Turboahdin: Toimintaperiaate, tyypit, viat

Turboahdin: Toimintaperiaate, tyypit, viat

Turboahtimen asentaminen on erinomainen tapa lisätä autoon tehoja. Se on tehonsa pakokaasuista saava ahdin, joka voi lisätä ajoneuvon moottorin tehoa jopa 50 %.

Tässä artikkelissa kerromme turboahtimen toimintaperiaatteesta, sen yleisistä tyypeistä, vioista sekä asennuksesta.

Turboahtimen toimintaperiaate

Turboahtimen toimintaperiaate

Turboahdin (usein puhutaan lyhyemmin turbosta) on turbiinikäyttöinen laite, joka asennetaan ajoneuvon moottorin pakosarjalle. Sen tehtävä on parantaa moottorin tehoa syöttämällä moottoriin enemmän ilmaa, jolloin moottorin puristussuhde paranee. Turboahtimia asennetaankin autoihin usein viritystarkoituksessa ja parantamaan entisestään chiptuningin vaikutuksia. Ensimmäiset turboahtimet patentoi sveitsiläisinsinööri Alfred Buchi vuonna 1905 ja niitä käytettiin aluksi lähinnä laivoissa ja junissa. 1960-luvulta lähtien niitä alkoi pikkuhiljaa ilmestyä henkilöautoihin.

Turboahtimessa on kaksi samalle akselille asennettua osaa, jotka ovat muodoltaan hieman käyrämäistä puhallinsoitinta muistuttavia. Toisessa osista eli kaasuturbiinissa moottorista tulevat kuumat pakokaasut pyörittävät turbiinipyörää. Se pyörii jopa 150 000 kierroksen nopeudella minuutissa eli huomattavasti nopeammin kuin auton moottori. Tästä johtuen turboahtimen lämpötilakin voi olla jopa 800 °C. Toinen osista eli turbokompressori taas imee ilmaa sisäänsä, paineistaa sen nopeasti pyörivän ahdinpyörän avulla ja siirtää sen edelleen moottoriin imukanaviin. Juuri tämä paineistettu ilma antaa moottorille sen lisätehon, sillä mitä enemmän polttokammion ilmasta on paineistettua, sitä enemmän polttoainetta voidaan polttaa. Jos ilmaa siirtyy moottoriin esimerkiksi 50 % enemmän, tehonlisäys voi olla 30-40 % tai parhaimmillaan peräti 50 %.

Täysiä tehoja ei välttämättä saada turboviiveen vuoksi, eli siksi, koska ahtimella kestää saada riittävän korkeat kierrokset aikaan toimiakseen tehokkaasti. Viivettä voidaan lyhentää vähentämällä inertiaa, mikä onnistuu käytännössä parhaiten komponenttien painoa vähentämällä, jolloin myös turboahdin on pienempi. Turboahtimen koko ei siis suoraan ole sidoksissa sen suorituskykyyn, sillä pieni turboahdin toimii tehokkaammin ja paremmin alhaisilla moottorin nopeuksilla, vaikkakin se voi syöttää vähemmän ilmaa moottoriin. Painoa voidaan vähentää myös käyttämällä keraamisia turbiinin siipiä. Lisäksi useimmista turboista löytyy hukkaportti eli venttiili, joka mahdollistaa pakokaasujen ohittavan turbiinin siivekkeet, vähentäen näin myös turboviivettä. Joissain turboahtimissa voi olla myös turbiiniakselia tukevat kuulalaakerit.

Turboahtimien tyypit

On olemassa useita erilaisia turboahtimia.

 Alla esittelemme yleisimpiä tyyppejä. 
  • Turboahdin
    Tällä viitataan tavanomaiseen, jo yllä kuvattuun turboahtimen tyyppiin.
  • Kaksoisturbo
    Kaksoisturbolla tarkoitetaan joissain moottoreissa käytettävää kahta eri turboahdinta. Tällöin pienempi niistä vähentää turboviivettä ja suurempi taas nopeuttaa moottorin pyörimistä. Lisäksi voidaan käyttää välijäähdytintä ja vapaavirtaussuodatinta lisätehon tuomiseksi. Kaksoisturbo on tehokas, mutta sen asentaminen voi olla vaivalloista. Lisäksi se voi olla kallis.
  • Muuttuvageometrinen turboahdin
    Tällaisessa turboahtimessa, jota kutsutaan myös nimellä muuttuvasiipinen turboahdin, on aerodynaamisesti suunnitellut turbiinin siivet, jotka nimen mukaisesti muuttavat asentoaan pakokaasun määrän kasvaessa, jolloin turboahtimen toiminta pysyy jatkuvasti optimaalisena eikä paine pääse kasvamaan liian suureksi. Muuttuvasiipisiä turboahtimia löytyy lähinnä dieselmoottoreista.
  • Sähköinen turboahdin
    Sähköisen turboahtimen kompressori toimii tuulettimen tavoin imien ilmaa ja pakottaen sen sylintereihin. Ahtimen sähkömoottori kompressoi ilman saamansa jännitteen mukaisesti. Tämän turboahtimen etu on, että “tuuletin” toimii samaan tahtiin kuin mitä kaasua painetaan. Haittapuolina ovat kuitenkin, että auton akku voi ylilatautua ja markkinoilla on runsaasti sähköisiä turboahtimia, joiden paineistusteho ei ole häävi.

Turboahtimen hyödyt ja haitat

Turboahtimen hyödyt ja haitat

Jos turboahtimesta on todella hyötyä moottorin tehon lisäämisessä, miksi kaikista autoista ei löydy turboahdettua moottoria? Alla esittelemme turboahtimien hyötyjä mutta myös haittapuolia.

 Hyödyt 
  • Moottorin tehon kasvu. Enemmän tehoa, suurempi nopeus, suurempi vääntömomentti. Nämä ovat kiistatta turboahtimen tärkeimmät hyödyt, joiden ansiosta turboahtimet ovat suosittuja viritysosia. Suurin tehon kasvu on nähtävissä pienillä moottoreilla.
  • Polttoainetehokkuuden kasvu. Turboahdin voi vähentää polttoaineen kulutusta 2-6 %, kun ajetaan rauhallisesti.
 Haitat 
  • Polttoainetehokkuuden väheneminen. Aggressiivinen ajotyyli turboahdetulla autolla voi kasvattaa polttoaineen kulutusta siinä missä rauhallinen ajotyyli voi vähentää sitä.
  • Turboviive. Tämä on valitettavan yleinen ongelma huolimatta keinoista vähentää sitä.
  • Tarve lisäöljylle. Turboahtimet kuumentuvat erittäin kuumiksi ja kuluttavat runsaasti moottorin öljyä. Tällöin öljyä on tarpeen lisätä useammin.
  • Saatetaan tarvita tiettyä polttoainetta. Joskus vaaditaan vain tiettyä, parasta laatua edustavaa polttoainetta.
  • Korjaus voi olla kallista. Turboahdetuissa moottoreissa esiintyy tietynlaisia vikoja, joiden korjaaminen voi tulla kalliiksi. Lue lisää vioista alta.

Yleisiä turboahtimen oireita ja vikoja

Turboahtimen korjaus

Suurin osa turboahtimien vioista johtuu jostain muista tekijöistä kuin valmistusvirheistä. Alla esittelemme yleisimpiä turboahtimen oireita ja niiden syitä.

 Yleisiä vikojen oireita ovat muun muassa seuraavat 
  • Moottorin tehon lasku. Tämä on yleisoire, joka tulee aina ottaa vakavasti. Turboahtimessa voi olla vikaa, mutta vika voi olla kuitenkin myös moottorissa.
  • Moottorin vinkuminen. Vinkuminen voi johtua monista tekijöistä, esimerkiksi järjestelmän saastumisesta.
  • Pakokaasun värin muuttuminen. Jos öljyä alkaa vuotaa pakojärjestelmään, pakokaasun väri muuttuu siniharmaaksi.
  • Moottorin merkkivalon syttyminen. Jälleen yleisoire, joka kertoo, että moottorissa on jotain vialla. Vie auto tarkastettavaksi autokorjaamolle.
    Moottorin merkkivalon syttyminen
 Yleisiä vikojen syitä ovat muun muassa seuraavat 
  • Öljyn/voiteluaineen puute. Kuten aiemmin totesimme, turboahdin kuluttaa enemmän moottoriöljyä. Puuteen syynä voi olla liian vähäinen öljyn määrä järjestelmässä, mutta myös vuotavat tai tukkeutuneet putket.
  • Järjestelmän saastuminen. Järjestelmän likaantuminen pienhiukkasten ja noen vuoksi voi aiheuttaa järjestelmän osien hankausta, jolloin sen toimintakyky heikkenee. Ongelman huomaa helposti melutason noususta ja öljyvuodoista.
  • Tiivisteiden vaurioituminen. Tiivisteiden heikkeneminen ajan myötä aiheuttaa öljyn vuotamista pakojärjestelmään ja paineen vähentymistä.
  • Aggressiivinen ajotapa. Turboahtimesta saa suurimman hyödyn irti ajamalla rauhallisesti. Aggressiivinen ajotapa voi vähentää turbon hyötyjä ja aiheuttaa myös sen toimintahäiriöitä.
  • Kuluminen. Turboahtimen käyttöikä on periaatteessa rajaton, mutta käytännössä sen laatu ja ajon käyttöolosuhteet ja käytön määrä aiheuttavat kulumaa, jotka voivat johtaa vioittumisiin aiemmin.

Jos epäilet turboahtimessasi vikaa, vie ajoneuvo välittömästi autokorjaamolle tarkastettavaksi. Ongelmien huomiotta jättäminen voi johtaa niiden pahenemiseen ja laajempiin moottorivikoihin, joiden korjaaminen on erittäin kallista.

Turboahtimen asennus

Annamme nyt yleiset turboahtimen asennusohjeet sellaiseen ajoneuvoon, jossa ei ole aiemmin ollut turboahdinta. Otathan huomioon, että vaiheet voivat olla erilaiset ajoneuvosta ja ahtimesta riippuen.

Tutustu aina ajoneuvosi ohjekirjaan ja turboahtimen käyttö- ja asennusohjeisiin huolellisesti ennen asennuksen aloittamista. Suojaa vaatteesi ja kätesi ennen töiden aloittamista, käytä suojalaseja ja älä koske moottorin osiin ennen kuin se on täysin viilentynyt.

  1. Selvitä, minkälaisen turboahtimen autoosi voi asentaa ja osta sopiva turbo. Saatat joutua tekemään ajoneuvossa tiettyjä muutoksia turbon asentamista varten, etenkin jos olet samalla asentamassa välijäähdyttimen, uuden pakosarjan, suuttimia, polttoainepumpun tai muita järjestelmän komponentteja.
  2. Nosta autoasi sen etupäästä sallitusta nostokohdasta ja tue auto kunnolla autopukkeja käyttäen.
  3. Suihkuta järjestelmän muttereita, pultteja ja kiinnikkeitä tunkeutuvalla voiteluaineella, jotta niiden irrottaminen helpottuu.
  4. Irrota johto akun negatiivisesta navasta.
  5. Poista sekä imu- että pakosarjan putket irrottamalla niiden pultit.
  6. Irrota pakosarja moottoritilasta.
  7. Valuta kaikki ylimääräinen öljy pois astiaan.
  8. Asenna uusi tiiviste ja uusi lappo öljynottoletkuun.
  9. Irrota nyt etupuskuri.
  10. Asenna välijäähdytin sille sopivaan paikkaan.
  11. Asenna turboahdin ja pakosarja tiivisteineen välijäähdyttimen ja jäähdyttimen väliin.
  12. Liitä öljypohjaan vievät öljyletkut turboahtimeen. Kiinnitä myös jäähdytysaineletkut.
  13. Laske turboahdin ja pakosarja moottoritilaan.
  14. Varmista vielä, että kaikki tiivisteet ovat paikoillaan ja pakosarja ja turboahdin on kiinnitetty tukevasti.
  15. Tarkista, että ajoneuvon ilmanottosarjassa ei ole suodattimia tai ylimääräisiä putkia.
  16. Vaihda öljyt ja laske auto takaisin maahan.
  17. Valmista tuli! Lähde nyt koeajolle. Mikäli havaitset mitään epätavallista ajon aikana, ota yhteyttä autohuoltamoon.

Jos et onnistu turboahtimen asentamisessa itse, kannattaa luottaa toimenpide huoltamon ammattilaisille, jotta mahdollisilta virheiltä vältytään. Otathan välittömästi yhteyttä huoltamoon, mikäli havaitset ongelmia turboahtimen asentamisen jälkeen.

Yhteenveto

  • Turboahdin on osa, jonka tehtävä on parantaa auton moottorin tehoa syöttämällä moottoriin enemmän ilmaa. Sen ansiosta moottorin teho paranee, vääntömomentti kasvaa ja polttoaineenkulutus vähenee.
  • Turboahtimia on erilaisia: tavanomaisen turbon lisäksi on olemassa kaksoisahtimia, muuttuvasiipisiä turboahtimia sekä sähköisiä turboahtimia.
  • Turboahtimet ja muut ajoneuvon ominaisuuksia parantavat laadukkaat osat, kuten vapaavirtaussuodattimet, löydät AUTODOC-verkkokaupasta. Moniin tuotteisiimme on saatavilla jopa ilmainen kotiinkuljetus Suomeen. Tervetuloa tutustumaan!