USTERKI

Typowe uszkodzenia turbosprężarek. Na podstawie materiałów opracowanych przez firmę MAHLE

Brak smarowania

Brak smarowania należy do najczęstszych przyczyn awarii turbosprężarki. Jeżeli turbosprężarka nie jest zasilana wystarczającą ilością oleju, dochodzi do jej uszkodzenia w bardzo krótkim czasie. Powodem są bardzo wysokie prędkości obrotowe turbosprężarki.

SKUTKI

  • Na skutek uszkodzenia łożyska wirniki turbiny i sprężarki mogą uderzyć w korpus turbosprężarki (zdj. 1). Można to poznać po śladach tarcia na korpusie (zdj. 2).
  • Przy zbyt niskim ciśnieniu doładowania przez turbosprężarkę silnik wykazuje zbyt małą moc: elementy wirujące nie osiągają maksymalnej prędkości obrotowej i nie mogą przez to wytworzyć pełnego ciśnienia doładowania. Przyczyną tego jest półpłynne tarcie, spowodowane brakiem smaru.
  • Z układu wydechowego wydostaje się czarny dym. To skutek zasilania silnika zbyt małą ilością powietrza, co powoduje podawanie za bogatej mieszanki paliwowo-powietrznej.
  • Na wałku widoczne są wyraźne zmiany koloru (zdj. 3). Powstają one na skutek tarcia i spowodowanej przez nie wysokiej temperatury pomiędzy wałkiem i łożyskami. Przyczyną jest brak smarowania. Gdy temperatura przekroczy określoną wartość, następuje napawanie materiału łożyska na wałek lub zespolenie tulei łożyskowej z wałkiem.
  • Złamany wałek (zdj. 4) to skutek długiej pracy turbosprężarki z niewystarczającą ilością oleju. Może przy tym dojść do wyżarzenia materiału wałka i jego złamania.
  • W przypadku zespolenia tulei łożyskowych, zamontowanych na stałe w korpusie łożyska, z wałkiem może dojść do obracania się tulei w korpusie.
  • Na skutek półpłynnego tarcia wałek może ulec gwałtownemu zablokowaniu w korpusie łożyska. Gdyby doszło do takiego gwałtownego zablokowania elementów wirujących może nastąpić odkręcenie nakrętki zabezpieczającej wirnik sprężarki.
  • Po uderzeniu w korpus turbosprężarki elementy wirujące mogą wykazywać znaczne niewyważenie. W konsekwencji istnieje niebezpieczeństwo zniszczenia łożyska promieniowego.
  • Ze względu na niewłaściwy olej lub wyłączenie gorącego silnika może dojść do zanieczyszczenia nagarem korpusu łożyska.
  • Łożysko promieniowe uległo zatarciu.
  • Łożysko osiowe wykazuje ślady zatarcia lub osady nagaru olejowego.
  • Wybite łożyska mogą powodować zbyt duże zataczanie wałka, co z kolei może doprowadzić do uszkodzenia kołnierza łożyska.
  • Wirnik sprężarki po uderzeniu w korpus
    Zdj.1 Wirnik sprężarki po uderzeniu w korpus
    Ślady tarcia w korpusie sprężarki
    Zdj.2 Ślady tarcia w korpusie sprężarki
    Zabarwienie wałka
    Zdj.3 Zabarwienie wałka
    Złamany wałek
    Zdj.4 Złamany wałek

    Zanieczyszczony olej

    Brud, sadza, paliwo, woda, pozostałości spalania lub starte drobinki metalowe mogą zanieczyścić olej. Ze względu na bardzo wysoką prędkość obrotową turbosprężarki nawet najmniejsze cząstki obce w oleju mogą spowodować jej poważne uszkodzenie.

    SKUTKI

  • Nawet najmniejsze ciała obce w oleju powodują porysowanie tulei łożyskowych. Może dojść do znacznego zużycia pierścieni uszczelniających turbosprężarki. Ponieważ zużyte pierścienie nie uszczelniają wystarczająco turbosprężarki, olej dostaje się na stronę turbiny. Widać to po zwiększonym zużyciu oleju.
  • Luz elementów wirujących ulega zwiększeniu wskutek zużycia tulei łożyskowych. Powoduje to nierównomierny ruch obrotowy i dotykanie wirnika sprężarki lub turbiny do korpusu (zdj. 1). Następnie może dojść do złamania wałka.
  • Na kołnierzu łożyska, to znaczy na tarczy oporowej łożyska osiowego, występują rowki.
  • W łożysku osiowym widoczne są rowki lub ślady zatarcia.
  • Zablokowany przewód oleju powoduje, że znajdujący się w turbosprężarce olej nie może odpływać i jest wtłaczany na stronę sprężarki i turbiny. Po stronie turbiny olej może przypalić się do wałka i utworzyć nagar (zdj. 2). Warstwa nagaru olejowego może spowodować znaczne zużycie korpusu łożyska i pierścieni uszczelniających.
  • Wałek łożyska wykazuje znaczne ślady zużycia w łożyskowaniach (zdj. 3).
  • Wirnik turbiny po otarciu się o korpus
    Zdj.1 Wirnik turbiny po otarciu się o korpus
    Nagar olejowy po stronie turbiny
    Zdj.2 Nagar olejowy po stronie turbiny
    Wyraźne ślady zużycia na wale w łożyskowaniu
    Zdj.3 Wyraźne ślady zużycia na wale w łożyskowaniu

    Wyciek oleju z turbosprężarki

    Jeżeli silnik wykazuje zwiększone zużycie oleju i dymi na niebiesko, w analizie przyczyn należy uwzględnić turbosprężarkę. Ważne: olej wydostaje się z korpusu turbosprężarki tylko wtedy, jeżeli w jej otoczeniu panują inne warunki robocze.

    SKUTKI

  • Z turbosprężarki od strony turbiny lub sprężarki wydostaje się olej.
  • Z układu wydechowego wydostaje się niebieski dym.
  • W układzie ssącym i w chłodnicy powietrza doładowującego nagromadził się olej silnikowy.
  • Silnik traci moc.
  • Silnik przyspiesza obroty w niekontrolowany sposób (tzw. „przekręcanie”) na skutek oleju silnikowego, nagromadzonego w chłodnicy powietrza doładowującego, który jest wtłaczany do układu ssania silnika i ulega spalaniu.
  • W przypadku turbosprężarki VTG na łopatkach kierujących może znajdować się nagar.
  • Przewód powrotny oleju, zanieczyszczony nagarem
    Zdj.1 Przewód powrotny oleju, zanieczyszczony nagarem

    Uszkodzenia przez ciała obce

    Jeżeli od strony ssącej lub wydechowej dostaną się ciała obce, jak pył, piasek, śruby, części pierścieni tłokowych lub zaworów albo osadów, powoduje to z reguły całkowite zniszczenie turbosprężarki ze względu na bardzo wysoką prędkość obrotową. Konsekwencją mogą być też uszkodzenia chłodnicy powietrza doładowującego.

    SKUTKI

  • Ze względu na wcześniejsze uszkodzenia, ciała obce z silnika lub kolektora spalin mogą uszkodzić krawędzie natarcia wirnika turbiny.
  • Uszkodzone i zgięte zostają kierownice sterujące zespołem VTG (zdj. 1). Skutkiem jest znaczny spadek mocy.
  • Ciała obce w zasysanym powietrzu powodują uszkodzenie wirnika sprężarki (zdj. 2). Może to spowodować nawet całkowite starcie łopatek. Ponadto uszkodzony może zostać kanał ssący w korpusie sprężarki (zdj. 3).
  • Skropliny, które zamarzną w kanale ssącym, mogą uszkodzić wirnik sprężarki. Charakterystyczną cechą takiej przyczyny jest uszkodzenie tylko jednej łopaty turbiny: ze względu na dużą prędkość obrotową następuje rozbicie cząsteczek lodu po uderzeniu w pierwszą łopatę, wobec czego nie są uszkadzane inne łopaty (zdj. 4).
  • Uszkodzone kierownice powietrza w zespole VTG
    Zdj.1 Uszkodzone kierownice powietrza w zespole VTG
    Wirnik sprężarki, uszkodzony przez ciała obce
    Zdj.2 Wirnik sprężarki, uszkodzony przez ciała obce
    Uderzenia ciał obcych w kanale ssącym korpusu sprężarki
    Zdj.3 Uderzenia ciał obcych w kanale ssącym korpusu sprężarki
    Uszkodzona tylko jedna łopata wirnika sprężarki
    Zdj.4 Uszkodzona tylko jedna łopata wirnika sprężarki

    Uszkodzenia na skutek zbyt wysokiej temperatury spalin

    Każda turbosprężarka jest dobrana tylko do zdefiniowanego zakresu temperatury. W razie jego przekroczenia już w kilka sekund może dojść do uszkodzenia turbosprężarki.

    SKUTKI

  • W korpusie turbosprężarki powstają pęknięcia (zdj. 1).
  • Przewody oleju mogą zostać zanieczyszczone nagarem: w przypadku zanieczyszczenia nagarem przewodu zasilającego turbosprężarka nie jest wystarczająco zasilana olejem. Po zanieczyszczeniu nagarem przewodu powrotnego, olej nie może odpływać i dochodzi do wytłoczenia oleju z turbosprężarki na zewnątrz
  • Pęknięcie korpusu turbiny
    Zdj.1 Pęknięcie korpusu turbiny

    Za wysoka prędkość obrotowa

    Podzespoły turbosprężarki są przystosowane do określonego zakresu prędkości obrotowych. W razie jego przekroczenia już w kilka sekund może dojść do całkowitego uszkodzenia turbosprężarki.

    SKUTKI

  • Z tyłu wirnika sprężarki widoczne są niewielkie wgłębienia (zdj. 1). Przy zbyt wysokiej prędkości obrotowej doszło do plastycznego odkształcenia materiału (typowe dla aluminium). Następuje jego płynięcie wraz ze zwiększeniem średnicy zewnętrznej.
  • Jeżeli prędkość obrotowa będzie dalej rosła, może dojść do uderzenia wirnika sprężarki w korpus lub do jego rozerwania (zdj. 2).
  • Wgniecenia od tyłu wirnika sprężarki
    Zdj.1 Wgniecenia od tyłu wirnika sprężarki
    Rozerwany wirnik sprężarki
    Zdj.1 Rozerwany wirnik sprężarki