Een turbo is een technisch hoogwaardig product. Toch blijft schade mogelijk. Wat zijn de oorzaken?
Turbo’s kunnen nog zo goed zijn geconstrueerd, gemonteerd en onderhouden; schade aan de turbo blijft altijd mogelijk. Omdat de ervaring leert dat de ene schade de andere niet is, is er voor vrijwel elk probleem een andere oplossing. Een overzicht.
Een turbo wordt door de meeste monteurs als een complex onderdeel ervaren. Dat is niet zo vreemd. De turbo is de afgelopen jaren steeds compacter geworden. Verder zijn de toerentallen gestegen tot meer dan 200.000 toeren per minuut. Daarnaast is de turbo steeds vaker onderdeel van het motormanagement geworden. Hoewel de complexiteit van een turbo in werkelijkheid meevalt, is en blijft een turbo een gevoelig onderdeel. Gelukkig komen turboschades veroorzaakt door de turbo zelf vandaag de dag niet meer zo vaak voor als in de beginjaren. De schades die wel ontstaan, vallen meestal onder de categorie gevolgschades. De oorzaak is niet direct bekend, maar het gevolg – een kapotte turbo – wel.
Wel of niet vervangen?
Het eenvoudigweg vervangen van de kapotte turbo door een nieuw of gereviseerd exemplaar is slechts een oplossing voor de korte termijn. Het is raadzaam om eerst na te gaan of de turbo wel de oorzaak is van de ontstane klacht is en of dit de enige oorzaak is. Zodra alle mogelijke opties in de werkplaats zijn doorgenomen en zeker is dat de turbo defect is, dan zal deze uiteraard vervangen moeten worden. Bij een goed werkende en goed onderhouden motor zal een turbo jarenlang betrouwbaar blijven functioneren. Het komt echter nog steeds voor dat turbo’s onnodig worden vervangen, omdat niet de juiste diagnose is gesteld. Als eenmaal besloten is om de turbo te vervangen, is het nog steeds belangrijk om te achterhalen wat de oorzaak van het defect is. Vooral om in de toekomst vergelijkbare problemen te voorkomen.
1. Onvoldoende smering
Bij onvoldoende smering ontstaat directe overdracht van warmte van het turbinewiel, waarbij de resterende smeerolie verbrandt of verkoolt en er een verkleuring van de as te zien is. De lagers lopen dan vast en beschadigen. Hierdoor kan verdere schade ontstaan, waaronder het aanlopen van de wielen, het begeven van de olie-afdichtingen en het breken van de turbine-as. Door de zich verspreidende temperatuurstijging raakt ook het lagerwerk sterk verhit. Dit zet vervolgens uit, waarbij materiaal van de lagers zich afzet op de as. Verder kan de beweging van de as grote slijtage aan de buitenkant van de afdichtingsbus veroorzaken. Ook het draagvlak van de thrust collar kan wegslijten. Daarnaast is het mogelijk dat het materiaal van het buitenste axiaallager wegsmelt door de grote wrijvingswarmte tussen thrust collar en axiaallager. Soms zijn ook de schoepen van het compressorwiel tegen de wand van het compressorhuis gelopen. De uiteinden van de schoepen zijn dan vervormd en deels afgeschaafd. Dit gaat soms met zulke hevige krachten gepaard, dat de lagers zelfs breken.
2. Inslag van voorwerpen
Door de inslag van vreemde voorwerpen kan grote schade ontstaan aan de turbine-as van de turbo. Ook het variabele gedeelte is gevoelig voor inslagen, waarbij de nozzle ring kan beschadigen. Aan de compressorzijde kan een vergelijkbaar beeld ontstaan. Soms zijn de schoepen van het compressorwiel beschadigd of helemaal verdwenen. Bij intrede van een zacht voorwerp is de schade minder groot, maar kunnen de schoepen wel achterover worden gebogen. Als gevolg van een lek tussen het luchtfilter en de turbo kunnen kleine vuildelen binnentreden en door de schurende werking het compressorwiel beschadigen. Hierdoor kunnen turbine-as en wielen uit balans raken en instabiel worden. Door de enorme toerentallen is verdere schade dan niet te vermijden.
 |
| De nozzle ring is gevoelig voor inslag van vreemde voorwerpen. |
3. Vervuilde smeerolie
De olie in de turbo heeft een dubbele werking: die van smering en van koeling. De gevolgen van vervuilde smeerolie zijn vaak desastreus. Zelfs gefilterde motorolie kan nog kleine vuildeeltjes bevatten. Vuile olie heeft feitelijk een schurende werking, waardoor delen wegslijten en zelfs oliekanalen dichtslibben. Normaal gesproken is het loopvlak van een as bijvoorbeeld spiegelglad, door het resterende vuil in de olie kunnen diepe groeven inslijten. Onder vervuiling wordt ook verkoling van de smeerolie verstaan. Verkoolde olie kan zich vastzetten op de binnenkant van het lagerhuis en daardoor de olie-afdichtingen blokkeren met kans op olielekkage. Ook kan olieverkoling verdere schade veroorzaken aan lagers en afdichtingen.
4. Te hoge tegendruk van de uitlaatgassen
Een verstopte uitlaat is in de meeste gevallen de oorzaak van een te hoge tegendruk van de uitlaatgassen. Een te hoge tegendruk kan daarnaast worden veroorzaakt door problemen met de katalysator of de EGR-klep. Een te hoge tegendruk kan leiden tot slijtage op de zuigerveer en de zuigerveergroef van de turbineas. Het gevolg is olielekkage aan de turbinekant.
5. Te hoge temperatuur van de uitlaatgassen
De meest voorkomende oorzaken van een te hoge uitlaatgastemperatuur bij dieselmotoren zijn een defecte of verstopte intercooler, een verkeerd afgestelde brandstofpomp of een verstopt luchtfilter. Het gevolg voor de turbo is scheurvorming. Door de hoge temperaturen kunnen er scheuren optreden in het turbinehuis, waardoor uitlaatgaslekkage ontstaat. Dit betekent minder aandrijving voor de turbine in de turbo en dus uiteindelijk minder turbodruk. Vrijwel alle turbinehuizen van turbo’s vertonen, ongeacht het merk of de toepassing, na verloop van tijd krimpscheuren. Deze treden met name snel op bij motoren met een relatief hoge belasting en bij de meeste benzinetoepassingen in personenauto’s. In veel gevallen kunnen scheuren of andere beschadigingen van het turbinehuis een nadelige invloed hebben op de werking van de turbo.
6. Materiaalmoeheid
Materiaalmoeheid ontstaat door een te lange of hevige belasting van de gebruikte materialen. Er kan sprake zijn van materiaalmoeheid van het compressorwiel als er een schoep van het wiel is afgebroken, terwijl er weinig of geen aanloopsporen en/of sporen van inslag van een vreemd voorwerp zichtbaar zijn. Materiaalmoeheid kan tevens de oorzaak zijn van een te hoge omwentelingssnelheid en/of een te lange overschrijding van de maximale rotatiesnelheid, waardoor een compressorwiel kan exploderen op het zwakste punt.