タービン / ターボチャージャー 交換後に発生したトラブル事例


ターボチャージャーは1分間に20万回転を超え、800~900℃の排熱を直接受ける大変過酷な条件下で作動しています。


タービンによって回収される熱エネルギーは500mlのペットボトル100本以上のお湯を1時間に沸かすほどの熱エネルギーに相当します。

 

高性能で高い信頼性を得る為には、高度な流体解析技術、耐久性を確保する為の材料・構造設計技術、動作時の騒音低減技術、エンジンとの組み合わせで最大の性能を引き出す為のマッチング技術など、高度な技術を用いて製作されています。


 

ターボチャージャーの交換理由で最も多いのが(マフラーからの白煙)(ターボ本体からのオイル漏れ)(タービンからの異音)です。
しかしながら、これでは単なる憶測での交換作業となります。


実際、取り外されたターボチャージャーを確認しますと約6割が不具合の無いタービンとなっております。


何故、ターボチャージャーが故障したのか?
まず、ターボチャージャーの故障となった原因を追究し、その箇所を改善する事が最重要です。
安易な点検、交換作業では、早期に同じ不具合が再発し故障します。


交換作業のみが主体となっている整備工場をよく見受けますが、ターボチャージャーの交換は、他の部品に比べ、豊富な知識と経験が必要です。


ここでは、リビルトタービン(ターボチャージャー)交換作業後に発生したトラブル事例をご紹介致します。



case 1) マフラーからの白煙でタービン交換した結果

「マフラーからの白煙」でタービンが悪いと判断し交換作業をした結果

交換後もマフラーから白煙が出るので、整備工場は「タービンの初期不良だと」クレーム

これは、タービンの構造、仕組みを全く理解していないが為に発生したトラブルです。

返却コア(元々装着されていたタービン)を調査したところ全く異常が見つかりませでした。

何故、白煙が出るのか?

原因を追究し、その箇所が改善しない限り直ることはありません。
無駄な修理代金を支払うといった結果になります。

 

ターボ吸気側にオイル付着を確認(画像1,2,3)

このオイルは、ターボ本体から漏れたオイルではなくブリーザーから吸込まれたものです。

オイルシール(ピストンリング等)にオイル漏れにつながるような摩耗や損傷は見られません(画像4,5,6)

ローターの回転も良好で干渉痕もなく、その他ターボ構成部品にもオイル漏れを引き起こすような不具合は認められませんでした。

白煙は、エンジンオイルがシリンダー内に吸入され、白煙として排出されたものでした。
また、ターボ単体の調査に於いて構成部品に異音発生の原因は確認されませんでした。



case 2) タービンシャフトにガタあり、ターボが効かず交換

走行中に突然ターボが効かなくなり、取り外したところ、シャフトにガタがあり、インペラも損傷していたので、タービンの故障と判断し交換作業へ

確かにタービンは故障しているので、交換は必要です。
ですが、何故?タービンが故障に至ったのか原因を追究し、その箇所が改善しない限り、早期に再発します。

下記は、交換後、同じ症状が再発したタービンです。

 

シャフトの軸受け部分、ジャーナルベアリング、スラストベアリングに異常摩耗が確認されました。(画像3,4,5,6)

各部の異常摩耗の状況から、エンジンオイル内に異物(スラッジ、金属粉など)が混入したと推定できます。

異物により、ジャーナルベアリングが異常摩耗した為、ローターが旋転し、シャフトガタ、ホイール干渉、オイルシール摩耗(油漏れ・白煙)に至っています。

オイルパン・エンジン内部の洗浄、オイル・エレメント交換、オイルクーラー交換、オイルラインの洗浄を行っていれば、再発防止となります。



case 3) 異物混入によるタービンの故障

故障、お車のリフレッシュなどで、タービンを交換
しかし、数日後にターボが効かなくなりました。

ご紹介するのは、異物混入によるトラブル事例です。

1. 正規販売ディーラーの整備工場で交換作業したリビルドタービンの異物混入事例


 

タービンホイール入口翼全周に破損が確認されました。

タービンハウジング内に異物(磁性有り)を回収(画像2,3)

異物は、エンジン側より飛び込んだものと考えられ、異物とタービンホイールが干渉した事でシャフトロック(力不足)に至ったと推定します。

回収した異物は、ターボ構成部品では有りませんでした。

2. 認証工場で交換作業したリビルドタービンの異物混入事例

 

タービンハウジングスクロール(ガス通路)内に飛び込んだ異物を回収しました。(画像1,2)

異物はターボ構成部品ではありません。

スクロール内に異物が飛び込み詰まった為、排気ガスが正常に流れ込まず、ローターの回転が上がらない(力不足)状況にあったと推定します。

3. 車を購入した中古車販売店で交換作業したリビルドタービンの異物混入事例

 

タービンハウジングのコンター部にロック痕が確認され、タービンハウジング内から異物(ガスケット片)が回収されました。(画像1,2)

異物とタービンホイールが干渉した事でシャフトロック(力不足)に至ったと推定します。(画像3,4)

回収した異物は、ターボ構成部品では有りませんでした。

※事例1~3のように、交換作業時の異物混入によってタービンが損傷する事例が後を絶ちません。交換の際は、細心の注意を払って作業して下さい。



case 4) 取付作業ミスによって破損に至った事例

NO1.

 

コンプレッサーハウジング内部に損傷(割れ)が確認されました。(画像2,3,4)

この損傷によりコンプレッサーハウジングのコンターの位置がずれた為ホイールと干渉しシャフトロックに至っています。

ハウジング内部損傷の原因は、画像5の破片に見られる傷の状況から、吸気側配管取付けボルトがネジ孔の底にボルトが突き当った為です。

吸気側配管取付けボルトは画像8の通り長さが双方で異なります。(首下寸法75mmと45mm)

長さの異なるボルト75mmと45mmのボルトを組み間違えした事でネジ孔の底にボルトが突き当り、無理に締めこんだ為、ネジ孔の底が破損したと推定します。



NO2.

 

コンプレッサーハウジング 吸気入口に打痕状の傷、コンプレッサーホイール翼が損傷しています。(画像1,2)

コンプレッサーホイールのロックナットが外れた状況でのコア返却が確認されており、飛び込んだ異物は、吸気ダクト内部に残留していたロックナットの可能性が考えられます。

交換時には、エアークリーナーからターボへのインテークダクト内の清掃を確実に行って下さい。



cace 5) リビルトエンジンと同時交換したあとの加速不良と異音

タービンの故障原因がエンジンであった為、リビルトエンジンと同時交換、しかし、数日後に加速不良と異音が発生

 

タービンホイールの軸受部とジャーナルベアリングに傷(カジリ)をともなう異常摩耗が確認されました(画像3,4,5,6)

各部のカジリ傷は、オイル内に混入したゴミが原因と推定されます。

これにより、シャフトにガタが発生しホイールとハウジングが干渉、加速不良・異音の発生となりました。

リビルドエンジンの製造メーカーによっては、エンジン内部の残留ゴミが多いものがございます。

リビルトエンジンと同時交換された場合は、テスト走行直後に再度、フィルターとオイルを交換する事をお勧めします。



cace 6) タービン吸気側のオイル吸込みを確認せず交換した結果

交換したが、しばらくすると加給が上がらず、白煙が出るようになった。
原因は・・・

 

コンプレッサーハウジングにオイルの吸込み跡が確認できます。(画像1,2,3)

このオイルはターボ自体から漏れたオイルではなくブリーザーから吸込まれたもので、オイルシール(ピストンリング等)にオイル漏れにつながるような摩耗や損傷は見られませんでした。
また、オイルがエンジンシリンダー内に吸入され、排気側へ回っています。(画像4)

排気側に回ったオイルが排気ガスの熱によりタービンハウジング内部で炭化した為、オイル炭化物とタービンホイールが接触しローターが回転不良(力不足)を起こしています。(画像5,6)
その他ターボ構成部品に力不足に至る様な不具合は見られませんでした。

 


2018年01月26日