Felsökning Marina turboaggregat

Transkript

1 Felsökning Marina turboaggregat Denna guide är till för att du som lekman själv skall kunna göra en bedömning av skicket på din turbo oavsett om du har prestandaproblem eller bara är vill lära dig mer om en kritisk motorkomponent. Guiden tar ca 10min att läsa igenom och är gjord främst med fokus på Volvo Penta motorer då det är vår vanligaste kund. Principen och problemen gäller samtliga tillverkare såsom Yanmar mfl. Vi går först igenom felsymptom och turbons funktion. Därefter en felsökningsguide för dig som vill kontrollera turbon och sist datatabeller för laddtrycken hos Volvo Penta turboaggregat.

2 En trasig eller inte fullt fungerande turbo kan ge ett eller flera av dessa felsymptom: - Effektbrist, båten har reducerad toppfart eller kommer inte upp i plan. (lågt laddtryck) - Motorn klarar att varva fullt på frikoppling men klarar inte av att varva fullt med drivning. - Motorn svartryker måttligt till kraftigt på mellan till höga register. - Motorn blå eller vit ryker under belastning eller på tomgång. (Symptom för motorskador också) - Kompressorn (vissa modeller) kopplar till och från växelvis vid varvtalet då turbon går i. - Aktern blir sotig. - Motorn drar olja. - Droppar olja från rör mellan turbo/laddluftkylare och insug. - Båten lämnar en oljedimma efter sig på vattenytan. - Motorn saknar effekt tillfälligt vid säsongens sjösättning. Om man har någon eller flera av ovanstående problem så är det stor risk att de är turborelaterade. Bränsleproblem kan ge liknande problem men det är ofta enklast att först göra en snabb felsökning av turbon och sedan gå vidare i felsökningen. Om du har möjlighet att kontrollera laddtrycket med en extern mätare eller om din båt har en originalmätare så kan du jämföra uppmätt laddtryck med tabellen på sista sidorna i detta dokument. Se till att motorn är kall och lokalisera turboaggregatet. Turbon sitter på slutet av grenröret / avgaslimpan och har även anslutning direkt eller via rör från luftfiltret.

3 Turbons funktion och delar Turboaggregaten ingår inte i serviceintervallen från tillverkaren men är en del som är ytterst viktig för driftsäkerheten och även känsligare än de flesta andra motorkomponenter tack vare hög värmeutvecklingen och ett lagersystem med ytterst små marginaler. Ett turboaggregat består lite grovt av tre delar. Ett lagerhus i mitten där oljan går in och ut ur turbon, ett hus (kallas ofta för snäcka) av aluminium där luften komprimeras samt ett till hus av gjutjärn där avgaserna passerar genom turbon. Turboaggregatet sitter sammankopplat med grenröret/avgaslimpan på motorn. När de varma avgasernagår ut från motorn och in i turbon så driver de en turbinaxel som börjar snurra oerhört fort av avgaserna. Ju mer avgaser desto snabbare snurrar turbinen. På moderna bilaggregat så kan detta vara upp till varv per minut. K26 uppåt varv. Detta ställer stor vikt på kvalité och material. När avgaserna har passerat turbinhjulet och fått det att rotera så fortsätter avgaserna ut på samma sätt som för motorer utan turbo. Det som händer är att den snurrande turbinen via en axel driver ett liknande hjul i andra änden. Detta hjul får samma fart som turbinen men funktionen här blir att den suger in luft och komprimerar denna. Det är detta som kallas laddtryck då turbon ökar trycket på luften som går in i motorns förbränningsrum.

4 Tack vara att det är tryck i systemet när luften skall in i motorn så ökar mängden luft som motorn får i sig vid varje förbränning. Detta medför att man kan tillsätta mer bränsle vilket ger en kraftigare förbränning som i sin tur gör att motorn får mer effekt. Att drivningen kommer från avgaser som ändå skall skickas ut genom avgassystemet gör turbon till en effektiv motorkomponent och det går i princip inte att hitta en dieselmotor utan turbo nuförtiden. Turboaggregaten bygger på ett glidlager system vilket innebär att lagerna ej slits om allt fungerar som det ska. I praktiken så blir det dock ofta slitage med tiden, men om serviceintervallerna sköts så brukar inte slitna lager vara något större problem på marina sidan. Vanliga orsakerna till turbohaveri är istället bränd olja inuti turbon. Så kallad koks samt rost på avgassidan. (Se sid 8). Bränd olja/koks finns internt i turbo och det går tyvärr inte att säga hur mycket eller lite det finns utan att demontera turboaggregatet. Visa turbos i väldigt dåligt yttre skick är perfekta internt medans andra som ser ut som nya har omfattande beläggning internt. Ett tips kan vara att titta in i lagerhuset från oljereturen på en demonterad turbo. Då ser du en bit av axeln vilket kan ge en hint om skicket på resterande delar. Tecken på koks i turbon är trög rotation samt oljeläckage ut från turbon på någon eller både sidorna av husen. Ibland sitter turbon fast helt. Bilden ovan visar turbons lagersystem. Pilen pekar på oil slingern som är ett av områden på turbinaxeln som först täcks med koks vilket leder till att turbon måste renoveras. Till vänster om pilen så sitter tätningsringen som är av kolvtyp. När området är täppt så läcker olja sakta ut vilket i sin tur bildar mer koks i värmeskölden. I samband med att kokset ligger runt axeln och sprider sig ut i värmeskölden så börjar axeln att snurra långsammare vilket kan påverka både prestanda och bränsleekonomi och även förstöra turbinaxeln.

5 Bränd olja kan också lägga sig på lagerna och gör att turbon roterar trögt. Det kan även gå så långt att axeln sitter fast och inte går att rotera. Det är inte ovanligt att axeln står still och båtägaren får snurra igång turbon efter vinterförvaringen. Orsaken till detta är koksad olja på avgassidan eller rost/koks från olja som läckt ut i avgassystemet. Om turbon sitter fast så bör man undvika att dra igång den med våld då det kan ge mer skador på turbon. Det kan vara en fungerande nödlösning men man bör vara medveten om eventuella konsekvenser och lämna in turbon för renovering vid ett senare tillfälle. Turbon kommer inte att laga sig själv. Ovan är en bild på en fullt fungerande K26 turbinaxel från en Volvo Penta TAMD41 motor efter 1200 timmar. Kokset har börjat och täcker delvis tätningsringen (ringarna på K26) men framförallt oil slinger området. Du ser även en beläggning på turbinaxeln runt lagerytan som är blank. Om detta får fortsätta så täcks tillslut hela tätningen och oil slinger området. På denna bild ser du skillnaden på en frisk turbinaxel och en dålig turbinaxel med mycket koks.

6 Kontroll av turbons funktion och delar steg för steg. Demontera luftfilter och rör in i turbon. Luftfilterhuset sitter vanligtvis med en slangklämma som man skruvar av. Efter det så brukar det gå bra att få av filterhuset genom att bända något med en lång rak skruvmejsel. Du kan försöka få på lite olja runt anslutningen om den sitter hårt. Luftfilterhuset har en form av bläck som du kan bända något om det behövs. (Gäller Volvo Penta) Börja med att kontrollera kompressorhjulet som är det roterande hjulet som bygger upp laddtrycket. Hjulet får inte vara för oljigt/sotigt och måste vara fritt från skador. Lite sot är ok, men en tjock beläggning drar ner prestandan. Nedan så har vi monterat av huset på trycksidan och kontrollerar skicket mer noga. (Du måste inte ta av huset för att följa denna guide) Det händer att kompressorhjulet saknar delar eller hela blad tack vare att främmande föremål har kommit in och skadat turbon. Det krävs inte så mycket med tanke på den snabba rotationen! Om alla blad är hela men turbon verkar oljig så kan man demontera röret ut från turbon till laddluftkylaren (även kallat aftercooler och intercooler) och kontrollera oljemängden i dessa. En viss oljemängd/svart beläggning i rören är ok, men det skall inte vara någon rinnande olja eller så mycket som på bilden ovan då laddtrycket begränsas. Huset tas bort varsamt genom att knacka växelvis med en gummiklubba för att inte skada bladen på hjulet. Om man har oljeläckage från turbon så tyder det ofta på slitna lager/tätningar eller koks i turbon. Man bör dock vara medveten om att problem med motorn och vevhusventilationen även får friska turboaggregat att läcka. Det man ska se upp med då är vevhusventilation och problem med kolvar / kolvringar som ger övertryck i motorn. Vid övertryck så klarar inte turbon att leda ut all olja bort från tätningarna och man får ett läckage. Oljan kommer in i turbon med tryck, men den rinner ut endast med gravitationens hjälp så det får inte vara något stopp eller motstånd i returröret ner till tråget, då kommer den att läcka. Det kan även vara en felaktigt monterad packning om en ny turbo läcker.

7 Forts. Ta tag i muttern som sitter framför kompressorhjulet (kall motor) och rör den från sida till sida samt tryck och dra den "in och ut". Från sida till sida så ska det vara ett litet spel eftersom det är oljesmorda lager. Det är dock ett mycket litet spel men om spelet känns stor, kontrollera att vingarna inte har tagit i huset. Det kan vara svårt att se men brukar kunna höras lätt om man roterar och trycker den åt sidorna samtidigt. Kolla spetsen på bladet om man kan se en liten kant där. Kompressorhjulet på denna bild har gått emot huset vilket först syns efter att man tagit bort kompressorhuset. Vanligtvis så behöver man inte vara så orolig för spelet från sida till sida. Marinmotorer får ofta ett överskott av olja, och om man råkat ut för oljebrist så blir glappet vanligtvis stort och tydligt. Ett glapp på ungefär 0.6mm är ok. In och ut så skall turbon inte ha något kännbart spel alls. Efter kontroll av skick och spelet så roterar man turbon för hand och ser om den snurrar som den ska. Turbon roterar klockvis och den ska snurra lätt utan misshjul, hack eller gå trögt. Det är svårt att förklara via text hur lätt en turbo skall rotera, men det får inte vara ett motstånd så att den inte fortsätter att snurra efter att man släppt axeln om man ger den en snurr. Ett till något varv bör den fortsätta men inte mer än så. För att felsöka vidare så måste du nu demontera turbon eller fortsätta genom att ta loss avgasböjen, det så kallade avgasknät som sitter på avgassidan. Det är där avgaserna går ut från turbon så är lätt att hitta. Denna böj hålls ofta med endast en klämskruv. Om motorn är gammal så kan det vara rostigt och nödvändigt att spreja delarna med rostlösande medel. Större gummiklubba kan vara bra. Annars så är det enkelt och mycket viktigt att kontrollera detta steg. Runt 7-8 av 10 inkommande turbos till oss har problem på avgassidan och många vet inte om att de saknar prestanda.

8 Demontera av avgasknät och lägg den åt sidan. Lys in med en ficklampa på turbinaxeln som du nu ser. Precis som på kompressorhjulet så får det inte saknas några delar eller vara några synliga skador. Turbinen får inte vara oljig, men måttlig mängd sot och att den är svart är normalt. Det är ovanligt med skador direkt på bladen, men det kan finnas skador på basen eller de yttre vingarna på turbinen som inte syns då dessa dolds av avgashuset. Försök att se mellan bladen eller lys in från avgassidan på en avmonterad turbo och se om du kan se att bladen är oskadda. Den röda pilarna visar basen på hjulet vilket brukar gå bra att se från utloppssidan mellan bladen i vissa vinklar. Bilden ovan visar hur turbinhjulet kan se ut inne i huset i genomskärning. Obs! Om man har renoverat motorn efter tex ventilskador så måste turbinen kontrolleras eftersom delarna passerar ut genom avgashuset. Kontrollera avståndet mellan turbinhjulet och avgshusets kant som på vänstra bilden. Du kan använda ögonmått. Högra bilden är absolut inte ok. Avståndet får vara maximalt 0.9mm per sida. OBS. Avståndet ovan är ett mycket vanligt på både Volvo Penta och Yanmar motorer. Om man saknar prestanda men turbon roterar bra så hittar man ofta felet här! Import båt där båten gått i saltvatten? = kontrollera!

9 Kontroll av laddtrycket på Volvo Pentas motorer av 31/32/41/42/43-serien. Om motorn inte har en mätare för kontroll av laddtrycket, eller om man vill konstatera att den fungerar korrekt så kan man koppla in en extern mätare. Marinturbo.se kommer att ha billigare mätare till salu inom kort men annars så får man ta fram en egen eller använda Volvo Pentas laddtrycksmätare. Laddtrycket kontrolleras på följande sätt med Volvo Pentas laddtrycksmätare. Steg 1. Ta bort pluggen/givaren som är monterad på insugningsröret. Montera standardnippel i hålet. Montera nippel på standardnippeln. Anslut manometer Steg 2. Kör motorn/motorerna och påbörja mätningen enligtföljande: Mätningen skall ske kontinuerligt under fullast medfullt gaspådrag medan motorvarvtalet relativt långsamtpasserar ett för motortypen angivet varvtal.laddningstryck, (mätt i motorns inloppsrör) vid 100 % belastning och fullt gaspådrag samt 20 C lufttemperatur.sker mätningen vid annan temperatur måste det uppmätta laddningstrycket korrigeras enligt diagram.kan inte full effekt tas ut blir trycket avsevärt lägre. Hos KAD32 och KA(M)D42/43/44/300 kontrollerasladdtrycket endast vid varvtal överstigande3100 varv per minut för att kompressorn inte skall bidra till laddtrycket. Laddningstrycket skall inte understiga det förmotortypen angivna min.-värdet i tabellen på nästa sida. Det är viktigt att full belastning bibehålls under så lång tid att trycket hinner stabiliseras för att resultatetskall vara rättvisande.

10 Laddtryck vid olika temperaturer. Översättning kpa till BAR, exempel: 50kPa= 0.5bar 100kPa= 1 bar 150kPa= 1.5 bar A. Uppmätt laddtryck B. Korrigeringskurvor C. Insugningsluftens temperatur Laddningstrycket anges vid +20 C, vilket innebär attdet uppmätta trycket måste korrigeras enligt diagrammet om insugningsluften inte har denna temperaturvid mättillfället. Exempel: Ett tryck på 1bar som registreras vid en temperatur på 0 C är ekvivalent med 0.92 Bar vid +25 C.

11 Laddtryckstabell Volvo Penta. Detta är det laddtrycket som Volvo Penta uppger att motorn skall ha vid olika varvtal, full belastning och 20 grader Celsius. TMD r/min 0.2bar 2500 r/min 0.45bar 3250 r/min 3800 r/min 0.9bar TAMD31M 1800 r/min - 0.3bar 2500 r/min 0.6bar 3250 r/min 0.95bar 3800 r/min - ingen data TAMD31L 1800 r/min 0.3bar 2500 r/min 0.8bar 3250 r/min r/min 1.4bar TAMD31P 1800 r/min 0.3bar 2500 r/min 0.95bar 3250 r/min r/min 1.55bar TAMD31S-A 1800 r/min 1bar 2500 r/min 1.1bar 3000 r/min 1.1bar 3250 r/min r/min - TMD r/min 0.4bar 2500 r/min 0.8bar 3000 r/min r/min r/min 1.4bar TAMD41H 1800 r/min 0.8bar 2500 r/min 1.1bar 3000 r/min r/min r/min TAMD41M 1800 r/min 0.3bar 2500 r/min 0.8bar 3000 r/min r/min -1.2bar 3800 r/min TAMD41P 1800 r/min 0.3bar 2500 r/min 1.0bar 3800 r/min 1.5bar KAD32P 1800 r/min 1.5bar 2500 r/min 1.75bar 3800 r/min 1.65bar KA(M)D42/ r/min 1.15bar 2500 r/min 1.45bar 3800 r/min 1.75bar KA(M)D44P 1500 r/min 1.3bar 2000 r/min - 1.5bar 2500 r/min 1.6bar 3000 r/min 1.65bar 3500 r/min 1.7bar 3800 r/min 1.8bar 3900 r/min KA(M)D300-A 1500 r/min 1.24bar 2000 r/min - 1.4bar 2500 r/min 1.48bar 3000 r/min 1.40bar 3500 r/min 1.7bar 3800 r/min 1.76bar 3900 r/min 1.78bar 2015 Marinturbo.se / Airtune AB Tel