Kierownice spalin w turbosprężarce VNT - objawy zapieczenia i uszkodzenia

Turbosprężarki ze zmienną geometrią (Variable Nozzle Turbine) od wielu lat są standardem w nowoczesnych silnikach samochodowych - zarówno jednostkach benzynowych, jak i silnikach Diesla. Rozwiązanie to pozwala uzyskać wysoki moment obrotowy nawet przy niskich obrotach silnika i tym samym ograniczyć zjawisko turbodziury, poprawiając ogólną sprawność jednostki napędowej. Ponieważ jednak mechanizm zmiennej geometrii pracuje w ekstremalnych warunkach i ma stały kontakt z pozostałościami procesu spalania paliwa, jest narażony na zapiekanie się sadzy oraz nagaru na elementach sterujących geometrią łopatek.

Poniżej opisujemy typowe objawy zapieczenia kierownic spalin w turbosprężarce VNT oraz omawiamy ich najważniejsze przyczyny. W dalszej części artykułu znajdziesz też informacje o tym, jak dbać o turbosprężarkę VNT i zapobiegać jej awariom w wyniku zapieczenia kierownic spalin.

Zmienna geometria w turbosprężarce - zasada działania

W standardowej turbosprężarce o stałej geometrii za ilość spalin doprowadzanych na wirnik odpowiada wyłącznie wartość obrotów silnika. W turbosprężarce VNT geometria przepływu spalin zmienia się dynamicznie poprzez odpowiednie ustawienie rzędu łopatek zamontowanych na kierownicy spalin. Sterownik ustawia odpowiedni kąt łopatek na podstawie aktualnego obciążenia i prędkości obrotowej. Pozwala to utrzymać optymalne ciśnienie doładowania praktycznie w całym zakresie obrotów silnika.

Przy niskich obrotach silnika łopatki kierownicy są ustawiane pod małym kątem, dzięki czemu zwężają przekrój przepływu spalin i zwiększają ich prędkość. W efekcie wirnik szybciej się rozpędza, a silnik uzyskuje wcześniejsze doładowanie.

Przy wysokich obrotach rośnie także ilość spalin docierających do wirnika turbosprężarki VNT, dlatego łopatki kierownicy ustawiane są pod większym kątem, aby ograniczyć ciśnienie gazów wylotowych i zwiększyć przekrój przepływu spalin.

Dzięki temu silnik reaguje dynamicznie, szybciej osiągając wyższy moment obrotowy, a także emituje mniej spalin i zużywa mniej paliwa. Turbosprężarka VNT jest jednak wrażliwa na zanieczyszczenia i nagar ze względu na konstrukcję kierownicy spalin.

Zapieczone łopatki kierownicy spalin - najważniejsze powody

Zapieczenie kierownicy spalin to proces stopniowy, którego zasadniczą przyczyną jest nadmierne nagromadzenie osadów z nagaru i sadzy na trzpieniach łopatek, powierzchniach pierścienia sterującego i w szczelinach między ruchomymi elementami. Prowadzi to do ograniczenia ruchu łopatek, a w skrajnych przypadkach do całkowitego zablokowania łopatek kierownicy spalin w jednej pozycji. Odkładanie się nagaru i sadzy to naturalny proces, ale znacznie przyspieszają go:

• używanie niskiej jakości paliwa i oleju - tanie paliwa i oleje z reguły zawierają więcej osadów, które nie wypalają się dokładnie podczas jazdy, co skutkuje przyspieszonym osadzaniem się nagaru;
• jazda na niskich obrotach (tzw. eco-driving) - długotrwała eksploatacja silnika przy bardzo niskich obrotach sprzyja odkładaniu sadzy. Mechanizm kierownicy spalin nie pracuje w pełnym zakresie, a osady nie są efektywnie wypalane;
• jazda na niewielkich dystansach - w efekcie silnik nie ma możliwości osiągnięcia pełnej, optymalnej temperatury roboczej, co dodatkowo przyspiesza kumulowanie się nagaru;
• problemy w obrębie układu olejowego - niewłaściwy olej silnikowy lub zbyt długie interwały wymiany oleju przyspieszają tworzenie się nagaru i sprzyjają koksowaniu oleju w turbosprężarce;
• niewłaściwa praca układu EGR - uszkodzenia i nieszczelności EGR mogą znacznie zwiększać ilość zanieczyszczeń trafiających do turbosprężarki;
• problemy z filtrem DPF - w przypadku zatkanego filtra cząstek stałych temperatura spalin może wzrosnąć do bardzo wysokich wartości, co przyspiesza zapiekanie się nagaru.

Turbosprężarka VNT - objawy zapieczenia łopatek kierownicy spalin

Zanim dojdzie do całkowitego zapieczenia kierownicy spalin, zarówno turbosprężarka, jak i samochód reagują na postępujący proces odkładania się nagaru. Najczęstsze symptomy problemów z kierownicą spalin to przede wszystkim:

• utrata mocy jednostki napędowej - auto słabo przyspiesza, nie osiąga pełnej mocy i ma wyraźnie gorszą dynamikę;
• nierównomierna praca turbiny - częściowo zapieczone łopatki zwykle pracują skokowo, co w praktyce przekłada się na chwilowe przyrosty mocy przy przyspieszaniu, pojawia się też szarpanie czy nieregularna praca turbiny;
• aktywacja trybu awaryjnego silnika - ma miejsce w chwili, gdy sterownik wykrywa nieprawidłowe ciśnienie doładowania. Dochodzi do ograniczenia mocy, co objawia się brakiem reakcji na wciśnięcie pedału gazu;
• dymienie z układu wydechowego - każde nienaturalne dymienie z wydechu to poważny sygnał alarmowy. Zapieczone łopatki kierownic zwykle objawiają się czarnym dymem przy przyspieszaniu;
• zwiększone zużycie paliwa - ma miejsce w przypadku zapieczenia łopatek kierownicy w pozycji otwartej, ponieważ sterownik kompensuje brak doładowania zwiększeniem ilości paliwa.

Każdy z wymienionych objawów oznacza, że należy jak najszybciej odwiedzić warsztat samochodowy i przeprowadzić diagnostykę turbosprężarki.

Zapieczona kierownica spalin - jak naprawić?

W Internecie można znaleźć różne instrukcje i podpowiedzi dotyczące samodzielnego czyszczenia turbiny z nagaru, ale zawsze trzeba pamiętać, że w domowych warunkach na dobrą sprawę można podjąć tylko działania doraźne. Prawdziwa naprawa powinna się odbyć w profesjonalnym warsztacie, w którym wszystkie części zostaną odpowiednio wyczyszczone, a uszkodzone elementy wymienione na nowe o takiej samej specyfikacji.

Jeśli kierownica spalin jest już faktycznie zapieczona, to "domowe" metody czyszczenia mogą bardziej zaszkodzić niż pomóc - turbosprężarka to bardzo precyzyjne urządzenie i nawet minimalny błąd przy demontażu i ponownym montażu może doprowadzić do kolejnych problemów bądź nawet całkowitego zniszczenia turbiny.

Na pewno jednak warto zawsze pamiętać o właściwej profilaktyce, czyli:

• regularnie "przepalać" turbinę i cały układ napędowy poprzez dynamiczną jazdę na wyższych obrotach (pomaga też utrzymać filtr DPF w odpowiedniej kondycji);
• używać odpowiednio dobranych dodatków do paliwa, co pozwala zredukować prawdopodobieństwo odkładania się sadzy i nagaru (choć nie usuwa już istniejącego zapieczonego nagaru);
• regularnie wymieniać olej i filtry w układzie napędowym oraz stosować olej i paliwo wysokiej jakości;
• dbać o prawidłową eksploatację turbosprężarki zwłaszcza po zakończeniu dynamicznej jazdy, czyli zawsze odczekać kilkadziesiąt sekund przed zgaszeniem silnika. Pozwala to obniżyć temperaturę turbosprężarki i zapobiega koksowaniu oleju.

Podsumowanie

Wczesne rozpoznanie objawów zapieczenia kierownicy turbiny VNT pozwala uniknąć całkowitej awarii turbosprężarki oraz związanych z tym kosztów. Właściwa eksploatacja i odpowiednia profilaktyka pozwalają utrzymać turbosprężarkę ze zmienną geometrią w dobrym stanie przez długi czas. Jeśli natomiast łopatki kierownicy zaczną się zapiekać i konieczna jest regeneracja bądź naprawa turbiny VNT. zawsze należy użyć części zamiennych wysokiej klasy, o specyfikacji zgodnej z fabrycznymi podzespołami danego producenta. Aby ułatwić warsztatom zaopatrzenie się w takie komponenty, w KODE oferujemy największy wybór części do regeneracji turbosprężarekw standardzie OEM, które spełniają najbardziej rygorystyczne wymogi w zakresie jakości wykonania oraz standardów produkcyjnych.