Awaria turbosprężarki VNT


Turbosprężarka VNT

Produkcja turbosprężarek o zmiennych charakterystykach, podjęta w 1991 roku przez firmę Garrett, zapoczątkowała nowy etap w rozwoju konstrukcji samochodowych silników spalinowych, a także w technologii ich napraw.

Symbol VNT jest skrótem od Variable Nozzle Turbine (zmienna dysza turbiny) i oznacza regulację intensywności przepływu spalin za pomocą tzw. kierownicy. Rozwiązanie to wyeliminowało efekt turbodziury, występujący w starszych konstrukcjach wysokoprężnych silników z turbodoładowaniem montowanych w samochodach osobowych, czyli kłopotliwe w praktyce opóźnienie reakcji turbiny (a przez to i sprężarki powodującej potrzebny wzrost ciśnienia w układzie dolotowym) na energiczne operowanie przez kierowcę pedałem przyspieszenia. Uzyskane w ten sposób zwiększenie wydajności doładowania w zakresie niższych prędkości obrotowych wału korbowego przyczyniło się ponadto do znacznej poprawy osiągów jednostek napędowych i spełniania przez nie coraz ostrzejszych norm toksyczności spalin.

Zmienną charakterystykę wydajności turbiny uzyskuje się dzięki regulacji ustawienia łopatek koła nieruchomego zwanego kierownicą


Sukces techniczny firmy Garrett, należącej do koncernu Honeywell i zaliczanej do największych światowych producentów turbosprężarek, okazał się równocześnie sukcesem handlowym. W ciągu ostatnich 15 lat na świecie zamontowano ponad 20 milionów turbosprężarek w samochodach osobowych, z tego większą część w Europie, gdzie na silniki Diesla przypada obecnie blisko 50% produkcji. Koncern Honeywell wprowadził już trzecią generację turbosprężarek VNT dostarczanych producentom silników wysokoprężnych, a także z zapłonem iskrowym, gdzie stosowane są one ostatnio coraz częściej. Produkty Garrett VNT można rozpoznać po literze "V" w oznaczeniu na tabliczce znamionowej, np. GT1544V.

Problem dotyczy napraw

Turbosprężarki Garrett VNT są urządzeniami o bardzo skomplikowanej i precyzyjnej budowie, wykorzystującej najnowocześniejsze materiały i techniki ich obróbki. Wyglądem przypominają na pozór konstrukcje tradycyjne, lecz znacznie się różnią od nich rozwiązaniami technologicznymi (chronionymi przez patenty) i materiałowymi. Poza tym urządzenia te spełniają wymagania konstruktorów silników jedynie wtedy, gdy zastosuje się odpowiednie ich ustawienia i regulacje, co wymaga z kolei specjalistycznej wiedzy i unikalnego oprzyrządowania. Chodzi tu głównie o ustawienie minimalnych i maksymalnych wartości przepływu spalin napędzających wirnik turbiny. Obecnie jedynie producenci turbosprężarek dysponują warunkami technicznymi pozwalającymi drogą zabiegów regulacyjnych zapewnić silnikowi odpowiednie wartości ciśnienia doładowania na podstawie precyzyjnych pomiarów przepływu gazów.

Dlatego turbosprężarki Garrett VNT nie mogą być naprawiane poza macierzystą wytwórnią. Jest to decyzja koncernu Honeywell, przekazana wszystkim serwisom i dystrybutorom tych produktów. Jej konsekwencją jest wstrzymanie dystrybucji zestawów naprawczych, części zamiennych i danych technicznych do tego typu turbosprężarek.

Z danych statystycznych pochodzących z licznych zakładów naprawiających turbosprężarki VNT wynikało bowiem, że ich awaryjność po wykonanych naprawach była zdecydowanie większa, niż w przypadku regenerowanych turbosprężarek o tradycyjnej konstrukcji. Wynika to z wprowadzanych w warsztatach naprawczych zmian parametrów regulacyjnych, a w ich następstwie - nieprawidłowej synchronizacji naprawionego podzespołu z silnikiem.
Rys.:Zmienną charakterystykę wydajności turbiny uzyskuje się dzięki regulacji ustawienia łopatek koła nieruchomego zwanego kierownicą
Usytuowanie kierownicy w turbosprężarce VNT


Usytuowanie kierownicy w turbosprężarce VNT
Widok podzespołu od strony turbiny; w górnej części widoczny siłownik zmieniający pozycję łopatek


Widok podzespołu od strony turbiny; w górnej części widoczny siłownik zmieniający pozycję łopatek

Czym grozi lekceważenie wprowadzonych ograniczeń?

Każda próba regeneracji przy użyciu nieoryginalnych części i/lub niewłaściwe ustawienie zaworu może po zamontowaniu tak "naprawionej" turbosprężarki w pojeździe spowodować:

konflikt tego podzespołu z elektronicznym układem zarządzającym pracą silnika;
zbyt niskie ciśnienie doładowania przy małych prędkościach obrotowych silnika, czyli znaczne pogorszenie jego osiągów oraz wzrost emisji i toksyczności spalin;
powstanie zbyt bogatej mieszanki i związany z tym znaczny wzrost temperatury spalania, co może doprowadzić do uszkodzenia turbosprężarki i samego silnika;
zbyt wysokie ciśnienie doładowania, będące efektem przekroczenia dopuszczalnych obrotów turbiny i związane z tym ryzyko mechanicznego uszkodzenia (pęknięcia) jej wirnika, wirnika sprężarki lub głównych części silnika;
szybki (w skrajnych przypadkach gwałtowny) wzrost ciśnienia doładowania, mogący uszkodzić układ korbowo-tłokowy lub rozrząd silnika;
głośną pracę turbosprężarki, towarzyszącą zazwyczaj jej przyspieszonemu zużyciu;
znacznie zwiększoną toksyczność spalin, eliminującą pojazd z eksploatacji przy najbliższym przeglądzie technicznym.zrodlo e-autonaprawa.pl

Wetus