fix a turbocharger noise problem (1)

Hur man åtgärdar ett brusproblem med turboladdaren

Bild via: Pexels

Vad är det bästa sättet att åtgärda ett brusproblem med turboladdaren? Vår guide beskriver vad som kan ha skadat turbon och vad du ska göra åt det.

Hitta fler bil- och motorcykelguider, tips och råd

Avgasturboladdaren används för att öka prestandan hos förbränningsmotorer. Motorns avgaser driver en turbin och rotationen av kompressorhjulet kopplat till turbinen gör att mer frisk luft samtidigt tillförs motorn. Tekniken har vidareutvecklats de senaste åren och är nu standard för diesel- och bensinmotorer.

Fördelen med turboladdare: Ökningen av effekt möjliggör användning av mindre motorer med mindre slagvolym – som naturligtvis förbrukar mindre bränsle.

Turboladdare är dock också kontroversiella eftersom tekniken är dyr och kan orsaka allvarliga motorskador vid problem.

Det finns ingen ersättning för förflyttning”, är ett gammalt talesätt av stamgästerna. Och ändå, sedan början av 2000-talet, har en hel del förskjutningar bytts ut – utan att prestationen faller i vägen. Och genom turboladdaren. Nyckelord ”downsizing”: mindre slagvolym och färre cylindrar betyder mindre intern motorfriktion och därmed mindre bränsleförbrukning. I samband med turboladdaren och direktinsprutningen av bränslet har bilarnas emissions- och förbrukningsvärden optimerats utan någon prestandaförlust.

Tillverkarna pressar nu upp till 270 hk från en liten 1,6-liters fyrcylindrig bensinmotor (Peugeot RCZ-R). För inte så länge sedan använde biltillverkarna fortfarande sex- eller åttacylindriga motorer för sådana prestandasfärer, med en slagvolym på fyra liter och mer.

Turboladdare: funktion

Dagarna med stora turbohål är över. Ny teknik och mindre laddare förbättrar responsen.

Turboladdaren kallas även för avgasturboladdare, eftersom den använder energin från avgaserna för att ”ladda” motorn med extra frisk luft och därmed öka dess effekt. Det är därför turbomotorer också kallas laddade motorer.

Turboladdaren består i huvudsak av två turbiner, turbinhjulet och kompressorhjulet. Båda är anslutna till varandra via en axel, men är installerade i två separata höljen. Turbinhjulet sitter i motorns avgaskanal på avgasgrenröret. Turbinen sätts i rörelse av trycket från de heta avgaserna. Och mycket snabbt, med upp till 300 000 varv per minut. Kompressorhjulet, som är anslutet till motorns insugningskanal, roterar med samma hastighet i andra änden av axeln. Det roterande kompressorhjulet suger in ytterligare frisk luft, komprimerar den i kompressorhuset och trycker sedan in den i cylindern med övertryck.

Utöver den ökade mängden frisk luft kan nu ytterligare bränsle sprutas in, vilket ökar motorns prestanda. Dessutom har kraftfulla turbomotorer ofta en laddluftkylare. Denna har till uppgift att avleda en del av värmen som genereras när luften komprimeras. Eftersom gaser expanderar när temperaturen stiger eller drar ihop sig när temperaturen sjunker, möjliggör kylningen av laddluften en högre luftgenomströmning i förbränningskammaren.

Detta ökar i sin tur motorns effektivitet och prestanda. Till skillnad från turbon suger motorer utan överladdning frisk luft in i cylindern enbart genom undertryck. Detta orsakas av kolvens nedåtgående rörelse i en av motorns fyra arbetscykler, den så kallade insugningscykeln. Därför kallas motorer utan överladdning även naturligt aspirerade motorer.

Laddtryckskontroll

Reglering krävs för att turbons laddtryck inte ska nå en kritisk nivå när motorvarvtalet ökar. Annars skulle turbon och andra motorkomponenter bli överbelastade. Regleringen sker vanligtvis via en ventil (wastegate-ventil) som är monterad på avgassidan av turboladdaren. När den är öppen leder den avgaserna förbi turbinhjulet så att turbinhastigheten och därmed laddtrycket reduceras.

När och hur långt ventilen öppnar styrs av vakuumenheten. Den består huvudsakligen av ett membran och en fjäder och är ansluten till laddarens friskluftsida via en ledning. Vid ett visst laddtryck, som verkar mot membranet i vakuumenheten, ger fjädern efter och öppnar wastegate-ventilen i turbons avgassystem via en förregling.

Mer kraft genom mer laddtryck. Vid trimning eftersträvas ofta en ökning av det maximala laddtrycket för att uppnå en ytterligare ökning av motorns prestanda. För att uppnå detta får wastegate-ventilen endast öppnas vid ett högre tryck. Detta uppnås mekaniskt, till exempel genom att öka fjäderförspänningen. Så kallade ånghjul var också utbredda fram till 1990-talet. En extra ventil minskade trycket som når vakuumenheten. Namnet ånghjul kommer från det faktum att ventilen kunde styras mekaniskt från bilens inre. I moderna bilar styrs genomströmningen av elektromagnetiska ventiler som kan programmeras därefter (chiptuning).

Variabel turbingeometri (VTG)

Mer ånga från varmluft: Istället för en wastegate-ventil har framför allt turboladdare till dieselmotorer ledskenor som styr flödet av avgaser till avgasturbinen. Sådana turboladdare är kända som VTG-turboladdare (variabel turbingeometri). Liksom wastegate-ventilen styrs ledskovlarna av en förreglingsenhet i vakuumenheten. Om ledskovlarna är stängda passerar avgasflödet turbinen.

I det låga till medelhastighetsområdet öppnar bladen endast minimalt, vilket främjar flödet till turbinen och responsbeteendet. Eftersom hastigheten på avgasströmmen som träffar turbinen är mycket hög på grund av den lilla öppningen, flygs turbinbladen även mot ytterkanten, vilket skapar en högre hävstångseffekt. Slutligen, under full belastning, öppnas bladen helt så att maximal mängd avgas kan strömma in. Turboladdaren når nu höga hastigheter och därmed högt laddtryck.

Eftersom VTG-system är känsliga för höga temperaturer användes de endast i dieselmotorer fram till för några år sedan, där avgastemperaturen är betydligt lägre. För att klara de höga temperaturerna i en bensinmotor kräver VTG-system användning av dyra material. Porsche var den första tillverkaren som använde VTG-turbiner i bensinmotorer (911 Turbo och 718 Boxster / Cayman S). Under tiden har tekniken dock även nått massproduktion. 1,5 TSI-motorn i Golf 7 med 130 hk använder en VTG-laddare. Fler volymmodeller kommer sannolikt att följa inom kort.

Biturbo/dubbla turbomotorer

Många kompressormatade motorer har nu två turboladdare. Sådana motorer kallas biturbo- eller dubbelturbomotorer. Istället för en stor turboladdare används två mindre, identiska turboladdare som delar på cylindrarnas avgasflöde för drivningen. I en V-sexa använder varje turboladdare avgaserna från en cylinderbank med tre cylindrar vardera. Fördelen med två turboladdare är deras lägre massatröghet.

En stor turboladdare kräver mer energi, och därmed högre hastigheter, för att komma igång och bygga upp ett användbart laddtryck. Fram till dess fungerar motorn som en naturlig sugmotor, dvs med betydligt mindre effekt, särskilt eftersom en del av energin för att driva turbinens ledskovlar ”försvinner”. Fenomenet med brist på kraft upp till ett visst varvtalsområde kallas turbolag och är typiskt för tidiga turbomotorer på 80- och 90-talen.

Eftersom detta svar är oönskat använder motorutvecklare mindre turboladdare. Detta beror på att avgaserna för turbinhjulen upp till önskad hastighet tidigare för att blåsa in tryckluft i motorn. Två turboladdare används för att leverera tillräckligt med tryckluft även vid höga hastigheter. I sällsynta fall finns det även fyra turboladdare, som till exempel Bugatti Veyron.

Sekventiell laddning och registerladdning

Istället för två identiska turboladdare har vissa motorer en liten och en stor turboladdare. För att förbättra responsbeteendet vid låga hastigheter är det bara den lilla turboladdaren som fungerar i början, som svarar med mindre fördröjning, ofta strax över tomgång. Vid ett visst motorvarvtal, när avgasflödet är tillräckligt, kopplas även den stora turboladdaren på. Båda turboladdarna fungerar nu samtidigt. Man talar här om sekventiell laddning, eller sekventiell biturbo. Till skillnad från sekventiell laddning har vissa motorer registerladdning.

Skillnaden mot den sekventiella biturbon ligger i den alternerande användningen av den lilla och den stora turbon: Vid låga hastigheter kör bara den lilla turboladdaren här, som går att varva upp snabbare. Vid högre hastigheter ”aktiveras” den stora turboladdaren via omkopplingsluckan, medan den lilla turboladdaren då går sönder. De två turboladdarna går alltså aldrig samtidigt utan bara växelvis beroende på hastigheten.

Hur man åtgärdar ett bullerproblem med turboladdaren: ibland hjälper det att rengöra turboladdaren

Regelbundet slitage är sällan ansvarigt för en defekt i turboladdaren. I många fall beror skador på turboladdaren på otillräcklig oljetillförsel. Anslutningsaxelns lagerytor mellan turbinhjulet och kompressorhjulet smörjs permanent med olja av en integrerad krets. Om oljetillförseln till turboladdaren försämras bildas det snabbt repor på axelns lageryta. Som ett resultat, om du inte åtgärdar ett turboladdarljudsproblem som detta, kan axeln rivas.

Orsaker till otillräcklig oljetillförsel: dålig olja, främmande föremål eller bränsle i oljan, ett igensatt oljefilter och även igensatta oljekanaler i motorn. Att stänga av en het turbomotor bör också undvikas till varje pris. Efter en lång körning med full last blir avgassidan på turbon extremt varm (upp till 1000 ° Celsius). Efter att motorn har stängts av avbryts också olje- och kylvattentillförseln till turboladdaren. Värmen försvinner inte längre och den ”stående” oljan kan förbrännas till kol, vilket täpper igen oljekanalerna och sedan påverkar oljetillförseln.

Att bränna olja i motorn är också kritiskt. Det resulterande oljekolet kan blockera ledningar eller sätta sig på turbinen. Detta leder till termiska problem, obalans i turbinen och därmed till tröghet i turbon. Sådana smutsiga turboladdare kan möjligen rengöras med speciella sprayer. I det optimala fallet, även utan att demontera turbon – den mest ekonomiska formen av turboladdarreparation som är möjlig. Ett sådant rengöringsset för turboladdare är tänkt att lossa smuts som kol, gummi och färg från turbinerna utan att skada katalysatorn, som ett tidigt steg för att åtgärda ett bullerproblem med turboladdaren.

Åtgärda ett bullerproblem med turboladdaren: skador från sotpartikelfilter

Turbinhjulet är stadigt anslutet till axeln. Kompressorhjulet är fastskruvat. Om axeln blir påkörd kan reparatören hjälpa till. Problem med avgassystemet är också en vanlig orsak till skador på turboladdaren. Dieselmotorer med sotpartikelfilter är särskilt känsliga. Om partikelfiltret sätts igen, till exempel när bilen huvudsakligen används i stadstrafik, där filtret inte kan brinna ut, finns det ett bakvatten i avgaskanalen, som verkar direkt på turbinen.

Krafterna som verkar på turbinhjulet kan vara så starka att axeln får ett slag. Som ett resultat uppstår ett typiskt symptom: turboladdarens visslande. Det ovanliga ljudet förebådar en skadad turboladdaraxel. Visslandet kan också uppstå i inledningsskedet av bristande oljetillförsel.

Om du märker sådana visslande ljud på din turbomotor bör du snarast ta bilen till en verkstad och få den undersökt för att förhindra allvarliga skador. Alla mekaniska skador på avgassystemet som minskar avgasflödet har samma farliga effekt. Till exempel ett avgasrör som har blivit stängt av en parkeringsbula. Sådana ofarliga skador måste repareras omedelbart i turbomotorer.

Åtgärda ett bullerproblem med turboladdaren: skador på främmande föremål

En annan känd orsak till skador på turboladdaren är främmande föremål som kommer in i insugningssystemet. På grund av den enorma rotationshastigheten kan även de minsta partiklarna orsaka skada. I fordon med hög körsträcka har kompressorhjulen polerats smidigt under åren. I bästa fall reduceras bara motoreffekten eftersom kompressorhjulet skottar in mindre luft i motorn.

Skadade eller trasiga blad på kompressorhjulet orsakar obalans, vilket kan resultera i ett slag mot axeln eller dess lager, vilket ofta resulterar i en läcka i oljekretsen. I slutskedet slipar de roterande hjulen i huset och turbon demonterar sig själv. Skadade kompressorhjul kan diagnostiseras relativt enkelt, eftersom kompressorhjulet kan undersökas noggrant efter demontering av tilluftsledningen.

Det är mer komplicerat på avgassidan, där turbinhjulet syns först efter att turboladdaren är helt demonterad. I det här fallet är det dock oftast inte främmande kroppar som skadar turbinhjulet utan motordelar som utlöses, till exempel avgasgrenröret.

Motorskador från ett kuggremsbrott är också en källa till fara. Om reparationen inte tar bort alla metallpartiklar som har lossnat från skadade ventiler eller kolvar kan stora skador uppstå direkt när motorn startas, vilket förlamar motorn igen.

Åtgärda ett bullerproblem med turboladdaren: Symtom på skador på turboladdaren

Symptom: Möjliga orsaker: Lösning:
Turboladdaren visslar Om turboladdaren visslar med ökande hastighet är axeln skadad eller utslagen. Visslande ljudet orsakas av den metalliska friktionen. Översyn/reparation av turboladdare
Blåaktig rök Indikerar ett oljeläckage i turboladdaren, till exempel på grund av en utslagen laddaraxel. Oljan som används för att lagra och kyla axeln kommer in i avgaserna och brinner. Översyn/reparation av turboladdare
Ökad oljeförbrukning Skador på turboladdarens lager, defekta eller igensatta oljeledningar. Kontrollera turboladdarens oljeledningar och byt ut dem vid behov
Svart rök Kan orsakas av otillräcklig lufttillförsel. Vid förbränning uppstår en disproportion till förmån för bränsleinnehållet, svart rök bildas. Ett läckage i friskluftsledningen kan vara orsaken. Kontrollera slangarna och anslutningarna på sug- eller tryckluftsledningarna för läckor och byt ut dem vid behov. Lågt liggande ledningar (laddluftkylare) kan lossna/skada om de slår i marken.
Förlust av kraft I Om det finns en permanent brist på kraft kan kompressorhjulet skadas. Trasiga blad trycker inte längre in tillräckligt med luft i cylindrarna. Nytt kompressorhjul, översyn turboladdare, skyddar insugningskanalen från framtida främmande föremål.
Förlust av kraft II Om VTG-enheten är täckt av sot kommer ledskovlarna att fastna. Laddaren kan bara bygga upp tryck sent eller inte längre alls. Demontera och rengör lastaren, eliminera orsaken till den ökade sotbildningen.
För högt laddtryck Ventilen för laddtrycksreglering, styrledningar eller vakuumenhet är defekt. Byt ut vakuumenheten, gör ventilen fri att röra sig, reparera styrledningen.
Ljud från turboladdaren För högt mottryck i avgasystemet, kompressorhjul eller turbinhjul skadat, läckage framför turbinen (till exempel på grenröret). Kontrollera avgaserna för skador, reparera kompressor eller turbin, eliminera läckage.

Defekter uppstår också i området för vakuumenheten och wastegate-ventilen. Till exempel kan magnetventilen, vakuumenhetens membran eller slangsystemet mellan komponenterna vara defekt eller otät. Detta gäller även för kopplingen till vakuumenheten, som öppnar wastegate-ventilen eller, i fallet med VTG-laddare, styr vinkeln på ledskovlarna. Eftersom mekanikerna kan förlora sin rörelsefrihet med tiden.

Reparation av turboladdare

Oavsett om det är effektbortfall, visslande ljud, ökad oljeförbrukning eller rökutveckling – motorn bör undersökas i en fackverkstad så snart symtom på turboladdarskada upptäcks. Spektrumet av felkällor är brett. Och orsakerna är svåra att verifiera för lekmannen. Eftersom mycket skada sker efter hand kan ett besök i verkstaden i god tid spara mycket pengar.

När turboladdaren är helt demonterad kan trasiga delar också skada själva motorn. Å andra sidan kan kraftig oljeförlust förstöra den dyra katalysatorn. I många fall är det värt att se över eller reparera turbon. Det är dock inte alla verkstäder som vågar göra detta arbete. Eftersom reparationer kräver erfarenhet och specialverktyg. Till exempel måste alla roterande delar vara finbalanserade före installation. Även auktoriserade verkstäder föredrar att helt byta ut turboladdaren.

Reparationskostnader på flera tusen dollar är resultatet, eftersom bara den nya turboladdaren brukar kosta över 1 000 dollar. En reparation för att åtgärda ett bullerproblem med turboladdaren är billigare. Till priser mellan $200 och $600, byts de skadade delarna ut och lastaren återförsluts. Utöver reparationskostnaderna tillkommer även kostnaderna för att ta bort och installera turboladdaren.

Rekonditionerade turboladdare

Demonteringen av turboladdaren kan göras i en verkstad. Efter expansionen turbo skickas till specialisten. Han undersöker skademönstret, konsulterar verkstaden för att åtgärda orsaken och reparerar turbon. Många reparatörer har de vanligaste turboladdarna i lager och levererar renoverade laddare med en garanti på upp till två år i utbyte mot den gamla delen. Priserna för renoverade turbos börjar på mindre än 300 euro, ofta mindre än hälften av nypriset. Det är dock viktigt att alla orsaker till skador i turboladdarens periferi har eliminerats så att skador inte uppstår igen.

gerhardt-richter

Gerhardt Richter är författare och utbildare på handelstekniska högskolor, specialiserad på snickeri, VVS, mekanik och konstruktion.

Similar Posts

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.