Turbocharger Nedir? – Turbo Hakkında Genel Bilgiler

Bu günlerde yeni bir araba satın almak istediğinizde, benzin veya dizel olsun, yüksek performans, verimlilik ve çevre koruma taleplerini karşılamak için, turbo olmadan neredeyse imkansızdır. Turbolar günümüz modern araçların artık ayrılmaz bir parçası haline gelmiş durumdalar. Geçmişte, turbonun öncelikle daha fazla güçlü sürüş keyfi için kullanılırken, ki özellikle dizel motorlar, turbo olmadan benzinli bir motorun performansıyla eşleşemez, bugün benzin ve dizel motorları daha çevre dostu hale getirmek için vazgeçilmezdir.

Burada, turbolarla ilgili en önemli temel bilgileri bulabilecek, böylece nasıl çalışıp hangi işlevleri yerine getirdiğini, nasıl en iyi bakımı yapılabileceği ve onu korumak için nasıl kullanmanız gerektiğini öğreneceksiniz.

Turbo çeşitleri hakkında ki tüm detaylı bilgilere buradan ulaşabilirsiniz.

Turbocharger (Turbo) Nedir?

İçten yanmalı bir motorun performansı, hava miktarına ve motorda yanma için mevcut olan ilgili yakıt miktarına bağlıdır. 1 kg yakıtı tamamen yakmak için motorun yaklaşık 14 kg havaya ihtiyacı vardır (lambda = 1). Motor gücü artırılacaksa, daha fazla hava ve yakıt ilave edilmelidir. Bununla birlikte, daha fazla yakıt sadece yanma için yeterli miktarda oksijen varsa mantıklıdır, aksi takdirde yakıt sadece gereksiz yere kullanılır.

Atmosferik bir motorun performansı, esasen hacim (kübik kapasite) veya motor devri (RPM) artırılarak artırılabilir. Daha büyük silindir hacmi ile daha büyük, daha ağır ve dolayısıyla daha pahalı motorlara sahip olursunuz. Özellikle motor devrinin artırılması, artan aşınma gibi bir takım problemler yaratır. Buna rağmen, bunları artırırsanız, motor bileşenlerinin aşırı yük altında kalma riski vardır. Motor performansını artırmak için en zarif çözüm, aşırı besleme sistemidir.

Turbo bir aşırı besleme sistemi olup, performans ve verimliliği artırmak için, içten yanmalı motora gönderilen havayı sıkıştıran opsiyonel bir bileşendir. Turbo aslında bir hava pompasıdır. Atmosferik motorlara kıyasla, silindirler çok daha iyi doldurulur. Bu, daha düşük tüketim ve daha iyi emisyon değerleri ile daha yüksek motor performansı sağlar. Çünkü atmosferik motorların devri arttıkça ve daha yüksek rakımda (düşük hava basıncı) motorun hava emiş kapasitesi düşer ve daha fazla güç kaybı oluşur.

Performans kaybına uğramadan, “downsizing” eğilimini mümkün kılmanın en etkili yolu budur. Sadece turbo ile düşük beygir gücüne sahip çelimsiz bir litrelik üç silindirli bir motordan bile güçlü bir performans canavarı yaratılıp, aynı zamanda daha düşük yakıt tüketimi ve emisyonuna sahip olunabilir. Bu nedenle, turbo küçük hacimli benzinli motorlarda giderek daha sık kullanılmaktadır. Başka bir ifadeyle turbo, bir motorun mekanik bileşenleri aynı kalırken, gücünü ve torkunu artırmayı mümkün kılar.

Günümüzde çok fazla turbo üreticisi olmakla birlikte, geçmişten bugüne kadar en çok bilinen ve bu sektörde lider olan öncü firmalar: Garrett (Honeywell), BorgWarner, HKS, Turbonetics, IHI Corporation, Mitsubishi Heavy Industries Ltd.

Turbonun yapısı ve çalışma prensibi

Turbo, egzoz gazının enerjisinin bir kısmını motoru “beslemek” için kullanır, böylece performansı arttırır. Bu nedenle, turbo motorlara “aşırı beslemeli” motorlar, aşırı beslemeli olmayan motorlara da “atmosferik/doğal emişli” motorlar denir. Turbo esas olarak “türbin kanatçıkları” ve “kompresör kanatçıkları” olmak üzere iki türbinden (pervaneden) oluşur. Türbin motordan çıkan egzoz gazları tarafından tahrik edilir ve kompresör için tahrik enerjisi sağlar. Her ikisi de bir (şaft) mil ile birbirine bağlanıp, ancak iki ayrı salyangoz şeklindeki muhafaza içine monte edilmiştir. Türbin kanatçıkları, motorun egzoz sistemindeki egzoz manifoldunda bulunur. Türbin, dakikada 150.000 ila 300.000 devire kadar çok hızlı bir şekilde sıcak egzoz gazlarının basıncı ile harekete geçirilir. Aynı hızda, motorun emme bölümüne bağlı olan şaftın diğer ucundaki kompresör çarkı döner. Dönen kompresör çarkı ilave temiz hava çeker, kompresör gövdesinde sıkıştırır ve daha sonra aşırı basınçla silindire bastırır.

Bu basınçlı hava daha sonra yeterince soğutmak için bir (intercooler) ara soğutucudan geçirilir. Bu, özellikle emisyonları azaltmak ve motor performansını artırmak için önemlidir. Hava daha sonra silindirlere yönlendirilir ve enjekte edilen yakıtla oradaki pistonları çalıştırır.

Olası turbo arıza tespit ve çözümleri

Turbolar eskiden problemlere yol açmaya yatkın ve bakıma daha çok muhtaç iken, modern turbolar daha sağlam ve üreticinin servis talimatlarına uyulduğu takdirde çok daha uzun ömürlüdürler. Turbo, genellikle motorun ömrüne ulaşacak şekilde tasarlanmıştır. Bununla birlikte, turboların ömrü birçok farklı faktöre bağlıdır, bu nedenle kullanım durumuna göre turboyu değiştirmek gerekebilir. Peki uzun ömürlü olması için ne yapılmalıdır?

Bunun için, düzenli olarak yağ ve filtre değişikliklerine uymak gerekir. Turbolu motorunuzun uzun ömürlü olmasını istiyorsanız, profesyonel olmayan amatör modifkasyonlardan da kaçınmalısınız. Çünkü turbolar fabrika çıkışlı olarak ilgili motorlar için en uygun şekilde yapılandırılmıştır. Örneğin, boost (takviye basıncı) çok fazla arttırılırsa, motor ciddi şekilde hasar görebilir.

Bir turbonun yağlanması, turbonun en önemli olayıdır. Yağ beslemesi turboyu bir yandan aşınmalara karşı korurken diğer yandan turbonun soğumasını da sağlar. Günümüz modern turbolarda, yağın yanı sıra ikincil olarak su destekli olarak da soğutulmaktadır. Bu durumda ilave su ile soğutulan turbolar daha performanslı ve daha uzun ömürlü olma eğilimlidirler.

Arıza nedenleri

Çoğu durumda, turbo hasarı (arızası) yağ beslemesinin eksikliğinden kaynaklanır. Türbin çarkı ve kompresör çarkı arasındaki bağlantı milinin yatak yüzeyleri, motorun yağlama sistemi tarafından sürekli olarak (beslenir) yağlanır. Turboya yağ beslemesi engellenirse, milin yatak yüzeyinde hızlı bir şekilde aşınma oluşur. Yağ beslemesinin olmamasının nedenleri ise, zamanında değiştirilmeyen kötü yağ, yağda yakıt karışımı veya tıkalı bir yağ filtresi ve ayrıca motordaki yağ kanallarının tıkalı olmasıdır.

Turbonun bilinen diğer bir arıza nedeni, emme sistemine giren yabancı cisimlerdir. Muazzam dönme hızı nedeniyle, en küçük parçacıklar bile hasara neden olabilir. Kompresör çarkındaki hasarlı veya kırık kanatçıklar, şaftın veya yataklarının çarpmasına neden olarak, genellikle yağ devresinde sızıntıya neden olabilecek bir dengesizliğe neden olur. Bunun devam etmesinde turbo kendini parçalamaya başlar.

Bir başka turbo arıza sebebiyse, basınç kontrol mekanizması olan wasegate tarafından oluşmasıdır. Basınç kabı (wastegate actuator) ve atık kapağı (wastegate valve) alanında da hatalar meydana gelir. Örneğin, solenoid valfi, basınç kabının diyaframı veya bileşenler arasındaki hortum sistemi arızalı veya sızdırabilir. Bu aynı zamanda, atık kap valfini açan veya pnömatik tipteki VTG turbo kanatlarının açısını kontrol eden vakum kutusunun bağlantısı olan kontrol çubuğu için de geçerlidir. Çünkü zamanla mekanik aksamlar hareket özgürlüğünü kaybedebilirler.

Egzoz sistemiyle ilgili problemler, turbonun başka yaygın bir hasar nedenidir. Dizel partikül filtresi (DPF) ne sahip turbo dizel motorlar özellikle hassastır. Partikül filtresi tıkanırsa, örneğin otomobil ağırlıklı olarak şehir trafiğinde kullanılırsa, filtrenin serbestçe yanamaması durumunda, egzoz sisteminde doğrudan türbine etki eden bir geri basınç oluşur. Türbin çarkına etkiyen kuvvetler o kadar güçlü olabilir ki şaft bir darbe alır. Sonuç olarak, tipik bir semptom ortaya çıkar: turbo ıslığı. Olağandışı sesler, genellikle turbo şaftında hasar olduğunun bir belirtisidir. Ancak, ıslık sesi, yağ beslemesinin eksikliğinin ilk aşamasında da ortaya çıkabilir.

Başka bir arıza nedeni ise blow-off veya diverter valfi kullanılmadığında, compressor surge denilen olgunun turboya verebileceği zarardır.

Hasar belirtileri ve çözümleri

Turbodan gelen sesler

Turbo sesleri çok farklı kaynaklı olabilir. Bunların en belirgin olanları, egzoz sistemindeki geri basıncın çok yüksek olması, kompresör çarkı veya türbin çarkı hasarları veya türbinin önünde manifoldda sızıntı şeklindedir. Bunun içinde hangisi olmuşsa duruma göre, egzozda hasar kontrolü yapın, kompresörü veya türbini onarın, sızıntıyı giderin.

Ancak, turbo artan devirle birlikte ıslık çalar gibi ses çıkarıyorsa, mil hasar görmüş olabilir. Ses, sürtünme kaynaklıdır ve çözümü için turbo komple dağıtılıp onarılması gereklidir.

Artan yağ tüketimi

Artan yağ tüketiminin nedenleri, turboda ​​yatak hasarı, yağ besleme hatları arızalı veya tıkalı olabilir. Çözümü için turbonun yağ hatları kontrol edilerek ve gerekirse yataklar yenleriyle değiştirilmelidir.

Çok yüksek boost

Wastegate (valfi) kapağı, kontrol çubuğu veya basınç kabı kaynaklı arızalar olabilir. Duruma göre basınç kabı değiştirilmesi gerekebilir, wastegate valfi tutukluk yapmışsa temizlenmesi gerekebilir yada kontrol çubuğu kaynaklıysa uygun anahtar takımıyla doğru ayarı yapılıp onarılmalıdır.

Mavimsi duman

Örneğin, yerinden oynamış şaft nedeniyle, turboda bir yağ kaçağı olduğunu gösterir. Mili soğutmak için kullanılan yağ egzoz içine girer ve yanar. Buda mavmsi bir duman oluşumuna sebebiyet verir. Bu durumda turbo yerinden sökülüp tamir edilip onarılması gerekir.

Performans kayıpları

Eğer hissedilebilir bir şekilde sürekli bir güç kesintisi varsa, kompresör çarkı hasar görmüş olabilir. Kırık veya hasarlı kanatçıklar artık silindirlere yeterince hava girmesini sağlayamaz. Bunun için, yeni kompresör çarkı yada turbonun revizyonu gerekebilir.

Şayet motorda VTG tipi bir turbo sistemi mevcut ise, VTG ünitesi kurum yapabilir ve buna bağlı olarak kanatlar sıkışabilir. Bu durumda turbo, ya çok geç basınç üretir yada hiç üretemez. Bunun çözümü içinde, turboyu sökün ve temizleyin.

Turbonun doğru kullanma şekli nasıl olmalıdır?

Turbolar yüksek verimli ancak hassas bileşenlerdir. Dolayısıyla turbolar doğru bir şekilde kullanılmalıdır.

Turbo motorun sıcak kapatılmasından (stop) kaçınılmalıdır. Motoru kapattıktan sonra, turboya yağ ve soğutma suyu beslemesi de kesilir. Isı artık dağıtılamaz ve “duran” yağ kurum yapabilir, bu da yağ kanallarını tıkar ve daha sonra yağ beslemesini etkiler.

Motor çalıştırıldıktan sonra, yağın eşit olarak dağıtılması ve kompresörün en uygun şekilde yağlanması yaklaşık 30 saniye sürer, motor ilk çalıştırıldığında, motor ideal ısısına ulaşmadan yüksek devirlere çıkarılmamalıdır çünkü soğuk motorlarda yağ tam olarak koruyucu kıvamına gelemediği için sistem henüz tam olarak yağlanmamıştır.

Aynı zamanda, yolculuğunuza başlarken büyük bir sıcaklık farkından kaçınmaya dikkat etmelisiniz. Bu nedenle, tam gaz gitmeden önce turbo ve motoru ısıtmanız tavsiye edilir.

Benzer şekilde motor kapatılmadan önce, şayet yüksek hızda sürüş yapıldıysa ve motor yüksek devirlerde zorlandıysa, motorun yaklaşık yine 30 saniye kadar düşük hızda çalışmasına izin vermelidir. Çünkü yeterli yağlama sadece motor çalışırken garanti edilir. Ayrıca sadece üretici tarafından belirtilen yağın kullanılması gerektiğine dikkat edilmesi de hem turbonun hem de motorun sağlığı açısından önemlidir.

Turbo onarılırken nelere dikkat edilmelidir?

İster performans kaybı, ister olağandışı sesler, artan yağ tüketimi veya duman olsun, hata kaynaklarının kapsamı geniştir ve amatör kişiler tarafındaki onarımlar size çok pahalıya mal olup hatta motor revizyonuna kadar gidebilir. Genel olarak, olağandışı sesler, yağ sızıntıları veya turbodan kaynaklanan titreşimler fark etme durumunda motoru derhal kapatmak en iyisidir, aksi takdirde motor hasarı meydana gelebilir.

O nedenle turbo arıza belirtileri bulunur bulunmaz, turbo yalnızca eğitimli uzman personel tarafından profesyonel atölyelerde yapılmalıdır, çünkü turbolar fabrikasyon çıkışlı çok ince ve hassas olarak ayarlanıp yapıldıklarından, onarım için deneyim ve özel aletler gereklidir. Parçaların değiştirilmesi gerektiğinde, yalnızca üreticinin gereksinimlerini karşılayan malzemenin kullanılması da önemlidir.

Birçok durumda turboyu elden geçirmeye veya onarmaya değer. Ancak, tüm atölyeler bu işi yapmaya cesaret edemez. Örneğin, tüm döner parçalar kurulumdan önce hassas şekilde dengelenmelidir. Yetkili atölyeler bile turbo ünitesinin tamamen yenisi ile değiştirilmesini tercih eder. Sonuç olarak doğru ellerde turbonun onarım maliyeti, yeni turbonun maliyetinden çok daha ucuzdur.

Turbo, bağımlı bir aşınma parçası değildir ve motorla aynı aralıklarla kontrol edilmelidir. Yani olağan dışı durumlar hariç ekstra bir bakım gerektirmediği için, bakımı motor elden geçirildiğinde, turbo aynı zamanda elden geçirilmelidir. Bu, öngörülemeyen onarım sürelerini ve işletme maliyetlerini azaltır.

Turbonun yakıta etkisi nedir? Daha mı az yakar?

Turbolar aynı zamanda bir aracın yakıt verimliliğini de arttırır, ancak turbolu araçlar ve yakıt verimliliği söz konusu olduğunda bir yanlış anlama vardır. Atmosferik bir motoru alır ve bir turbo takarsanız, yakıt verimliliği artmaz. Üreticilerin turbo yoluyla yakıt verimliliğini artırma yolu bir motoru küçültmek (downsizing) ve daha sonra yeniden turbolamaktır. Örneğin, atmosferik 2.0 litrelik, 4 silindirli bir motoru alın ve hacmi 1.0 litreye düşürün ve turbolayın. Daha küçük turbo motor hala aynı performans verilerine (veya biraz daha iyi) sahip olabilir, ancak daha küçük hacim nedeniyle daha az yakıt tüketir.

Yani, daha küçük ve hafif olan küçük hacimli bir motor turbolanırsa, daha büyük hacimli bir motorun performansını yakalayabilir. Düşük ağırlıkla birlikte, otomobilin tüketimi ve emisyonu azalır.