Šiuolaikinės automobilių jėgos pavaros, ypač turbokompresoriniai varikliai, dirba itin aukštame terminio krūvio diapazone. Nors tai leidžia pasiekti įspūdingą galią ir efektyvumą iš riboto darbinio tūrio, tokia inžinerinė konfigūracija atneša savų iššūkių. Vienas iš jų – pavojingai didelės darbo temperatūros, kurios, jei nėra tinkamai suvaldomos, gali smarkiai pakenkti varikliui. Net akimirksniu nekontroliuojamas perkaitimas gali lemti brangius gedimus: deformuotą cilindrų galvutę, sutrūkinėjusias sandarinimo tarpines ar net terminį šoką turbinos komponentuose. Tad kodėl ši problema tokia reikšminga ir kokios priemonės padeda užkirsti kelią gedimams dėl per aukštos variklio temperatūros?
Vidaus degimo varikliai, o ypač turbininiai, generuoja daug šilumos energijos. Kiekvienas degimo ciklas sukuria aukštą slėgį bei temperatūrą cilindruose, o papildomas išmetamųjų dujų srautas intensyviai kaitina turbokompresorių. Kuo didesnė galia išgaunama, tuo didesnis šilumos kiekis turi būti išsklaidytas. Jei aušinimo sistema nepajėgia efektyviai išsklaidyti to perteklinio šilumos kiekio, variklio metalinės dalys (pavyzdžiui, stūmokliai, cilindrų blokas, turbinos rotorius) gali perkaisti ir sukelti įvairius mechaninius pažeidimus.
Kad variklis neužvirtų, naudojama aušinimo skysčio ir oro srauto kombinacija. Aušinimo skystis (dažnai antifrizas, turintis korozijos inhibitorių) cirkuliuoja uždarame kontūre – per radiatorių, vandens siurblį, cilindrų bloką ir cilindrų galvutę. Radiatoriaus elementai (arba „branduolys“) gauna išorinio oro srautą, taip atvėsinant skystį, kuris vėliau sugrįžta į variklį. Tokiu būdu užtikrinamas nepertraukiamas šilumos mainų procesas. Papildomą vaidmenį atlieka termostatas, reguliuojantis aušinimo skysčio pratekėjimo greitį, ir ventiliatorius (jis gali būti elektrinis, su viskozinės sankabos sprendimu ar kitais valdymo metodais), padedantis palaikyti reikiamą oro srautą tada, kai natūralios cirkuliacijos nepakanka.
Vienas iš unikalių turbokompresorių aspektų – itin aukšta turbinos būsto temperatūra. Išmetamosios dujos, kurių šiluminis krūvis čia žymus, suka turbinos rotorių, tačiau tuo pat metu stipriai įkaitina metalinius komponentus. Moderniose transporto priemonėse turbinos korpusas gali siekti net 900–1000 °C darbinę temperatūrą, ypač kai variklis dirba dideliu apkrovimu. Jei aušinimo sistema ar tepimo (alyvos) sistema nėra tinkamai prižiūrėta, yra didelė tikimybė, kad šiame mazge atsiras perkaitimas, galintis susilpninti metalines dalis ir pagreitinti turbinos guolių nusidėvėjimą. Prastai aušinama turbina taip pat gali sukelti coking reiškinį (kai alyva sudega ir virsta dervomis), dar labiau apsunkindama rotoriaus sukimąsi ir slopindama oro srautą.
Terminis variklio režimas glaudžiai susijęs ne tik su aušinimo skysčiu, bet ir su tepimo sistema. Alyva padeda aušinti variklio dalis iš vidaus, ypač svarbu tepant turbinos guolius bei kitas didelio greičio mechanines jungtis. Jei alyva nepasiekia tinkamo slėgio ar parinktų klampumo normų, jos aušinimo efektyvumas ženkliai sumažėja. Taip gali prasidėti vadinamasis heat soak – fenomenas, kai šiluma kaupiasi komponentuose greičiau, nei išsklaidoma, sukeldama nepageidaujamą temperatūros kilimą. Tokiu atveju ir pats variklis, ir turbina susiduria su terminio šoko rizika, galinčia pasireikšti trūkinėjančia korpuso medžiaga ar pernelyg sparčia guolių erozija.
Jeigu aušinimo sistema negauna reikiamos priežiūros – pavyzdžiui, jei yra nesandarumų, užsiteršęs radiatorius arba seniai nekeistas aušinimo skystis – temperatūra pradeda kilti. Nuolatinis perkaitimas ilgainiui susilpnina cilindrų galvučių tarpinių sandarumą, gali sukelti kavitaciją (mikroburbuliukų formavimąsi aukšto slėgio zonose) ir rimtus metalinius pažeidimus. Aukštoje temperatūroje variklio metalo struktūra tampa mažiau atspari deformacijai, kas su laiku gali iškreipti bloką ar galvutę. Taip pat rizikuojama pakenkti vožtuvų lizdams ar net stūmoklių žiedams, o remontas tokiais atvejais kainuoja išties brangiai.
Daugelis turbokompresorinių variklių naudoja intercooler komponentą – tarpiklį, kuris atvėsina kompresoriaus suslėgtą orą. Jei intercooler nefunkcionuoja efektyviai (dėl purvo, alyvos nuosėdų ar fizinių pažeidimų), į variklio cilindrus patenkantis oras gali būti pernelyg karštas. Perkaitęs oras turi mažesnį tankį, todėl varikliui tampa sunkiau išlaikyti reikiamą degimo efektyvumą. Be to, aukšta įsiurbiamo oro temperatūra didina detonacijos riziką, dėl kurios elektroniniai valdymo moduliai apriboja degalų įpurškimą ar uždegimo kampą, kad apsaugotų variklį. Rezultate, kenčia tiek variklio galia, tiek patikimumas, o padidėjęs šilumos kaupimasis gali dar labiau apkrauti aušinimo grandinę.
Nepakanka vien tik gerai suderintos aušinimo sistemos – vairuotojas taip pat turi žinoti tinkamą elgesį su turbininiu varikliu. Jei po agresyvaus važiavimo nedelsiant išjungiamas degimas, alyva turbininiuose kanaluose nustoja cirkuliuoti, todėl temperatura turbinos guoliuose staiga pakyla. Tai gali sukelti užsilikusios alyvos degimą (coking) ir suformuoti anglies nuosėdas. Rekomenduojama bent keletą dešimčių sekundžių arba net minutę palaikyti variklį tuščioje eigoje, kad alyva galėtų toliau aušinti turbinos mazgą ir palaipsniui sumažintų jo temperatūrą iki saugesnio lygio.
Aukštos klasės sportiniuose ar profesionaliuose automobiliuose neretai sutinkami specializuoti aušinimo modifikacijos: didesnės talpos radiatoriai, aukšto efektyvumo aušinimo skysčiai su specialiais priedais, papildomi elektros varikliuku valdomi vandens siurbliai. Taip pat gali būti sumontuoti oil cooler – alyvos radiatoriai, padedantys efektyviai pašalinti šilumos perteklių iš variklio tepalų. Kartais naudojamos ir elektrinės pompos, sukuriančios cirkuliaciją net išjungus variklį, kad karšti metaliniai komponentai būtų palaipsniui atvėsinami. Toks sprendimas ypač aktualus didelio darbinio krūvio automobiliams, nuolat važinėjantiems ekstremaliomis sąlygomis.
Moderniose transporto priemonėse diegiama gausybė elektroninių jutiklių, fiksuojančių aušinimo skysčio temperatūrą, alyvos temperatūrą, išmetamųjų dujų temperatūrą, intercooler oro slėgį ir net turbinos korpuso terminį krūvį. Valdymo kompiuteris (ECU) realiu laiku analizuoja šiuos duomenis ir gali koreguoti degalų įpurškimą, uždegimo kampą ar net aktyvuoti avarinį režimą, kad išvengtų kritinio perkaitimo. Kai kurie automobiliai turi specialią perspėjimo indikatorių sistemą, pranešančią apie termines ribas, o pažangūs modeliai perspėja vairuotoją, jei temperatūra pasiekia zoną, kurioje gali kilti rimta žala varikliui.
Aukšta variklio temperatūra dažnai yra pirminis ženklas, kad kažkas netvarkoje su aušinimo ar tepimo sistema. Reguliarūs aušinimo skysčio lygio patikrinimai, sistemos sandarumo testai, ankstyvas elektroninių klaidų (koduojamų ECU atmintyje) identifikavimas – būtinos procedūros, norint apsisaugoti nuo destruktyvių perkaitimų. Taip pat nevertėtų ignoruoti aukštos kokybės alyvų ir filtrų, atnaujinamų pagal griežtą keitimo grafiką. Net menkiausi užterštumai gali pakenkti guoliams bei vožtuvų lizdams, didinant trintį ir palaipsniui keliant temperatūrą iki pavojingų lygių.
Didelė darbo temperatūra yra neatskiriama šiuolaikinių turbokompresorinių jėgos pavarų palydovė, tačiau tai nereiškia, jog variklis turi kentėti. Pasirūpinus veiksminga aušinimo sistema, tinkama alyva, kokybišku intercooler, reguliaria priežiūra bei teisingais vairavimo įpročiais, perkaitimo grėsmė sumažėja iki minimumo. Tinkamai įvertinus ir valdomas terminis režimas leidžia mėgautis tiek dinamišku važiavimu, tiek ekonomišku bei patikimu turbokompresorinio variklio darbu. Kitaip tariant, didelė temperatūra gali būti naudinga energijos išeiga, tačiau tik tol, kol laikomasi inžinerinių rėmų ir nevengiama prevencinių priemonių. Laiku diagnozavus problemas ir atidžiai prižiūrint aušinimo komponentus, net ir aukščiausi termodinaminiai krūviai tampa suvaldomi, užtikrindami ilgą bei sklandžią agregato tarnystę.