Miksi turbo savuttaa

Turbon aiheuttama savuttaminen on yhkä yleisin näkyvä ensioire huoltoa kaipaavassa turbossa, mutta mikä sen aiheuttaa?

Monesti asiakas, tai vihkiytynyt harrastajakin, on siinä käsityksessä, että turboahtimessa on jonkinlainen stefa tai jonkinlainen "absoluuttinen" tiivistystapa. Käsitys lienee jäänyt esim. vanhoista Garrett T03/T04 -sarjan ahtimista, joissa käytettiin hiilirengastiivistystä. 
Hiilirengastiiviste on kompressoripuolella oleva akselin tiivistys, joka kunnossa ollessaan estää öljyn vuotamisen kompressorikoteloon hyvinkin tehokkaasti. Se perustuu hiilirenkaaseen, jota painetaan jousikuormitteisesti painelaakerin helaa vasten.

Nykyisin hiilirengastiivistys ei ole enää yleisesti käytössä, vaan akselin molemmissa päissä on kapea ura, jossa oleva männänrengas on mitoitettu akselin läpiviennin halkaisijan mukaan. Mistään absoluuttisesta tiivistyksestä ei siis voi puhua, kyse on enemmänkin loisketiivistyksestä.

Mikä sitten pitää öljyn poissa turbiini- ja kompressorikotelosta? Olleelliset tekijät tiivistyksessä ovat pakopaine, ahtopaine, näitä pienempi kampikammion paine, hyvin virtaava öljynpaluulinja sekä akselin pyörimisnopeus.
Yksi toimintamallin tärkeä osa on siis paine-ero laakeripesän ja pako-/kompressorikotelon välillä.


Kuvassa on tavallisen liukulaakeroidun turboahtimen laakerointi, akselin läpiviennit männänrenkaineen, turbiinipuolen öljyura sekä öljynhallintaan osallistuva painelaakerin hela.

 

Savutuksen aiheuttajat
Mikäli kampikammion paine kasvaa esim. tukkeutuneen tai riittämättömän huohotusjärjestelmän takia, huohotuskaasut pyrkivät ulos mistä se on helpointa. Yleensä se tapahtuu turbon akselin ja laakeripesän läpivienneistä.

Yleinen skenario on, että virityskäytössä turbo on mitoitettu "liian" suureksi, jolloin tyhjäkäynnillä akselin pyörintänopeus on pieni tai akseli ei pyöri lainkaan. Tuolloin akselin turbiinipuolella oleva öljyura/harjanne eivät kykene "heittämään" öljyä pois läpiviennin lähettyviltä ja öljy pääsee virtaamaan akselin pintaa pitkin männänrenkaalle ja siitä eteenpäin aiheuttaen karstoittumista.  Karstoittuminen huonontaa akselin pyörimistä entisestään ja ongelma pahenee.
Öljyn aieuttamaa karstoittumista tapahtuu myös kilometrien kertyessä vakioautossakin ja toimintamalli on samanlainen: akselin pyörintäherkkyys alenee, karstoittuminen lisääntyy ja öljyvuoto/savutus lisääntyy.
Myös alhainen pakopaine suhteessa kampikammiopaineeseen aiheuttaa öljyvuotoa, koska väärän suunteinen paine-ero aiheuttaa kaasun (ja öljyn) virtauksen laakeripesästä ulos.

Painelaakerin helassa on yleensä vastaavanlainen toteus kuin turbiinipuolellakin ja joissain käytetään harjanteen/uran lisäksi myös loiskelevyä tai monimutkaisempaa helan suunnittelua (kuten alla olevassa kuvassa). Näillä pyritään pitämään akselin läpivienti mahdollisimman öljyvapaana, jotta pienillä akselin pyörintänopeuksilla öljyn päätyminen laakeripesästä ulos olisi mahdollisimman vähäistä. Kompressoripuolen öljyvuoto on harmittomampaa, koska se ei edesauta lisävauriota karstoittumisen takia. Toki moottorin sisäisen puhtauden kannalta se ei ole harmitonta. Normaalisti ahtoputkistossa on hento öljyhuntu putkien sisäpuolilla, mutta valuvaa öljyä ei lähtökohtaisesti pitäisi olla

Virityskäytössä öljynpaluuta suunniteltaessa tulee paluulinja mitottaa riittäväksi. Hyvä olisi, jos putken/letkun mitottaisi sisähalkaisijaltaan laakeripesän öljynpaluureijän kokoiseksi. Lisäksi huomiota tulee kiinnittää paluulinjan jouheuteen ja paras tilanne on, mikäli paluun saisi toteutettua mahdollisimman pystysuoraan ja paluu lohkoon/öljypohjaan riittävän isolla yhteellä. Monesti "oikein" tekeminen ei ole tilanahtauden takia mahdollista, jolloin on hyvä tiedostaa öljynpaluuseen liittyvät ongelmat. Yksi ratkaisu on paluulinjassa oleva huohotussäiliö, joka tasaa paluulinjan öljykuohaa; öljyn ja kaasun suhde saattaa olla jopa 6:1, eli mistään pienestä öljynorosta ei voi puhua.

Tästä voidaan päätellä, että öljyvuoto on käytännössä aina ulkoisen aiheuttajan tai mitoituksen aiheuttamaa!