Turbodmychadla: Má jej skoro každé auto. Jak je ale servisovat?

Historie zařízení vtipně využívajícího kinetickou energii výfukových plynů, které by jinak s jejich vypuštěním do atmosféry skončily nevyužity, se začala psát už v roce 1905. Za otce turbodmychadla je považován Švýcar Dr. Alfred Buchi. Ten si toto zařízení nechal následně patentovat. Jenže dlouhá léta zůstalo jen u teorie. Důvody byly zejména technologické. Při tehdejší úrovni strojařiny nebylo možné turbodmychadlo v podstatě vyrobit. Zlom přišel v roce 1918, kdy firma General Electric (GE) vyrobila první funkční turbodmychadlo. Jelikož se tato společnost zabývá výrobou a vývojem leteckých motorů, bylo první turbodmychadlo určeno letadlům. O dva roky později překonalo letadlo poháněné pístovým motorem přeplňovaným turbodmychadlem výškový rekord. Při tom se využila první výhoda přeplňování turbodmychadlem. U atmosférických motorů klesá výkon s rostoucí nadmořskou výškou, a to přibližně o 10 procent na každých 1000 metrů. Turbodmychadlo ale tento jev dokáže zcela eliminovat, čehož zprvu využívali právě v letectví.

K rozmachu turbodmychadlem přeplňovaných leteckých motorů došlo ve 30. a 40. letech. Jedním z prvních uživatelů této techniky se stalo letadlo Boeing B-17, přezdívané „létající pevnost“. V 50. letech se turbodmychadlo začalo používat u motorů stavebních strojů. A v roce 1962 se objevilo první turbo v motoru osobního auta, konkrétně značky Cadillac. Další vzestup přišel v 70. letech. Počet aut s turbodmychadly se však až do první dekády 21. století nezvyšoval nijak markantně. Razantní nástup pak tohle sofistikované zařízení předvedlo v posledním desetiletí v souvislosti s nahrazováním motorů o velkém zdvihovém objemu menšími. Výkonový deficit mezi nimi pokrylo právě turbodmychadlo.

Má to docela těžké

Turbodmychadlo je zařízení, které musí odolávat opravdu nezáviděníhodným podmínkám. Hřídel turbodmychadla, spojující rotor turbínového kola, které roztáčejí výfukové plyny s rotorem dmychadla, jež naopak stlačuje vzduch do motoru, se v extrémním případě roztáčí klidně na 150 000 otáček za minutu. Turbínové kolo tvoří s hřídelem jeden celek, přičemž vzájemného spojení je dosaženo inertním svařováním. Kolo dmychadla je naproti tomu k hřídeli přišroubováno.

Dnes sice již existují také turbodmychadla s kuličkovými ložisky hřídele, avšak kluzná ložiska stále převládají. Výhodou kuličkového ložiska je vyšší účinnost turbodmychadla, neboť dovoluje menší vůli mezi rotorem dmychadla/turbíny a vnitřní stěnou jejich skříně.

Druhým problémem je vysoká teplota vinou průchodu horkých spalin. U turbodmychadel s dieselovými motory činí jejich teplota přibližně 800 stupňů, u zážehových motorů klidně přes 1000 stupňů Celsia. „Je to právě vysoká teplota spalin zážehového motoru, která stojí za tím, proč se u benzinových agregátů dodnes nerozšířila turbodmychadla s regulací otáček naklápěním lopatek statoru turbíny, takzvané VGT nebo VNT,“ říká na úvod k turbodmychadlům (Marcel Pavel, majitel) z rodinné společnosti Turbíny CZ, která se již léta zabývá prodejem a opravami turbodmychadel napříč všemi motorizacemi osobních a užitkových automobilů. „Příkladem zážehového motoru, který používá turbo s proměnnou geometrií, je plochý šestiválec poslední generace Porsche 911 Turbo.“

Vysoká teplota je samozřejmě pro turbodmychadlo nežádoucí. „Že se nemá přeplňovaný motor vypínat hned po dojezdu, ale nechat chvíli běžet na volnoběh, už dnes skoro každý ví,“ říká Pavel. Bohužel výrobci nových automobilů tento správný návyk příliš nepodporují. Pokud je totiž vozidlo vybaveno systémem stop-start a řidič jej tlačítkem nevypne, dojde po dojezdu automaticky ke zhasnutí motoru, i když to krátce před zastavením „pálíte“ na plný plyn. Bohužel většina stop-start systémů vůbec nezohledňuje předešlou vysokou zátěž motoru, který tak zcela proti logice věci po dojezdu agregát vypne. Je to obzvláště alarmující v současnosti, kdy je kombinace turbodmychadlo a stop-startu prakticky zcela běžná.

Nevhodné je ovšem i vytáčení motoru příliš brzy po studeném startu. I to turbodmychadlu neprospívá. Důvodem je nízká teplota oleje, která zásadně ovlivňuje jeho vlastnosti, zejména viskozitu. Studený olej je hustší a tudíž se obtížněji dostává nejen do ložisek turbodmychadla. Pozor také na to, že i když ukazatel teploty motoru signalizuje, že je motor již ohřátý na provozní teplotu, týká se to jen chladicí kapaliny. A ta se ohřeje mnohem rychleji než olej. Ten v danou chvíli bývá ještě docela studený. A pro turbodmychadlo je důležitý hlavně olej.

Motor žere olej

„Problémů s turbodmychadly je více. Nejčastěji se však lidé potýkají s opotřebenými kluznými ložisky,“ říká Pavel z Turbíny CZ. „Průvodním jevem této závady je zvýšená spotřeba oleje.“ Příčinou je téměř vždy vydření ložiskových pánví hřídele. K tomu dochází vinou přepáleného oleje, který se mění na karbon. A ten na ložiska působí takřka jako brusná pasta. Proč se olej přepaluje a karbonuje? Důvodů je opět více. Jednak dnešní super řídké motorové oleje si příliš nerozumí s vysokými teplotami ložiskových pánví turbodmychadel. Ta by spíše ocenila olej z přesně opačného spektra normy SAE. Tedy místo vodičky 0W-30 raději hustší 5W-40. Má totiž vyšší tepelnou zatížitelnost. Další problém tkví v dlouhých intervalech výměny oleje. Dnešních až 30.000 km je prostě hodně. Je fakt, že výrobci poslední dobou intervaly zkracují. Posledním aspektem je zanedbaná údržba a také používání levnějších olejů bez potřebných kvalitativních přísad. Při extrémním opotřebení radiálního ložiska může dojít až ke kontaktu některého z rotorů se stěnou jejich skříně.

„Turbodmychadlo, které z důvodu opotřebených ložisek propouští olej do sání a ten je následně motorem spotřebováván, lze ve většině případů opravit, a to výměnou ložiskových pánví,“ říká Pavel. „Naše firma Turbíny CZ je schopná v případě potřeby turbodmychadlo dodat takzvaně na počkání, nejpozději však do 24 hodin. Záleží samozřejmě na dohodě a konkrétním poškození a tedy rozsahu opravy,“ dodává Pavel.

Pane, píská vám turbo!

Druhým projevem závady turbodmychadla je zvýšený hluk. „Typické pískání turba při jeho roztáčení do vysokých otáček zná asi drtivá většina uživatelů motorů s přeplňováním,“ poznamenává Marcel Pavel. Pískání (bývá též provázeno poklesem výkonu motoru) ale znamená problém.

Pískání turbodmychadla je obyčejně způsobeno odchylkou od vyvážení rotoru dmychadla či turbíny. Vzhledem k otáčkám hřídele spojujícího oba rotory až 150.000 za minutu se i sebemenší nevyváženost výrazným způsobem projeví.

Nevyvážení může mít hned několik příčin. Pokud je radiální ložisko hřídele opotřebené již natolik, že dojde ke kontaktu rotoru turbíny či dmychadla s jejich skříní, vyústí to ve tření mezi lopatkou a vnitřní plochou skříně. A je to obvykle lopatka, u níž dochází k jejímu postupnému úbytku.

Jinou příčinou je vniknutí cizího předmětu (tělesa) do skříně rotoru dmychadla. Stane se tak většinou z důvodu špatné těsnosti sacího filtru. Tedy pokud jeho těsnící obroučka špatně doléhá ke stěnám plastového tělesa, lidově zvaného filtrbox. Trochu specifické poškození turbodmychadla (respektive lopatek turbíny či dmychadla) představuje vznik lomu vinou koroze. K tomuto ale dochází zejména u aut, jezdících v přímořských státech, kde je slané prostředí.

Opravit, nebo vyměnit?

„Pokud už se na turbodmychadlu vyskytne závada, někteří uvažují o tom, zda nechat turbo opravit, nebo jej rovnou vyměnit,“ říká Pavel. „V obou případech mu naše firma Turbíny CZ vyjde plně vstříc. A ani to k nám nemusí mít moc daleko. Pobočky máme v Karlových Varech, Přerově, Praze, Znojmě a samozřejmě v Hronově, kde je ústředí firmy.“

Pokud se zákazník rozhodne pro výměnu turbodmychadla, dokáže firma Turbíny CZ uspokojit poptávku velice rychle, neboť 99 procent turbodmychadel, běžně se vyskytujících u současných osobních a užitkových automobilů, mají skladem. „Pokud si zákazník přeje opravu turbodmychadla, tak ta u nás probíhá tak, že klient přinese nefunkční turbodmychadlo a dostane za něj buď nové, nebo odborně repasované, samozřejmě stejného typu i parametrů,“ říká Marcel Pavel. „Díky našemu zázemí a bohatým zkušenostem jsme schopni opravit většinu poškození turbodmychadel,“ dodává Pavel.

A kdy tedy turbo měnit a kdy opravovat? Výše popsané závady jsou většinou řešitelné opravou, ovšem za předpokladu, že výrobce dodává potřebné náhradní díly. Tím nemáme na mysli výrobce automobilu, který většinou poskytuje turbodmychadlo jen jako celek a to za často likvidační částku, klidně atakující 50.000 korun, ale přímo výrobce turbodmychadla. Naopak k výměně většinou dochází v případě poškození, řekněme prasknutí skříně, většinou turbíny. K tomu může dojít třeba vlivem nadměrné teploty. Občas se s touto závadou potýkají majitelé vozů Škoda Octavia RS druhé generace či VW Golf GTI Mk5, oboje do roku 2009 a tedy ve spojení se starší řadou motorů EA113. Prvotní příčinou ale bývá nefunkční elektrické čerpadlo dochlazovaní turbodmychadla pro vypnutí motoru. Bohužel o tom řidič nemá ani potuchy (tedy pokud po dojezdu nepřiloží své ucho na motor), neboť systém není napojen na žádnou kontrolku.