on zatkany lub bardzo zanieczyszczony, po stronie świeżego powietrza powstaje podciśnienie. Na skutek tego podciśnienia turbosprężarka zasysa nie tylko powietrze z zatkanego filtra, lecz także olej z obudowy łożyska turbosprężarki. Wtedy następuje rzeczywisty wyciek oleju po stronie sprężarki.

Obustronny wyciek oleju = zatkany obieg oleju
Olej silnikowy jest wymagany do chłodzenia i smarowania turbosprężarki. Jeżeli jego powrót jest utrudniony, np. na skutek zatkania jednego z przewodów, przez zbyt wysoki poziom oleju w silniku lub zatkany odpowietrznik skrzyni korbowej, olej musi znaleźć sobie inną drogę z obudowy łożyska. Powoduje to rzeczywisty wyciek oleju, z reguły po obu stronach.

Więcej na temat rodzajów uszkodzeń turbosprężarek, ich przyczyn i sposobów usuwania można znaleźć na stronie www.mahle-aftermarket.com (rubryka Technical Messenger: Technical Messenger 1/2014; centrum pobierania: informator na temat uszkodzeń turbosprężarek MAHLE Original).