Motora turbīna – kas par to ir noteikti jāzina?

Turbomotoru popularitāte sāk aizēnot atmosfēriskos dzinējus. Mazāks tilpums, labāka dinamika, mazāks degvielas patēriņš un apskaužama efektivitāte ir iemesli, kas tos padara iekārojamus. Bet turbomotoru ir jāprot lietot.
Turbīna
Toms Timoško
1. marts

Drukāt

Saglabāt

Foto: Auto Bild

Izdabājot dzelžainajiem emisiju standartiem un klientu pieprasījumam pēc mazāka degvielas patēriņa, mazas kubatūras dzinēji kļūst arvien populārāki. Tas nozīmē, ka arī turbīnas klātbūtne zem motora pārsega redzama arvien biežāk. Turbokompresora tehnoloģija tika izgudrota jau pirms vairāk nekā 100 gadiem, izmantojot to aviācijā, taču autobūvē viens no aizsācējiem 60. gadu sākumā bija Oldsmobile F-85 Cutlass. Mūsdienās turbokompresoru attīstība gājusi tik tālu, ka dzinējam tiek uzstādīta nevis viena, bet pat četras turbīnas.

Kas ir turbīna?

Turbopūtes motoriem tiek uzstādīts turbokompresors. Tas sastāv no turbīnas, ko piedzen izplūdes gāzes, un kompresora, kas dzinējā ievada saspiestu gaisu. Abi mehānismi atrodas uz kopējas ass. Pateicoties šim mehānismam, tiek iegūts efektīvāks degvielas maisījums un vairāk jaudas no iekšdedzes dzinējiem.

Turbo sistēma

Turbo sistēmas ir sarežģītas, taču to darbības princips ir samērā vienkāršs. Lai iekšdedzes dzinējs varētu strādāt, tam nepieciešama enerģija. Lai to radītu, tiek izmantots gaisa un degvielas maisījums. Tiklīdz notiek aizdegšanās, tā šī enerģija tiek pārvērsta dzinēja jaudā. Lai šis process būtu efektīvāks, dzinējam tiek pievienota turbīna.

Tās uzdevums ir dzinējā ieplūdināt pēc iespējas vairāk gaisa, pēc būtības strādājot kā gaisa kompresors vai spēcīgs ventilators, kas spiež gaisu iekšā dzinējā. Tāpat kā ugunij – jo vairāk gaisa pūtīsiet, jo lielāka liesma.

Par galveno turbīnas barību kalpo dzinēja radītās karstās izplūdes gāzes, kas vispirms nonāk turbīnā, kurā galvenā ass var rotēt ar 150 000–200 000 apgriezieniem minūtē.

Līdz ar turbīnas rotoru tiek griezts arī kompresora gredzens, kas no auto ārpuses iesūc gaisu un vēlāk saspiestā veidā nogādā to dzinēja cilindrā.

Ņemot vērā, ka saspiestais gaiss ir ne vien blīvs, bet arī karsts, tiek izmantota atsevišķa dzesēšana. Šo uzdevumu pilda starpdzesētājs jeb tā sauktais interkūlers. Izmantojot gaisu vai ūdeni, tas strādā gluži kā standarta radiators, atdzesējot saspiesto gaisu, pirms tas nonācis dzinējā.

Ieguvumi

            Turbīnu izmantošana ļauj auto ražotājiem izmantot mazus dzinējus, nezaudējot veiktspēju. Lielas jaudas sasniegšanai vairs nav nepieciešams sešu vai astoņu cilindru motors, tāpēc samazinās arī izmeši un automašīnas svars. Tas atvieglo darbu bremžu sistēmai, ļauj ātrāk paātrināties, uzlabot vadāmību utt. Mūsdienās svarīgs aspekts ir efektīva resursu izmantošana. Tā vietā, lai izplūdes gāzes tiktu uzreiz izvadītas ārā pa izpūtēju, tās nonāk turbīnā, kas jau tālāk sekmē papildu gaisa ieplūdi.

Kas ir turbo bedre?

Atšķirībā no atmosfēriskajiem dzinējiem turbomotoriem ir tā sauktā turbobedre. Zemos dzinēja apgriezienos var paiet brīdis, līdz auto sāk uzņemt ātrumu tā, kā esat iecerējis. Turbīnas lāpstiņām jāsasniedz noteikts ātrums, līdz šī sistēma sāk kļūt efektīva, bet nepietiekams atgāzu spiediens to neļauj sasniegt uzreiz. Moderniem auto šī problēma ir mazāk aktuāla, tomēr izskaust to pavisam vēl nav izdevies.

Auto ražotāji nākuši klajā ar dažādiem risinājumiem, piemēram, izmantojot elektromotoru. Atšķirībā no tradicionālās atgāzu turbīnas šeit turbīna un kompresors neatrodas uz vienas ass. Tā vietā starp abiem tiek ievietots elektromotors, ko atdala ar diviem speciāliem sajūgiem. Brīdī, kad tiek nospiests gāzes pedālis, elektromotoru sajūdz ar kompresoru, nodrošinot tūlītēju gaisa ieplūdi.

Tiklīdz turbīna sasniedz vajadzīgo griešanās ātrumu, tā ar sajūga palīdzību tiek pieslēgta elektromotoram, abām ierīcēm vienlaikus palīdzot kompresoram. Kad sasniegta maksimālā jauda, elektromotors tiek atslēgts no turbīnas un pilda ģeneratora funkcijas, lādējot akumulatoru. Šādu sistēmu jau 2011. gadā patentēja BMW.

Turbīnas ekspluatācija

Jauna turbomotora ekspluatācija ir vienkārša. Tas pats sevi prot uzsildīt, atdzesēt un labāk pasargā no potenciālajām tehniskajām ķibelēm. Inteliģenta dzinēja vadība, elektroniska turbīnas kontrole, atsevišķa dzesēšana u. c. sistēmas kalpo kā sargeņģelis. Atskaitot saukli – apkopes veiciet laikus, auto ražotāji vairs nedod īpašus norādījumus, kā ekspluatēt auto ar turbomotoru.

Turpretim, ja jūsu īpašumā ir 10 vai vairāk gadu vecs auto ar turbomotoru, šajos procesos mums pašiem nākas piedalīties aktīvāk. Lūk, daži padomi, kā ikdienā ekspluatēt turbomotoru.

 

  1. Vēl svarīgāk nekā atmosfēriskajiem dzinējiem – nekādi augsti apgriezieni, līdz dzinēja šķidrumi nav sasnieguši optimālo temperatūru. Sabiezējusi motoreļļa nenodrošina pietiekamu eļļošanās efektivitāti un plūsmu, tā nepietiekami pasargājot tehniskās komponentes, to skaitā turbīnu. Turklāt uz instrumentu panelī redzamo temperatūras rādītāju nevajadzētu paļauties, jo tas norāda uz dzesēšanas šķidruma temperatūru, kas var nesakrist ar eļļas temperatūru. Mūsu ieteikums ir sagaidīt, līdz bultiņa nostājas uz 90 grādiem, un nogaidīt vēl dažas minūtes, līdz varam nodoties kārtīgai sportošanai.
  2. Pēc ilgstošāka brauciena, dzinēju nedrīkst uzreiz izslēgt. Tas īpaši attiecas uz gadījumiem, kad esat braucis lielā ātrumā. Turbīna un pārējās dzinēja komponentes vēl nav paspējušas atdzist, kad eļļas plūsma tiek pārtraukta. Karstajos kanālos uzkrājusies eļļa sadeg, laika gaitā kļūdama biezāka. Ilgtermiņā tas nozīmē biežākas eļļas maiņas un pastiprinātu nodilumu. Ja nevēlaties minūti pagaidīt, pietiks pēdējo brauciena nogriezni aizvadīt mierīgā tempā. Jauno paaudžu motoros tiek uzstādīti elektriskie eļļas sūkņi un papildu dzesēšana. Šādā veidā tiek turpināta eļļas plūsma un temperatūras samazināšana pat tad, kad dzinējs jau izslēgts.
  3. Šis attiecas uz auto ar mehānisko transmisiju – izvēlieties situācijai piemērotu pārnesumu. Nav ieteicams braukt ar piekto vai sesto pārnesumu un strauji censties uzņemt ātrumu, kamēr motora apgriezieni ir vien 1000–1500 diapazonā. Prasot no auto veiklu paātrinājumu brīdī, kad dzinējs neatrodas atbilstošos apgriezienos, motors un turbīna tiek lieki noslogoti. Tas ir līdzīgi kā braukt ar velosipēdu un stāvā kalnā izmantot 20. pārnesumu. No jums tas prasīs krietni lielāku spēku, nekā pārslēdzoties uz zemāku. Turklāt, ja auto nav uzstādīta moderna dzinēja vadība, šādā situācijā cilindros tiks iesmidzināts palielināts daudzums degvielas, bet maza ātruma dēļ būs nepietiekama gaisa plūsma. Šāds sajaukums var potenciāli nodarīt kaitējumu katalizatoriem. Ļaunākos gadījumos mazlitrāžas turbo dzinējiem var nākties pieredzēt detonāciju motora cilindros, sabojājot virzuļu un aizdedzes sveces.
  4. Apkope. Šis punkts īpaši attiecas uz eļļas maiņu, kvalitatīvu degvielu un gaisa filtru. Izvēloties eļļu, jāseko ražotāja norādījumiem. Ja vēlaties turbīnas mūžu maksimāli garu, vēlams izmantot sintētisko eļļu un maiņu veikt ik pēc 8000–10 000 km. Svarīgi atcerēties – regulāri pārbaudīt eļļas līmeni, jo šiem dzinējiem var pastiprināti garšot motoreļļa. Ar pazeminātu eļļas līmeni turbomotora ekspluatācija var dārgi maksāt. Kas attiecas uz degvielu, jāizvērtē ražotāja norādes un jālej degviela ar augstāku oktānskaitli. Ikdienas lietošanā tam var būt otršķirīga nozīme, taču šis punkts noteikti jāievēro modificētu turbomotoru īpašniekiem. Gaisa filtra nomaiņa palīdzēs aizkavēt dažādu netīrumu nokļūšanu sistēmā un atvieglos turbīnas darbu. Filtra maiņa vēlama ik pēc 10 000–15 000 km. Tāpat vēlams uzpasēt arī izplūdes sistēmas un katalizatora stāvokli, jo paaugstināta pretestība izplūdes sistēmā samazinās turbīnas resursu.
  5. Ja turbīnai novērojama liela turbobedre, vēlams izvairīties no gāzes pedāļa spiešanas grīdā, it īpaši, izbraucot no līkuma. Tiklīdz saņemsiet gaidīto jaudu, tā var negaidīti pārsteigt.

 

Turbīnas remonts

Tiklīdz no izpūtēja nāk pastiprināti dūmi, gaisa caurulēs redzama eļļa un auto vairs neripo uz priekšu, kā ierasts, servisa meistari bez lielas iedziļināšanās mēdz uzreiz novelt vainu uz turbīnu, taču tas ir aplami. Turbīnas darbību var ietekmēt vairāki faktori – bojāta degvielas sistēma, plaisa gaisa padeves caurulēs vai interkūlerā, defekts vakuuma sistēmā, metāla daļiņas eļļā, nekorekti strādājoša elektriskā vadība u. c. iemesli.

Turbīnu var uzskatīt par dzinēja stāvokļa spoguli. Pat ja uzliksiet jaunu mezglu uz sliktā stāvoklī esoša dzinēja, turbīna drīz atkal būs jāremontē. Lai pilnvērtīgi noteiktu esošās turbīnas stāvokli un spiedienu, to nereti nepieciešams pārbaudīt ar speciāla stenda palīdzību.

Tieši stendu trūkums Latvijā padara turbīnas restaurāciju problemātisku.

Piemēram, ja tiek konstatēts, ka turbīnas asītei ir brīvkustība, kas lielāka par 0,5 mm vai novērojama jebkāda gareniskā (aksiālā) brīvkustība, nepieciešama mezgla nomaiņa. Pilnvērtīgs restaurācijas process ir sarežģīts un nevar notikt bez atbilstoša balansēšanas stenda (īpaši attiecas uz turbīnām ar maināmo ģeometriju). Šāda privilēģija diemžēl nav visiem. Pat tiem, kas skaļi reklamējas.

Mazie servisi nolietotas turbīnas iekšējās detaļas aizvietos ar jaunām, taču tas negarantē turbīnas kvalitatīvu darbību. Kamēr uzticami servisi dos viena gada garantiju, mazajiem atbildība beigsies brīdī, kad izbrauksiet no teritorijas vārtiem.

Līdzīgi kā nekvalitatīvs sprauslu un AT remonts, arī turbīnu restaurācija var likt sastapties ar negatīvu pieredzi, liekot pārdomāt jauna mezgla iegādes iespējas. Daži iesaka meklēt lietotu, bet vēl nerestaurētu turbīnu, citi uzreiz iedrošina pirkt jaunu mezglu. To, kuram variantam par labu nosliekties, bieži izsaka cena.

Piemēram, 2005. gada Volvo S60 D5 lietota turbīna maksā 100–200 eiro, restaurēta 300–350 eiro, bet jauna 550–1100 eiro atkarībā no ražotāja.

Turbīnas uzstādīšana

Ja dzinējam nav turbīnas, varbūt to var uzstādīt? Uzreiz jāsaka, ka turbīnas uzstādīšana un dzinēja vadības programmēšana nebūs lēts prieks, labāk par to aizmirst. Atskaitot autosporta nozari, ikdienas dzinēja uzlabošana ar turbopūti būs sarežģīta. Piemēram, VW Golf 5 ar populāro 2,0 l dīzeļdzinēju. Ja zemās cenas vai nejaušības pēc esat iegādājies SDI 75 ZS versiju, kura nav aprīkota ar turbīnu, 100 km/h sasniegšana līdzināsies ātruma uzņemšanai ar baržu.

Lai 16,9 s ieskrējienu pārvērstu par 8,2 s sprintu, kā tas ir TDI 170 ZS dzinējiem, būs pamatīgi jānopūlas.

Lai arī abu dzinēju kubatūra ir vienāda, dzinēju komponentes, eļļas sūknis, dzesēšanas sistēma, degvielas padeve un citi mezgli ir atšķirīgi un rūpnieciski paredzēti dažādiem spiedieniem. Tas nozīmē, ka nepietiks vien ar turbokompresora komplekta iegādi. Racionālāks lēmums būs pārdot SDI un iegādāties TDI versiju, kam jau no rūpnīcas uzstādīta turbopūte.

Eksperta viedoklis

Uldis Rolis, SIA Rolis valdes priekšsēdētājs

Pareizi lietojot jaudīgu auto ar turbokompresoru, mēs paildzinām motora mūžu. Nav svarīgi, cik vecs vai jauns tas ir. Protams, jaunākam auto var būt iestrādātas konstrukcijā elektriskas un elektroniski vadāmas ietaises, kas aizsargā motoru, turbokompresoru utt. Ko darīt ar 10 gadus un vecāku auto? Pārbūvēt, lai mazinātu turbobedri un izmantotu maināmu vārstu atvēruma mehānismus. Tiesa, tas ir dārgi un ne vienmēr realizējami konkrētajam motoram.

Pasaulē un arī Latvijā no vecajiem motoriem var iegūt ne sliktāku jaudas atdevi kā šodienas turbomotoriem, papildus nodrošinot elektroniski vadāmus aizsardzības pasākumus. Tagad ir plašas iespējas, ja vien ir vēlēšanās! Piemēram, no 1991. gada auto ar 2,2 l motoru ir iespējams iegūt 550 ZS un 620 Nm, nomainot tikai turbīnu un motora vadības sistēmu.

Rezumējums

Turbokompresors ir viens no auto nozares efektīvākajiem izgudrojumiem. Laika gaitā tā attīstība sniegusi autobraucējiem maksimālas ērtības, iztiekot ar minimāliem trūkumiem.

 

Lasi citur

0 komentāri

Šobrīd komentāru nav. Tavs viedoklis būs pirmais!

Pievienot komentāru

Lai pievienotu komentāru autorizējies ar Santa.lv profilu vai kādu no šiem sociālo tīklu profiliem.

 

Veselība

Privātā Dzīve

Mans Mazais

Astes

AutoBild.lv

Māja

Receptes

Dārzs