Turbónyomás Érzékelők és a Wastegate Működése: Részletes Magyarázat

A turbónyomás szabályzó szelep a motor egy rendkívül fontos eleme. A turbótöltő teljesítményének szabályozásáért felel, és ha nem működik megfelelően, akkor az a motor teljesítményében nagyon sok gondot tud okozni. Ezért is olyan lényegese, hogy a turbónyomás szabályzó szelep hiba jeleit felismerjük, mert csak így tudjuk a további károkat megelőzni.

Mielőtt rátérnénk a turbónyomás szabályzó szelep hiba jelekre, illetve okokra, előbb nem árt, ha tisztázzuk, hogyan is működik a turbó, így a hibákat is jobban meg tudjuk érteni. Nos, azzal a legtöbb autós tisztában van, hogy a motor teljesítményének előállításához az üzemanyag és a levegő keverésére van szükség. A turbó feladata az, hogy több levegőt ad a keverékhez. Ennek köszönhetően a több üzemanyag ég el, a teljesítmény pedig nő. A turbók tehát nagyon magas fordulatszámon működnek, ez viszont nagy nyomást és magas hőmérsékletet is jelent, ezért rendszerint hűtőrendszerrel szokták őket párosítani.

Mi az a Wastegate és miért van rá szükség?

A wastegate a turbónyomás szabályozására szolgáló eszköz. A turbós autók turbónyomása wastegate nélkül kontrollálatlanul emelkedne a terheléssel egyenes arányban mindaddig, mig az autó motorja, vagy maga a turbófeltöltő el nem halálozik. Éppen ezért szükség van egy olyan eszközre, amely segítségével a turbó által előállított maximális turbónyomás korlátozható. A wastegate magyar fordítása talán a legszerencsésebben a megkerülő-szelep lehetne.

A Wastegate működési elve

A wastegate tulajdonképpen egy nyomásérzékeny szelep. Amikor a kipufogó gáz nyomása a turbó és a hengerfej között egy bizonyos nyomásértéket átlép, akkor a wastegate szelepe kinyit, és a kipufogó gáz a turbót megkerülve, annak további pörgetése nélkül távozik a motorból. Az, hogy a wastegate milyen nyomásértéknél nyit ki, az a szelepben található ellentartó rugó erejétől függ.

A wastegate működése lépésről lépésre:

Minden, amit a turbónyomás mérő órákról tudni kell

1. Nyomsz egy kövér gázt, így a motor a terhelés következtében elkezd nagymennyiségű kipugázt fújni a turbóba.
2. A turbó szépen felpörög, és feltölti a motort nagynyomású levegővel, így nagyobb teljesítményre teszi képessé a mechanikát.
3. A turbó már felépítette a kívánt maximális nyomást (pl. 1.0BAR), de a motor még messze a leszabályzási fordulattól, te pedig továbbra is tövig állsz a gázon.
4. Ekkor a wastegate szelepe kinyit, a kipufogó gáz egy része pedig úgy távozik a motorból, hogy a turbót jobban nem pörgeti már meg, tehát a turbónyomás nem emelkedik nagyobb értékre.

Külső és Belső Wastegate Típusok

Létezik külső és belső wastegate. A működésük mindkét esetben ugyanazon elv szerint történik, lényegi különbség csak az elhelyezkedésük a turbóhoz képest.

• A belső wastegate szelepe a turbón található. Becenevén hívják drukk-labdának is.
• A külső wastegate a turbótól teljesen külön egységet képez. A leömlő azon részére szerelik, ami a turbó és a hengerfej között található, röviden a turbó előttre hegesztik.

Sem a működési elvben, sem a viselkedésükben nem különböztetjük meg a wastegate-eket. Nem igazán lehet választ adni arra a kérdésre, hogy melyik a jobb (a külső, vagy a belső). A gyakorlatban a gyári autókon szinte mindig belső wastegate-es turbót találtok, mig a tuningolt autókon legtöbbször külső wastegate látja el a nyomásszabályzás feladatát. Talán ennek az a magyarázata, hogy a belső wastegate-eknek viszonylag kicsi a keresztmetszete, ezért nagy turbó esetén nem tudnak elegendő kipufogó gázt elengedni a turbó elől.

A külső wastegate használata esetén a szelepen keresztül elengedett felesleges kipufogó gázt lehetőséged van a kipufogó rendszerbe visszavezetés nélkül, egy külön úgynevezett dump (eleresztő) csövön keresztül a szabadba engedni. Ennek hangos süvítés a velejárója, amit előszeretettel alkalmaznak a tuning guruk. A belső wastegate erre nem ad lehetőséget.

Wastegate Méretezés és Rugóerő

A külső wastegate-eket a szelep átmérőjük alapján szokás emlegetni. Jellemzően 38, 40, 50 és 60mm-es külső wastegate-ek kaphatóak. A különböző szelepméret a teljesítmény illesztését szolgálja. Nagyobb motor nagyobb turbónyomásának előállításához nagyobb wastegate szelep kell. Nagyon fontos a wastegate méretének pontos megválasztása. Ha túl kicsi a szelep, akkor nagy nyomáson lesznek gondjaid (nyomás-kúszás), ha túl nagy szelepet vettél, akkor pedig nehézkesen tudsz kis nyomást stabilan előállítani.

Ajánlott Wastegate Méretek

Ezek az értékek csak ajánlottak, nem szabad őket szentírásnak tekinteni! A gyakorlatban sokféle variáció működik hibátlanul ezektől eltérő méretezéssel. Akadnak 1000 lóerős autók 40mm-es wastegate-tel, de láttam már 2000-es motort 400 lóerővel 60mm-es wastegate-tel is hibátlanul működni. A gyakorlat szerint az alulméretezés a fontosabb probléma, amire oda kell figyelned!

Z19DTH turbónyomás problémák megoldása

A wastegate másik adata a nyomásérték. Szokás őket így emlegetni pl.: 38mm-es 1BAR-os wastegate. Ezesetben arról van szó, hogy a wastegate ellentartó rugója olyan erős, hogy a wastegate érezhetően 1BAR turbónyomás értéknél engedi el olyan mértékben a kipugázt, hogy a töltés már nem nő tovább. Természetesen a wastegate szelep nem csak teljesen zárva, és nyitva van a folyamat alatt, hanem a szélső érték előtt is kinyit részlegesen, illetve a mechanika tehetetlensége miatt egy kicsit késve nyit ki. Emiatt következhet be a nyomás hirtelen felépülésekor a nyomásmérő órán gyakran látható kilengés: a felső értéknél egy rövid pillanatra feljebb kúszik a mutató, majd visszaesik a rugó értékének megfelelő maximális nyomásra.

A külső wastegate-ekben szokás rugót cserélni, hogy a nyomás fix, mechanikai értékét egyszerűen és olcsón növeld, vagy csökkentsd. A rugó maga egyszerűen cserélhető, és akár vezérlés nélküli, akár vezérelt a wastegate-ed, a nyomás alsó értéke mindig a rugótól fog függeni.

Elektronikus és Manuális Turbónyomás Szabályozás (EVC és MBC)

A fent leírt jelenség kiküszöbölésére, és egyben egy sokkal precízebb és stabilabb nyomásszabályozásra találták ki az elektronikus nyomás szabályozókat (EVC-ket). Ahhoz, hogy EVC-vel tudd vezérelni a turbónyomásodat, a wastegate szelepét a turbód által előállított ellennyomással kell befolyásolnod. Az EVC a töltőnyomást arra használja fel, hogy a wastegate rugójának értékénél nagyobb nyomáson tudd üzemeltetni a turbót, és bizonyos esetekben a nyomás stabilitását és annak gyorsabb felépülését is elő tudod idézni az EVC segítségével.

A belső wastegate-es turbókon egy EVC vezérléshez használatos ellennyomás csatlakozást találhatsz. Angolul ezt hívják swinger típusú nyomásvezérlésnek. Nagyon ritkán akad kétkamrás belső wastegate is, ezeknek a működése ugyanaz, mint a külső wastegate-eké.

A külső wastegate-eket hívják kétkamrás wastegate-eknek is, mivel ezeken mindig két ellennyomás csatlakozást találsz. Angolul ezt nevezik popet típusú vezérlésnek. Az alábbi ábrán egy külső wastegate látható. Az alkatrészek nevei:

Hibaelhárítás: Toyota D4D turbó

• boost controller port: az EVC egyik ellennyomás csatlakozása
• spring: rugó
• diaphragm: membrán
• compressor reference port: az EVC másik ellennyomás csatlakozása
• plunger: szelep
• dump tube: a felesleges kipugázt eleresztő cső
• manifold: hengerfej (kipufogó csatlakozás)

Meg kell említenünk a manuális, vagy kézi turbónyomás szabályozókat (angolul manual boost controller). Ezzel az egyszerű mechanikus eszközzel (gyakorlatilag egy golyós csap) külső wastegate esetén ellennyomást tudsz engedni a wastegate egyik kamrájára, belső wastegate esetén pedig el tudsz engedni egy kis levegőt a wastegate membránja elől, így növelni tudod a turbód legfelső nyomás értékét. Ez a módszer nem ad stabil nyomásértéket. Az EVC-kénél nagyobb ingadozás és hőmérséklet függés az olcsóság ára. Sem az EVC, sem a manuális szabályozó nem tud a rugóénál kisebb nyomásértéket előállítani.

Turbónyomás Szabályzó Szelep Hibáinak Jelei és Okai

A motor egy összehangolt gépezet, melyben minden elemnek fontos szerep jut. Nincs ez másként a turbónyomás szabályzó szelep esetében sem. A meghibásodását számos dolog okozhatja, a bajt pedig akkor tudjuk időben észlelni, ha figyelünk az árulkodó jelekre. Sokan azonban ezeket nem ismerik fel, hiszen az akadozó gyorsulást vagy a nagyobb fogyasztást más gond is okozhatja. Érdemes azonban tisztában lenni vele, hogy egy adott jelenség mi mindenre utal, és utánajárni a problémának. A következőkben a turbónyomás szabályzó szelep hiba jeleit gyűjtjük össze, és persze kitérünk arra is, hogy ezeket a jelenségeket pontosan milyen meghibásodás okozhatja.

Számos jele van annak, hogy a turbónyomás szabályzó szelep nem működik megfelelően:

• Lomhább az autó a szokottnál, és alacsony a teljesítménye is: nagyon árulkodó jel az, amikor az autónak hirtelen csökken a teljesítménye, és a gyorsulásban is jelentős visszaesés tapasztalható. Ilyenkor a szelep nem szabályozza megfelelően a turbótöltő nyomásást, emiatt pedig a motorhoz nem jut el a szükséges levegő és üzemanyag mennyiség, melyre az égéshez szüksége lenne.
• Megnő az üzemanyag-fogyasztás: ez a hibajel meglehetősen általános, és sokféle dolog állhat a háttérben, akár a turbónyomás szabályzó szelep hibájára is utalhat. Ha a szelep hibás, az az üzemanyag-fogyasztásra is kedvezőtlenül hat, ugyanis ilyenkor a turbófeltöltő folyamatosan nagy nyomást generál, emiatt pedig túl sok üzemanyag kerül felhasználásra. Ez nem csak a pénztárcánkat terheli meg jelentős mértékben, hanem a környezetet is, ezért mindenképp komolyan kell venni.
• Szokatlan zajok a motortérben: ha szokatlan zajok sosem jelentenek jót egy autó esetében, különösen, ha azok a motortérből származnak. Ez is arra utalhat, hogy a turbónyomás szabályzó szelep hibásan működik, ezért mindenképp lényeges, hogy azonnal szerelőhöz forduljunk.
• Fekete füst árad a kipufogóból: nagyon árulkodó jel, ha fekete füst jön ki a kipufogórendszerből. Ez annak a jele, hogy a motor nem képes megfelelően elégetni az üzemanyagot, és ez okozza a nagy mennyiségű fekete füstöt. Nemcsak a környezetre lesz ez káros, hanem a motor teljesítményére is.
• Rángat az autó: amennyiben lökéseket és rángatást tapasztalunk vezetés közben, az is arra utal, hogy a turbónyomás szabályzó szeleppel gond van. Ilyenkor ugyanis a turbótöltő nyomása nem stabil, ingadozik, ez pedig a motor teljesítményének instabilitásához vezet.
• Szelepkárosodás: ha a motortérbe pillantva azt vesszük észre, hogy a szabályzószelep szivárog, esetleg sérült, akkor az mindenképp arra utal, hogy az alkatrész cserére szorul. Ez egy elég egyértelmű jelzés, ami azonnal megoldást igényel.
• Világít a motorhiba jelző lámpa: amikor a műszerfalon felvillan a motorhiba ellenőrző lámpa, az jót nem jelent, viszont azonnali beavatkozást igen. A hibajel számos dolog miatt felvillanhat, többek között a turbónyomás szabályzó szelep hibája miatt is.

Ezeket a jelenségeket mindenképp komolyan kell venni, még akkor is, ha egyik-másik jelenség különösebben nem zavar minket a mindennapi közlekedésben. 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-ellátás 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, ami lényegesen drágább, mint az elektromos vagy tömlő hiba javítása. Bármelyik turbónyomás szabályzó szelep hiba jelet is tapasztaljuk, azonnal forduljunk szerelőhöz, mert komolyabb károsodáshoz is vezethet, ha a bajok forrását nem tárjuk fel időben, illetve nem orvosoljuk azokat.

Turbónyomás Érzékelés: MAP Szenzor vs. Légtömegmérő

Elektronikusan is meg lehet oldani a turbónyomás mérését, nem feltétlenül kell vákuumcsövet behúzni a műszerfalig. Ehhez kell egy megfelelő érzékenységű nyomás vagy vákuum mérő szonda, amit a turbócsőbe (falába) helyezel. Ez lehet akár egy gyári elektromoséból is.

Fontos tisztázni, hogy a MAP szenzor nem azonos a légtömegmérővel. A különbség az, hogy a MAP szenzor a levegő nyomását méri, míg a légtömegmérő a beszívott levegő mennyiségét és a hőmérsékletét méri, és az elektronika ebből számolja a levegő tömegét. Turbónyomás méréséhez mindenképp MAP szenzort kell szerezned.

Sok autónál, mint például egy TDI blokkal rendelkező autóban, jelenleg egy mutatós, utólag beépített, mechanikus turbónyomásmérő található. Ez az óra a motortérből érkező csőre van dugva, és semmi bonyolult technikát nem tartalmaz. Azonban léteznek modernebb megoldások, amelyek elektronikusan jelzik ki a turbónyomás éppen meglevő értékét. Ezek az elektronikus kijelzők, melyek pici LCD panellel rendelkeznek, bárhova befaraghatók, nem foglalnak nagy helyet, és rendkívül egyedi megjelenést biztosítanak.

tags: #turbonyomas #erzekelo #feszultseg #magyarázat

• Levegőszűrő szonda funkciója és karbantartása
• Gyermekbiztonság az autóban
• hengerfej csavarok helyes meghúzása
• tudnivalók a VW T5 emblémák elhelyezéséről
• EGR szelep és a dízelmotor szagproblémái