A HDi motor levegőrendszere és a turbófeltöltők komplex világa

A modern dízelmotorok, különösen a HDi (High Pressure Direct Injection) egységek teljesítményének és hatékonyságának kulcsa a precízen szabályozott levegőellátás és az üzemanyag optimális keverékének biztosítása. A motorerő arányos a hengerekbe jutó levegő és üzemanyag mennyiségével. Ahhoz, hogy egy kisebb motor nagyobb teljesítményt produkáljon, több levegőt kell juttatni a hengerekbe, amit egy turbófeltöltő felszerelésével lehet megoldani.

A levegőrendszer alapjai

Az üzemanyag elégetéséhez szükséges levegőt a motor a levegő rendszeren keresztül szívja be. A levegő rendszerbe épített levegő szűrő feladata a beszívott levegő tisztítását elvégezni. A légszűrő a légszűrőházban helyezkedik el. A motor fojtását a fojtószelep hivatott elvégezni. Ez az egység végzi a motor légnyelésének szabályozását egy mechanikusan vagy elektronikusan szabályozott szelep mozgatásával. A mechanikus fojtószelep mozgatását a gázbowden vagy rudazat végzi. A szívókönyök vagy szívócső is a levegő rendszer egy eleme. A legtöbb esetben a fojtószelepház a szívókönyökön helyezkedik el.

A fojtószelep érzékelő feladata, hogy a fojtószelep állásáról információt küldjön a motorvezérlés számára. A fojtószelep érzékelő feladata az is, hogy a motor alapjárati fordulatszámát a fojtószelep nyitásának mértékével szabályozza. A motor levegő rendszerében keletkező repedés vagy tömítetlenség alapjárati problémákhoz, motorfékezés után leálló, vagy fulladó motorüzemet idézhet elő. A hibajelenség kivizsgálása során célszerű a fojtószelep tisztítását és kalibrálását elvégezni.

A turbófeltöltő működése

A turbófeltöltők alapvető működési elve azon alapul, hogy a kipufogógázt, ami veszendőbe menne, munkára fogjuk. A motorerő arányos a hengerekbe jutó levegő és üzemanyag mennyiségével. Nagyobb motorok esetében a folyamat ugyanaz, a nagyobb motor több levegőt szív be, így nagyobb teljesítményre képes. Amennyiben azt szeretnénk, hogy egy kisebb motor nagyobb teljesítményt produkáljon, nincs más dolgunk, mint még több levegőt juttatni a hengerekbe, ezt egy turbófeltöltő felszerelésével lehet megoldani. Hiszen a turbófeltöltő felszerelésével drasztikusan megváltoztathatjuk a motor teljesítményét.

A turbó két félből áll, amelyeket egy tengely köt össze. Az egyik oldalon a forró kipufogógázok megpörgetik a turbinát, amely egy másik turbinához csatlakozik, amely levegőt szív be, és azt a motorba préseli. A turbina általában 80 000 és 200 000 fordulat/perc közötti fordulatszámon forog.

Motorfelni tudnivalók BMW tulajoknak

A turbófeltöltő működési elve a következő lépésekben foglalható össze:

1. A levegő a levegőszűrőn keresztülhalad, mielőtt a kompresszorba jutna.
2. A levegő összenyomódik, minek következtében a levegő sűrűsége megnő.
3. Több feltöltővel felszerelt autó rendelkezik "levegő hűtővel" (intercooler), mely tovább hűti a levegőt, így növelve annak ellenállását a berobbanással szemben.
4. A motor szívó szelepén keresztül jut a levegő a hengerbe. Mivel a levegő magasabb sűrűségű, így a henger több levegőt képes beszívni.
5. Magasabb levegő beáramlási arány, magasabb üzemanyag beömlési arányt eredményez.
6. Több üzemanyag elégetése nagyobb teljesítményt eredményez.
7. Miután az üzemanyag elég a hengerben, a kipufogás a kipufogó szelepen keresztül történik.
8. A magas hőmérsékletű kipufogógáz ezután továbbhalad a turbinába.
9. A turbina visszanyomást gyakorol a motorra, ami azt jelenti, hogy a motor kipufogó nyomása nagyobb, mint az atmoszféranyomás.
10. A hőmérséklet és a nyomás csökken a turbinában, mely a kipufogógáz energiáját használja fel a kompresszor működéséhez.

Turbófeltöltő összetevői és szabályozása

Turbó szívócső

Minőségi cserealkatrész turbófeltöltős 1.6 HDi motorokhoz: rugalmas és hőálló szívócső, amely biztosítja a turbó és a légszűrőrendszer közötti levegőáramlást. Ez a tömlő (cikkszámok: 9656953680, 143453, 1434E1) gyakran szerepel a javításoknál, mivel a szívóvezeték kritikus szerepet játszik a nyomás fenntartásában. A megfelelő tömítés hiánya teljesítménycsökkenéshez, turbo laghez és hibakódok megjelenéséhez vezethet. A tömlő a turbófeltöltő és a beszívott levegőt továbbító rendszer között biztosítja a sűrített levegő átvezetését. Ez a cső kifejezetten olyan szerelőknek és magánszemélyeknek készült, akik gyorsan és biztosan szeretnék helyettesíteni a sérült turbó szívócsövet.

Blow off (elkerülő) szelep

A turbófeltöltő rendszerek rendelkeznek egy Blow off szeleppel (BOV). A Blow off szelep egy nyomás csökkentő szerkezet a leömlő területen, amely megakadályozza, hogy a kompresszorban túlnyomás lépjen fel. Mivel a túlnyomás végső soron a csapágyak meghibásodásához vezet, az ehhez kapcsolódó nagy igénybevételnek köszönhetően. A BOV-ot a kompresszor kimenet és a gáztest közé kell felszerelni, lehetőleg a feltöltő léghűtő folyásirányába (ha van ilyen felszerelve).

Wastegates

Kipufogó oldalon a Wastegate segítségével szabályozhatjuk a kipufogógáz nyomását. Néhány hagyományos dízel berendezés nem használ wastegates-et egyáltalán. Ezt a fajta rendszert szabadon lebegő turbófeltöltőnek hívjuk. A gázolajat használó berendezések többségében szükséges a wastegates. Kétféle konfigurációt különböztetünk meg, ezeket külső, illetve belső turbinának nevezzük. A belsők a turbina házba épülnek be és egy „flopper” szelep kart köt össze a túlnyomás szabályzó szeleppel. A belsőket a kipufogó rendszerbe építik. A külső wastegate előnye, hogy az elvezetett gázt újra be lehet vezetni a turbinához. Ez növeli a turbina teljesítményét.

Olaj és Víz csőhálózat

Különös figyelmet kell fordítani az olaj és víz csőhálózat karbantartására. Egy elhanyagolt szivárgó hálózat komoly meghibásodásokhoz vezethet. Fontos a megfelelő beállítás, mivel az olaj kimenettől a tömegvonzást használva mozog az olaj a rendszerben. A bemeneti oldalon ajánlott a nyomást 60 psi fölött tartani. Ügyelni kell a turbófeltöltő visszahűtésére, ez csökkenti a kenőolaj és a kopó alkatrészek lehetséges károsodását. Ezeket a káros hatásokat minimalizálja a vízhűtés, ami napjainkban egyre több turbófeltöltőnél elterjedt.

V70 tanksapka ajtó motor javítás

Turbónyomás szabályzó szelep

A turbónyomás szabályzó szelep a motor egy rendkívül fontos eleme, amely a turbótöltő teljesítményének szabályozásáért felel. Szabályzó nélkül a turbófeltöltő nyomásértéke kontrollálatlanul emelkedne, ezt pedig nem bírná el az autó motorja. Éppen ezért szükség van egy eszközre, ami a turbón áthaladó maximális töltőnyomást korlátozza. Létezik külső és belső nyomásszabályzó szelep. A belső szelep a turbófeltöltő részét képezi. A külső szelep a turbófeltöltő és a hengerfej között helyezkedik el.

A régebbi típusú turbófeltöltőket még a „hagyományos”, nyomásra működő szabályzó szelepekkel szerelték, melyek a többlet töltőnyomást engedik le. A későbbi, változó geometriás turbófeltöltőknél már vezérlőszelepnek nevezzük ezt az alkatrészt. Ebben a kategóriában is több típust különböztetünk meg. Vannak sima vákuumos, és helyzetérzékelő pótméterrel egybeépített vákuumos vezérlésű szeleppel szerelt turbófeltöltők, illetve elektromotoros vezérlésű turbók.

Vákuumos szabályzók esetén idővel a nyomás és a hő kezdheti el gyengíteni a rugót. Ez eredményezheti, hogy a wastegate előbb nyit, mint kellene, és csökkenti a nyomást - ezáltal a turbó teljesítményét. Továbbá az is előfordulhat, hogy elszakad benne a membrán, ami azt jelenti, hogy a szelep egyáltalán nem tud kinyitni. Egy hibás elektromos aktuátor is okozhatja, hogy a gépjármű elveszíti az erejét, és kigyullad a „check engine” lámpa. Ha a változó geometria nem működik, vagy akadozik, akkor a vezérlőmotor fogaskerekei sérülnek. Ilyenkor csere szükséges.

A helyzetérzékelő pótméterrel ellátott szelepeknél a leggyakoribb hiba a pótméter meghibásodása. Ez egy rendkívül érzékeny alkatrész, akár egy beázás is tönkreteheti. Önmagában az alkatrész karbantartására külön nincs mód, mert ez egy zárt rendszer. Nyomásszabályzó vagy vezérlő elektronika nélkül tehát a turbófeltöltő nem tudná ellátni optimálisan a feladatát. Meghibásodása egyértelműen észlelhető, például nem lehet beállítani a gépjárművön a turbót, nem adja le a megfelelő teljesítményt, esetleg letilt az autó.

Változó Geometriájú Turbók (VGT)

A VGT-k a turbófeltöltők aerodinamikai alakú lapátokból álló gyűrűt tartalmaznak a turbina házban, a turbina bemeneténél. A személygépkocsikban és a kishaszonjárművekben használt turbók állíthatóak, hogy a gázörvénylési szöget és a keresztmetszeti területet egyszerre változtassák. A belső lapátoknál megváltoztatják a turbók felület/sugár arányát (A/R), hogy megfeleljenek a motor aktuális fordulatszámának, és csúcsteljesítmény leadásakor is.

Chiptuning a Mercedes E 270 CDI-hez

Alacsony fordulatszám esetén alacsony A/R arány lép fel, ami a kipufogógáz sebességének növelésével segíti a turbó gyors felfutását. Magasabb fordulatszámon megnő az A/R arány, ami a megnövekedett légáramlásért felelős. Ez alacsony küszöbértéket eredményez, amely a turbó késés csökkentéséért felelős, valamint széles és egyenletes nyomaték karakterisztikát ad nekünk.

• Elég széles és lapos nyomatékgörbe.
• Ez egy hatékony turbófeltöltési módszer, nagyon széles fordulatszám-tartományban.
• Csak egyetlen turbóra van szükség, ami a szekvenciális turbóbeállítást kompaktabbá teszi.

• Ezeket leginkább a dízel-alkalmazásokban használják, ahol a kipufogógázok alacsonyabbak, így a lapátok nem károsodnak a hő hatására. A benzines alkalmazások ritkák, mert magasabb a kipufogógázok hőmérséklete, ami jobb anyagminőséget kíván a feltöltőtől.
• Az ára miatt nagyon kevés benzines autóban találkozhattunk ezidáig vele.
• Csökkentett élettartam a hagyományos turbóval szemben.

A turbófeltöltők hátrányai és hibái

A turbófeltöltőknek 2 fő hátránya van a szívó- vagy kompresszoros motorokhoz képest:

1. A meleg: Mivel a turbót forró kipufogógázok hajtják, nagyon felforrósodik. Néha bizonyos motor körülmények között maga a turbófeltöltő is elkezdhet pirosan izzani, de ez természetesen nem mindennapi vezetési körülmények között fordul elő; akkor fordul elő, ha a motort folyamatosan maximum teljesítmény közelében használjuk. Ez az oka annak, hogy néhány turbófeltöltős sportautót szellőző nyílásokkal a motorháztetőn vagy a sárvédőn, hogy a levegőt a motortéren keresztül át szellőztessük, és hűtsük az alkatrészeket.
2. Turbó lyuk (Turbo lag): Valahányszor rálépünk a gázpedálra, később kapjuk meg a kívánt motor erőt, mint azt szeretnénk - azonnal :). Ha a motor fordulatszáma alacsony, nem sok kipufogógáz halad át a turbófeltöltőn, így amikor teljesítményt kérünk a motortól, a turbófeltöltő turbinájának időre van szüksége, hogy az optimális fordulatszámon forogjon. Ennek hatásai csökkenthetők, ha alacsonyabb sebességfokozatba kapcsolnak, vagy kisebb turbót használnak a tervezéskor, vagy változtatható geometriájú feltöltőt illesztenek a motorhoz.

A turbónyomás szabályzó szelep hiba jelei

Számos jele van annak, hogy a turbónyomás szabályzó szelep nem működik megfelelően. Fontos, hogy a turbónyomás szabályzó szelep hiba jeleit felismerjük, mert csak így tudjuk a további károkat megelőzni.

A turbónyomás szabályzó szelep hiba jeleket számos dolog okozhatja: elektromos hibák, a vákuum-ellátáshoz kapcsolódó gondok, de maga a szelep is meghibásodhat. Az elektromos hibák kapcsolódhatnak a csatlakozókhoz vagy a biztosítékhoz, a vákuum-ellátással kapcsolatos problémák esetében pedig a szivárgó tömlő vagy a belső meghibásodás lehet a bajok forrása. Amennyiben a szelep megy tönkre, akkor javításra nem nagyon van lehetőség, általában csak a csere jöhet szóba.

Gyakori turbó hibák

A fentebb részletezett szabályozó szelep hibákon túl, a turbófeltöltőnek is vannak jellegzetes meghibásodásai:

• Fütyül a turbó: Ennek oka lehet a kipufogó oldalon, ellenőrizni kell a tömítéseket, csöveket.
• Fekete füst: Ha ehhez társul még a gyakori városi használat, garantált a geometria elkokszolódása. Fekete füst esetén ellenőrizzük a csúcsokat, akár egy csúcs is kormolhat annyit, ami megeszi a turbót.
• Olajfogyasztás: A tömítések elfáradása, illetve a turbó tengely kopása, és a csapágyak sérülése-kopása okozhatja azt az olajfogyasztást, ami a turbóra vezethető vissza. Igen nehéz ezt megállapítani, hogy a turbó miatt nőtt az olajfogyasztás vagy a motor kopásából eredően. Bontás nélkül szinte lehetetlen biztos diagnosztikát felállítani.

Mire ügyeljünk a turbó cserénél?

Amennyiben a turbófeltöltő cseréjére kerül sor, a következőkre érdemes odafigyelni:

• Feltétlen cseréljünk olajat, olajszűrővel együtt.
• Minden turbóhoz kapcsolódó tömítést cseréljünk. Ehhez nagy segítséget nyújt a gyártók által kínált tömítés szettek (Elring, Ajusa, Reinz és DR. Motor).
• Vizsgáljuk meg, mi okozta a turbó tönkremenetelét. Például találtunk egy darabot a légszűrőből, akkor vizsgáljuk át a teljes szívó rendszert és váltsunk eggyel jobb minőségű levegőszűrőre.
• Olajcsövek és kapcsolódó vízcsővek átvizsgálása és belső tisztítása, de legjobb azokat cserélni. Elképzelhető, hogy csak gyáriban elérhető.

Gyakran Ismételt Kérdések

Néhány gyakran felmerülő kérdés a turbófeltöltőkkel kapcsolatban:

• Mi a különbség a turbófeltöltő és a kompresszor között? A kompresszorokat általában a főtengelyről hajtjuk, míg a turbófeltöltő egyfajta kompresszor, amelyet a kipufogógáz hajt.
• Mennyi lóerőt ad hozzá egy turbófeltöltő? A turbó 30-40 százalékkal vagy körülbelül 30-330 LE-vel növelheti a motor teljesítményét.
• A turbófeltöltő rossz a motorodnak?

tags: #hdi #motor #levego #rendszer

• Kerékagy hiba jelei Skoda Superb
• A vas szerepe a második trimeszterben
• mosógép alkatrész beszerzési útmutató
• Útmutató a tökéletes gyújtáshoz
• A gépkezelői jogosítványok fejlődése