Mikä on turboahdin?
Turboahdin on itse asiassa ilmakompressori, joka lisää imumäärää puristamalla ilmaa. Se käyttää moottorin lähettämän pakokaasun inertiaimpulssia turbiinin ohjaamiseen turbiinikammiossa, joka puolestaan käyttää koaksiaalista juoksupyörää. Juoksupyörä paineistaa ilmansuodatinputkiston sylinteriin lähettämän ilman. Moottorin kierrosluvun kasvaessa myös pakokaasun poistonopeus ja turbiinin nopeus kasvavat synkronisesti ja siipipyörä puristaa enemmän ilmaa sylinteriin. Ilman paine ja tiheys kasvavat, mikä voi polttaa enemmän polttoainetta. Vastaavasti polttoaineen määrän lisääminen ja moottorin kierrosluvun säätäminen voivat lisätä moottorin lähtötehoa.
Rakenneperiaate
Ensinnäkin puhutaan turboahtimen yleisestä rakenteellisesta periaatteesta. Pakokaasuturboahdin koostuu pääasiassa pumpun pyörästä ja turbiinista sekä muista ohjauskomponenteista. Pumpun pyörä ja turbiini on yhdistetty akselilla, joka on roottori. Moottorin pakokaasut käyttävät pumpun pyörää, joka saa turbiinin pyörimään. Kun turbiini pyörii, se paineistaa imujärjestelmän. Turboahdin on asennettu moottorin pakopuolelle, joten turboahtimen käyttölämpötila on erittäin korkea. Lisäksi turboahtimen roottorin nopeus käytön aikana on erittäin korkea, saavuttaen kymmeniä tuhansia kierroksia minuutissa. Tällainen suuri nopeus ja lämpötila tekevät yleisistä mekaanisista neula- tai kuulalaakereista toimimattomia roottorille. Siksi turboahtimet käyttävät yleensä täysin kelluvia laakereita, jotka on voideltu öljyllä ja jäähdytetty jäähdytysnesteellä. Aikaisemmin turboahtimia käytettiin enimmäkseen dieselmoottoreissa, koska bensiinin ja dieselin polttomenetelmät olivat erilaiset, joten myös moottoreissa käytettyjen turboahtimien muoto oli erilainen. Bensiinimoottori eroaa dieselmoottorista siinä, että se ei mene sylinteriin ilman, vaan bensiinin ja ilman seoksen kanssa. Liiallinen paine voi helposti aiheuttaa räjähdyksen. Siksi turboahtimen asennuksessa on vältettävä räjähdystä, johon liittyy kaksi toisiinsa liittyvää asiaa: korkean lämpötilan hallinta ja sytytysajan hallinta.
Pakollisen turboahtamisen jälkeen lämpötila ja paine bensiinimoottoreiden puristuksen ja palamisen aikana kasvavat, mikä lisää räjähdysalttiutta. Lisäksi bensiinimoottoreiden pakokaasujen lämpötila on korkeampi kuin dieselmoottorien, eikä venttiilien limityskulmaa (aikaa, jolloin imu- ja pakoventtiilit avautuvat samanaikaisesti) ei kannata lisätä pakokaasun jäähdytyksen tehostamiseksi. Puristussuhteen pienentäminen voi myös aiheuttaa epätäydellistä palamista. Lisäksi bensiinimoottoreilla on korkeammat moottorin nopeudet kuin dieselmoottoreilla, mikä johtaa merkittäviin muutoksiin ilmavirtauksessa, mikä voi helposti aiheuttaa viivästyneitä turboahtimen reaktioita. Insinöörit ovat tehneet kohdennettuja parannuksia ratkaistakseen useita ongelmia, jotka liittyvät turboahtimien käyttöön bensiinimoottoreissa, minkä ansiosta he voivat käyttää myös pakokaasuturboahtimia.
Huomautus
Koska turboahtimet toimivat usein suurilla nopeuksilla ja lämpötiloissa, lämpötila turboahtimen pakokaasuturbiinin päässä on noin 600 astetta ja turboahtimen roottori pyörii suurella nopeudella 8000-11000r/min. Siksi turboahtimen normaalin toiminnan varmistamiseksi seuraavat asiat tulee huomioida käytön aikana:
Älä jätä autoon
Moottorin käynnistämisen jälkeen, erityisesti talvella, sen tulee antaa käydä joutokäynnillä jonkin aikaa, jotta laakerit voidellaan täysin voiteluöljyllä, ennen kuin turboahtimen roottori käy suurella nopeudella. Älä siis paina käynnistyksen jälkeen kaasupoljinta väkisin, jotta turboahtimen öljytiiviste ei vaurioidu.
Älä sammuta moottoria välittömästi
Pitkän suurella ajon jälkeen moottoria ei voida sammuttaa välittömästi. Moottorin käytön aikana osa öljystä syötetään turboahtimen roottorin laakereihin voitelua ja jäähdytystä varten. Käyvän moottorin äkillisen pysähtymisen jälkeen öljynpaine laskee nopeasti nollaan ja turboahtimen turbiiniosan korkea lämpötila välittyy keskelle. Laakerin tukikuoressa olevaa lämpöä ei voida viedä nopeasti pois turboahtimen roottorin pyöriessä edelleen suurella nopeudella inertian alaisena. Siksi, jos moottori yhtäkkiä pysähtyy kuumassa moottoritilassa, se aiheuttaa turboahtimeen jääneen öljyn ylikuumenemisen ja vaurioittaa laakereita ja akselia. Ole erityisen varovainen, jotta moottori ei pysähdy äkillisesti, kun olet painanut kaasupoljinta muutaman kerran.
Puhdas
Turboahdinta irrotettaessa on tärkeää pitää se puhtaana ja tukkia kaikki putkien liitokset puhtaalla liinalla, jotta turboahtimeen ei putoa roskia ja vaurioita roottoria. Kun korjaat, varo törmäämästä ja vaurioittamasta juoksupyörää. Jos juoksupyörä on vaihdettava, sille tulee tehdä dynaaminen tasapainotesti. Poista tukos uudelleenasennuksen jälkeen.
Puhdistettava
Koska turboahdin toimii usein korkeissa lämpötiloissa, sen voiteluöljyputkisto on altis sisäisen öljyn osittaiselle koksaukselle korkean lämpötilan vaikutuksesta, mikä voi aiheuttaa turboahtimen laakerien riittämätöntä voitelua ja vaurioita. Siksi voiteluöljyputkisto on puhdistettava, kun se on ollut käynnissä jonkin aikaa.
Kiinnitä huomiota huoltoon
Ennen ajoneuvosta poistumista ja vastaanoton jälkeen jokaisen ilmatieputken liitännät on tarkistettava, jotta vältetään löystyminen tai irtoaminen, mikä voi aiheuttaa turboahtimen vioittumisen ja ilmaoikosulun pääsyn sylinteriin.
Tästä voidaan nähdä, että moottorin turboahduksen jälkeen komponenttien rakenne on vahvistunut. Käytön ja huollon näkökulmasta on tarpeen vahvistaa moottorin pakollisia huoltotöitä ja kiinnittää huomiota oikeiden toimintatapojen käyttöön.