Fúkaj, fúkaj turbodúchadlo

V dnešnom svete počujeme zo všetkých strán iba: “ponúkame vám náš model auta s jedinečným motorom s turbodúchadlom s nízkou spotrebou a bla, bla, bla.” Ale prečo by mala byť nižšia spotreba vďaka turbu? A vôbec, ako funguje turbo?Vysvetliť fuknciu turbodúchadla je ťažké, skúšal som to už mnohokrát, ale ľudia si to jednoducho nevedia predstaviť. Za počúvanie výkladu majú jednotku, za porozumenie majú päťku. Firma MAHLE ale vytvorila jednoduchú animáciu, ako také turbo funguje a preto je na čase vytvoriť o funkcii článok.

Prečo chcem turbo?

Jestvujú motory atmosférické a potom tzv. prepĺňané motory. Prepĺňané môžu byť turbodúchadlom, alebo kompresorom, alebo ich kombináciou. Ku kopresoru sa dostaneme v inom článku. Turbodúchadlo má rovnakú funkciu ako kompresor. Prilepte ich na atmosférický motor a zrazu máte väčší výkon a vo všeobecnosti nižšiu spotrebu paliva. – Iba tak?
No nie, je za tým veľa vedy a techniky. Kým atmosférický motor si nasáva vzduch sám a potom ho zmiešava s benzínom/naftou, tak prepĺňaným motorom je vzduch nasilu tlačený. Motor tak dostáva v rámci toho istého objemu vzduchu oveľa viac molekúl kyslíka, pretože vzduch je natlakovaný. Zmes je vďaka kyslíku výbušnejšia, motor reaguje dynamickejšie na pridanie plynu, nepotrebuje toľko paliva, ma väčší výkon, všetci sú šťastnejší a predsa sa nájdu ľudia, ktorí chcú atmosférický motor, prečo?

Prečo nechcem turbo?

Turbo napriek všetkým vymenovaným výhodám je súčiastka v aute navyše. Dnes treba ku turbu už kopu elektroniky, riadiacu jednotku, ďalej je potrebné chladenie a mazanie turbíny v turbe a to sú všetko veci, ktoré sa môžu pokaziť, veď nečudo, keď sa taká prťavá malá turbínka v turbodúchadle otočí za minútu asi tak 100.000 krát. Výsledkom je oprava za približne 1.000 až 5.000 EUR.

Celkovo spravila 6.000.000 otáčok, je rozpálená ako prasa na grile a zrazu fuk a v priebehu sekundy sa zastavila…

Ako funguje?

Turbodúchadla ma dve malé turbínky/rotory uložené v obale/statore, ktorý ma tvar slimačej ulity. Jedna malá turbína je určená pre tlačenie vzduchu do motora, druhá malá turbína je určená pre pohon prvej turbíny. Tieto turbíny sú spolu prepojené. Pri bežiacom motore prúdi potrubím vzduch do motora a z motora prúdia zase spaliny. Keď motoru dostatočne pridáte, tak sa výfukové potrubie zaplní týmito spalinami a začnú narážať do výfukovej turbíny. Tá je uložená otočne a tak sa začne chtiac-nechtiac točiť, aby uvoľnila cestu splodinám. Tým, že sa roztočí, roztočí sa aj turbína na saní a tá začne vzduch nasávať a vháňať ho do motora. Takto vháňaný vzduch má vysokú rýchlosť, ale malý tlak. Aby motor bežal správne, treba tlak zvýšiť, ale to si vysvetlíme až po videu.

Ako vidíte v prvých sekundách, vzduch iba prúdi potrubím do motora (modré guľôčky). Z motora prúdia spaliny a smerujú do výfuku (červené guľôčky). Spaliny roztáčajú turbínu a s ňou sa začne točiť aj sacia turbína a urýchli tok vzduch (fialové guľôčky). Prietok vzduchu je rýchly, ale my ho potrebujeme natlakovaný a pomalý. Preto je do sústavy vložený tzv. intercooler, čo je medzichladič nasatého vzduchu. Totižto motor by mal nasávať studený vzduch, aby správne pracoval, ale to je teraz nepodstatné. V sústave je vložený aj difúzor, ktorý brzdí vzduch a začne ho “kopiť”. “Kopí” sa stále viac, až vzniká v potrubí tlak a takto natlakovaný vzduch je už tým správnym orechovým pre motor, ako bolo vysvetlené už vyššie. Vo videu je pre jednoduchosť znázornené, že intercooler je aj difúzorom. Za intercoolerom sa začne vzduch hromadiť a mení farbu na modrú.

Keď je vzduch v potrubí príliš natlakovaný, alebo keď jednoducho uberiete plyn motoru, turbo sa stále točí a ženie vzduch do motora, ale ten nemá kam ísť. Pre tento prípad je vytvorený tzv. prepad. Vzduch sa nasmeruje do bočného vedenia, ktoré končí prepadovým ventilom, ten sa vplyvom tlaku vzduchu zatlačí a otvorí tak sekundárne potrubie výfukovým splodinám. Výfukové splodiny môžu a aj unikajú cestou menšieho odporu, t.j. vyhýbajú sa turbíne. Výfuková turbína nie je dostatočne hnaná a tak sa zastaví a s ňou aj turbína na saní.

Mám turbodieru. Ako ju zaplátam?

Turbodiera je to, keď pridávate, pridávate a nič sa nedeje. Motor je lenivý, nechce sa mu do otáčok, až zrazu, cítite “kopanec” a motor je živý a pohotovo reaguje na reakcie vodiča. Diera vzniká v nízkych otáčkach, pretože motor ešte nevyprodukoval toľko spalín, aby roztočili výfukovú turbínu a tá roztočila turbo na saní. Motor tak nedostáva dostatok vzduchu, na aký bol stavaný.
Zaplátať môžete väčším turbom, poprípade dvoma turbami, kde bude jedno menšie a bude tlačiť vzduch v nízkych otáčkach a potom väčšie bude tlačiť vzduch vo vyšších otáčkach. Alebo skombinujete kompresor s turbom a opäť bude kompresor slúžiť pri nízkych otáčkach a turbo pri vysokých.
Alebo siahnete po technológii BMW a ich TwinPower Turbo, kde sú v jednom obale/statore uložené dve turbíny. Malá pre nízke otáčky, veľká pre vyššie otáčky.
Mercedes využíva sacie potrubie s prierezom dvakrát tak veľkým ako iné značky a týmto potrubím môže prejsť omnoho väčšie množstvo nasávaného vzduchu. Keď sa zopne turbo, potrubie priškrtí škrtiaca klapka a turbo nasáva ako cez prierez bežného potrubia.
Volvo sa vyhlo podobným riešeniam a používa variabilné klapky na turbe. Klapky sú umiestnené na obvode statora/obale turba. Nakláňajú sa tak, aby smerovali aj malé množstvo výfukových splodín na lopatky výfukovej turbíny a preto je turbo stále v pohybe, točí sa a tlačí do motora vzduch pod tlakom.

Tieto technológie sú ale výsadou až modernej doby a turbodúchadlá sú najprogresívnejšie súčastí motorov.

Nechcem platiť za opravu. Ako udržím turbo pri živote?

Nie je to iba o turbe, treba sa starať o všetko, meniť olej, filtre, kontrolovať chladiče a Ďalšie činnosti ktoré výrobca odporúča. Ak máte intercooler, mal by byť vždy čistý, to znamená, že keď na saní intercooleru máte opadané listy stromov, nenecháte ich tam.
Nevytáčate motor keď je studený, pretože olej za studena nie je tak viskózny (tečie asi ako scukornatený med) a nevbehne ihneď na miesta kde ho treba, napr. aj na osku turba. Ale vy napriek tomu motor vytočíte do 5.000ot/min, tešíte sa ako turbo tlačí vzduch pod obrovským tlakom a zrazu puk. A oska je zadretá.
Nevypínate a neštartujete turbomotor tak, že prejdete do obchodu o 5 domov nižšie a to je koniec vašej trasy. Turbo sa rozbehlo a ihneď zastavilo. Olej sa nezohrial, ani ho nestihlo natlačiť na všetky potrebné miesta a už čučí na parkovisku. Nehovoriac o štartére, o baterke, o životnom prostredí.
Nevypínate motor hneď po tom čo ste s ním boli na dlhej trase a šli ste na pár tisíc otáčok motora. Ničí to aj samotný motor, ale turbo je opäť najcitlivejšie. Vypnutím motora vypnete aj chladič turba a aj prívod maziva na osku turba. Takže turbínka si točila 100.000ot/min a to asi tak 60 minút na vašej trase. Celkovo spravila 6.000.000 otáčok, je rozpálená ako prasa na grile a zrazu fuk a v priebehu sekundy sa zastavila na nulu. Vydrží to raz, dva krát, ale na tretí si povie: “no ja takémuto majiteľovi slúžiť nebudem!” A tak sa aj stane ak nenecháte nejakú tú minútku bežať auto na voľnobeh a až potom ho vypnete.
Mnohí sa ma pýtajú ako dlho by mali nechať motor bežať, kým sa dochladí, domaže. Moja odpoveď je vždy rovnaká: neviem. Ak ste šli trasu 7 hodín, samozrejme necháte motor bežať dlhšie ako keď idete 15 minút. A keď máte motor, ktorý ste držali v 4.000 otáčkach, je to iné ako keď ho držíte na hranici 2.000ot/min.
Častou chybou je dokonca aj zostarnutie plastovej/gumenej prívodnej rúry/hadice od turba do sania motora. Takéto materiálu popraskajú a turbo sa snaží vytvoriť tlak v potrubí, no nedarí sa mu to, pretože vzduch uniká cez praskliny na hadici.

Ak sa vám ale už podarilo turbo zadrieť, alebo máte popraskanú hadicu na saní, alebo motor prestal mazať, navštívte servis, kde vám poradia ako danú chybu odstrániť. Poprípade ak máte turbo po smrti, piští a škrieka a motor nemá výkon a vy nemáte chuť z nejakého dôvodu vrážať peniaze do nového turbodúchadla, existuje tzv. “repas” turba. Venujú sa mu malé firmy, ktoré vymenia iba to, čo je nutné, napr. osku a zvyšok nechajú v pôvodnom stave.

Autor: Vladislav Baniari; Video: MAHLE Aftermarket NA