Didelio galingumo priverstinio oro įpūtimo sistemose rotoriaus mazgas, kurį sudaro turbinos ratas, velenas ir kompresoriaus ratas, veikia sukimosi dažniu, dažnai viršijančiu 150 000 aps./min. Norint užtikrinti šio mazgo struktūrinį ir hidrodinaminį vientisumą, būtina tiksliai kontroliuoti du kritinius laisvumo parametrus: radialinį veleno laisvumą ir ašinį (išilginį) laisvumą. Inžinieriui ar technikui nesilaikant nurodytų tolerancijų, paprastai kyla katastrofiškas kompresoriaus korpuso kontaktas arba turbinos rato sąlytis su difuzoriumi, kas sukelia veleno lūžį arba sandariklių pažeidimą.
Radialinis laisvumas – tai bendras veleno judėjimas statmenai jo išilginei ašiai. Slydimo guolių turbokompresorių architektūroje šį laisvumą lemia alyvos plėvelės storis tarp veleno kakliuko ir guolio vidinio skersmens, taip pat tarp guolio išorinio skersmens ir guolių korpuso (lizdo) tarpas. Vidutinės galios dyzelinių variklių turbokompresorių pramoninis radialinio laisvumo standartas paprastai svyruoja nuo 0,08 mm iki 0,15 mm (0,003–0,006 colio).
Svarbu pažymėti, kad techninės patikros metu išmatuotas „radialinis laisvumas“ nėra vien tik fizinis metalo sąlytis; tai visų mikroskopinių tarpų alyvos plėvelėje suma. Jei matavimai viršija 0,20 mm (0,008 colio), guolių sistemos hidrodinaminis stabilumas sutrinka, atsiranda veleno vibracija („shaft whir“) ir galiausiai įvyksta turbinos rato kontaktas su korpusu.
Ašinis laisvumas, dažnai vadinamas „galiniu laisvumu“ (end play), nurodo veleno judėjimą išilgai jo ašies. Tai kontroliuoja traukos guolių mazgas. Pagrindinė traukos guolio funkcija – atlaikyti jėgos vektorius, kuriuos sukuria kompresoriaus ir turbinos ratai didinant slėgį.
Atlikdami išardymo analizę, inžinieriai privalo atskirti „darbinį nusidėvėjimą“ nuo „neišvengiamo gedimo“. Jei radialinis laisvumas neviršija tolerancijos ribų, tačiau turbinos rato mentelės rodo trinties žymes, pagrindinė priežastis retai būna patys guoliai. Tai dažniausiai rodo didelius šiluminio plėtimosi skirtumus arba nesubalansuotą veleno mazgą. Tokiais atvejais visas rotoriaus mazgas (CHRA) turi būti perbalansuotas iki 0,005 g-in ar geresnio standarto.
Be to, surinkimo metu užtikrinkite, kad visos tvirtinimo detalės būtų priveržtos pagal originalios įrangos gamintojo (OEM) specifikacijas. Standartinėms M8 veleno veržlėms dažniausiai taikomas 8–12 Nm priveržimo momentas, dažnai derinamas su nustatytu pasukimo kampu, siekiant užtikrinti vienodą prispaudimo jėgą be veleno nuovargio. Visada naudokite dinamometrinį raktą, kurio tikslumas yra ±2 proc.
Kad šie laisvumo parametrai išliktų eksploatacinėse ribose visą turbokompresoriaus tarnavimo laiką, laikykitės šių techninės priežiūros standartų:
Be statinių matavimų, rotoriaus mazgo dinaminį stabilumą iš esmės lemia slopinimo plėvelės (SFD) efektas, ypač VGT (kintamos geometrijos turbokompresorių) tipo įrenginiuose, tokiuose kaip „Honeywell/Garrett GT37V“ ar „BorgWarner B2“ serijos. Inžinieriai privalo kiekybiškai įvertinti alyvos plėvelės standumo ir slopinimo koeficientus, kad būtų išvengta subsichroninio svyravimo, kuris dažnai pasireiškia kaip aiškus aukšto dažnio ūžesys prieš katastrofišką kontaktą. Remontuojant šiuos įrenginius, apžiūrėkite tepalo plovimo (journal bearing) slankiojančios įvorės sąsają dėl „pakopinis nusidėvėjimo“ (step-wear) raštų; šis reiškinys, kurį dažnai sukelia mikrokavitacija arba nepakankamas alyvos plėvelės slėgis (paprastai mažesnis nei 2,5 bar esant didžiausiai apkrovai), pakeičia hidrodinaminio guolio atramos tašką, todėl nominalios radialinio tarpo specifikacijos tampa nereikšmingos. Jei šios detalės paviršiaus nelygumai viršija 0,005 mm, guolio įvorė turi būti pakeista, kad būtų atkurtas nustatytas alyvos pleišto geometrijos profilis.
Kalbant apie ašinės apkrovos valdymą, traukos apykaklė ir traukos guolio plokštė – ypač intensyvaus naudojimo sistemose, pavyzdžiui, „Cummins Holset HE400VG“ – suprojektuotos su hidrodinaminiais pleištiniais paviršiais, kad būtų užtikrintas alyvos plėvelės susidarymas esant didelėms ašinėms apkrovoms. Bet kokie „poliravimo“ (burnishing) ar „galvaninio įdubimo“ (galvanic pitting) požymiai ant traukos apykaklės paviršiaus rodo, kad traukos guolis neveiksmingai priešinasi perkrovos sukeltoms ašinėms vibracijoms. Technikai privalo patikrinti šių traukos paviršių lygumą naudodami optinį lyginimo akmenį arba didelio tikslumo lygio plokštę; nuokrypiai, viršijantys 0,002 mm, lems priešlaikinį traukos guolio degradavimą, net jei išmatuotas galinis tarpas (end-play) iš pradžių patenka į 0,025 mm – 0,09 mm techninio aptarnavimo ribas. Be to, VGT sistemose patikrinkite, ar pavaros jungtis, pavyzdžiui, elektroninis pavaros mechanizmas, skirtas „Garrett GTB“ serijai (OEM dalis 767649-0001), yra sukalibruotas tiksliai palaikyti antgalio kreipiančiosios mentės (NGV) padėtis; per didelis ašinis laisvumas turbinos velene gali sukelti netolygų slėgio pasiskirstymą turbinos ratui, priversdamas veleną prisispausti prie traukos guolio ir pagreitindamas susidėvėjimą ant apykaklės paviršiaus, kurį sutepa alyva.
Siekdami sumažinti alyvos koksavimą – pagrindinę nuolatinio guolių ilgaamžiškumo kliūtį – inžinieriai turi teikti pirmenybę šilumos išsklaidymo krypčiai tarp turbinos korpuso ir centrinio korpuso besisukančio mazgo (CHRA). Didelio greičio veikimas sukelia šilumos gradientus, kurie skatina alyvos degradavimą guolio galerijoje, ypač naudojant nesintetinius tepalus arba neįrengus alyvos-aušintuvo cirkuliacijos po išjungimo. Diagnostikuojant sugedusį mazgą, naudokite skenuojantį elektroninį mikroskopą (SEM) arba didelio priartinimo endoskopą, kad apžiūrėtumėte alyvos padavimo galeriją dėl suangliavusių nuosėdų. Jei yra koksavimo požymių, efektyvus alyvos plėvelės storis smarkiai sumažėja, o tai lemia „stygiaus sukeltą paviršiaus įbrėžimą“ (starvation-induced journal scuffing). Didelės išmetamųjų dujų temperatūros (egt) sistemose įdiekite arba patikrinkite vandeniu aušinamo centrinio korpuso buvimą, kuris, derinamas su alyvos apėjimo sistema, palaiko vidinę guolių alyvos temperatūrą žemiau kritinės 150 °C ribos, taip efektyviai pailgindamas vidutinį laiko tarpą tarp gedimų (MTBF) įrenginiams, kuriems taikomi intensyvūs darbo ciklai.