Coraz więcej silników spalinowych eksploatowanych w samochodach to konstrukcje turbodoładowane. Można pokusić się o stwierdzenie, że prawie wszystkie silniki z zapłonem samoczynnym są konstrukcjami doładowanymi (w większości za pomocą turbosprężarki), a coraz wyraźniejszym trendem jest również doładowywanie silników o zapłonie iskrowym.
W obydwu przypadkach, bez względu na konstrukcje silnika, łożyska turbosprężarki smarowane są za pośrednictwem oleju silnikowego dostarczanego przy wykorzystaniu magistrali olejowej silnika spalinowego. Z racji tego, że charakter pracy turbosprężarki różni się znacząco od pracy silnika spalinowego, zwłaszcza w kwestii prędkości obrotowych oraz występujących temperatur, olej smarny ma o wiele trudniejsze warunki pracy.
W turbosprężarce olej spełnia następujące funkcje:
- smaruje promieniowe i osiowe łożyska ślizgowe, umożliwiając ich właściwą pracę,
- stanowi barierę termiczną pomiędzy przewodzeniem ciepła od strony turbiny w kierunku sprężarki,
- usuwa zanieczyszczania powstałe podczas pracy,
- umożliwia właściwą pracę uszczelniania labiryntowego.
Z racji pełnionych funkcji jakiekolwiek nieprawidłowości w pracy układu smarnego lub niskiej jakości środki smarne przyczyniają się do uszkodzeń turbosprężarki.
Olej o niskiej odporności na wysokie temperatury (podatny na koksowanie)
Niska odporność oleju na podwyższone temperatury może przyczynić się do jego rozpadu i powstawania nagarów na bieżniach łożysk, co prowadzi do zmniejszenia luzu promieniowego, co z kolei powoduje zakłócenie właściwej prasy układu wirującego i może przyczynić się do zatarcia turbosprężarki. Ponadto powstające produkty degradacji oleju w postaci cząstek stałych węgla mogą przyczyniać się do zablokowania pierścienia uszczelniania labiryntowego i wycieku oleju (fot. 1). Także w skrajnych przypadkach produkty koksowania oleju mogą odkładać się w przewodzie powrotnym oleju, co może doprowadzić do zmniejszenia jego przekroju lub całkowitego zatkania (fot. 2). Następstwem takiego uszkodzenia jest najczęściej wyciek oleju po stronie gorącej i zimnej turbosprężarki. Koksowanie oleju może następować również w wyniku braku osłony termicznej na przewodzie zasilającym lub powrotnym oleju. Nie jest to wówczas związane z jakością oleju.
Olej o małej zawartości dodatków przeciwpieniących (antypieniących)
Mała odporność oleju na pienienie może prowadzić do zakłócenia pracy łożyska, które w wyniku zaniku filmu smarnego prowadzi do intensywnego zużycia ściernego łożysk lub zatarcia. Ponadto pienienie oleju może przyczynić się do wycieku oleju z turbosprężarki w wyniku ograniczenia przepływu w kanale powrotnym oleju z turbosprężarki. Pienienie oleju może być również skutkiem pomieszania olejów o zupełnie różnych właściwościach, np. podczas uzupełniania niedoboru oleju.
Olej o nieprawidłowej lepkości lub o niewłaściwej charakterystyce lepkościowej (w zależności od temperatur)
Lepkość oleju decyduje o prawidłowej pracy łożysk ślizgowych. Znaczące odstępstwo od lepkości, dla której zostało skonstruowane łożysko ślizgowe, może przyczynić się do zaniku filmu smarnego i doprowadzić do zatarcia łożysk. Niejednokrotnie przyczyną takiej zmiany oleju jest zanieczyszczenie oleju smarnego innymi płynami eksploatacyjnymi, tj. płynem chłodniczym lub paliwem. Za wysoka lepkość oleju (niedostosowanie oleju do warunków klimatycznych) może przyczyniać się do powtarzających się suchych rozruchów turbosprężarki z ograniczonym smarowaniem, co będzie prowadziło do zużywania się łożysk i znacząco skróci czas eksploatacji turbosprężarki. Ponadto olej o zawyżonej lepkości będzie przepływał przez dłuższy czas kanałem by-pass w filtrze, co stwarza ryzyko zanieczyszczania magistrali olejowej turbosprężarki i może skutkować jej uszkodzeniem.
Niewłaściwy poziom oleju
Zarówno za niski, jak i za wysoki poziom oleju może przyczynić się do uszkodzenia turbosprężarki. Skutki za niskiego poziomu znacząco skracają żywotność turbosprężarki, jak i mogą doprowadzić do jej całkowitego zniszczenia. Za wysoki poziom może przyczynić się do wycieku oleju z turbosprężarki, który z kolei może przyczynić się do postawienia błędnej diagnozy o uszkodzeniu turbosprężarki i przedwczesnej wymianie (schemat C).
Tobiasz Bomski
Specjalista ds. turbosprężarek w MAHLE Polska Sp. z o.o.
Komentarze (0)