Турбонаддув

Как проверить турбину на дизельном двигателе: видео, диагностика

Турбированные дизельные моторы отличаются большей мощностью и меньшим расходом топлива. Однако, ресурс турбины заметно ниже, чем у мотора, поэтому регулярная проверка турбонагнетателя позволит вовремя обнаружить его неисправность и обойтись небольшим ремонтом. Из статьи вы узнаете, как проверить турбину на дизельном двигателе своими руками, не обращаясь в автосервис.

Что ломается в турбине

Повышенный расход масла из-за неисправности турбины — частая поломка турбо-моторов

Чтобы четко понимать, как проверить турбину, необходимо разобраться, что именно в ней ломается. Чаще всего самый слабый элемент этого агрегата – подшипники и сальники. Если система смазки двигателя работает с нарушениями, неисправен клапан вентиляции картерных газов или из-за изношенности поршневых колец слишком велик прорыв продуктов сгорания в картер, то все это негативно влияет на состояние подшипников турбины и снижает их ресурс. Износ шариков и обойм возрастает, что приводит к появлению люфта, шума или заклинивания турбины.

Неисправный PCV-клапан приводит к росту давления масла в двигателе и турбине, из-за чего смазка продавливает сальники. Прошедшее сквозь сальник масло вытекает наружу или попадает в нагнетаемый воздух, из-за чего меняется состав топливовоздушной смеси и мотор начинает терять мощность, а в выхлопе появляется сизый или черный дым.

Когда необходимо проверять турбину

Средний срок службы турбины до ремонта или замены при использовании качественного масла, турботаймера и бережном отношении к мотору составляет 150 тысяч километров. Поэтому желательно проверять этот агрегат во время каждой замены масла. В этом случае вы обнаружите неисправность в начальной стадии, благодаря чему ремонт обойдется дешевле.

Устройство системы турбонаддува

Как самостоятельно проверить турбину

Для проверки турбины вам понадобятся чистая проветриваемая площадка, чистая белая неворсистая тряпка и помощник. Перед началом работ вы должны четко понимать, что все ваши выводы приблизительны, ведь для серьезной диагностики необходимо снимать турбину с мотора, а также проверять другие системы двигателя. Проверка турбины должна проходить так:

1. На холодном двигателе внимательно осмотрите турбонагнетатель в поисках потеков масла. Проведите пальцем по корпусу агрегата, ощупайте места подключения всех шлангов и патрубков. Если обнаружили хотя бы небольшие следы масла, необходимо ехать на серьезную диагностику. Обязательно проверьте крыльчатку на предмет продольного люфта
2. Заведите двигатель и дайте ему поработать в течение 1 минуты. Внимательно слушайте, издает ли турбокомпрессор какой-нибудь шум, визг, стук или другие звуки. Если подшипники сильно изношены, то посторонние звуки появятся даже при работе на холостых оборотах. Попросите помощника несколько раз резко нажать/отпустить педаль газа, разгоняя мотор до 2,5–3 тысяч оборотов в минуту. Каждое нажатие не должно быть дольше 0,5 секунды. Слушайте турбину – если во время разгона мотора в турбокомпрессоре возникают стук, хруст, исчезающий или постоянный визг, то подшипники необходимо менять.
3. Внимательно осмотрите выхлоп работающего двигателя. Во время нажатия на газ в выхлопе должно появляться немного черного дыма, это особенность всех дизельных моторов. Однако, после разгона мотора и работы на постоянных оборотах, дым должен исчезать. Если дым заметен после набора оборотов и у него сизый или черный цвет, значит, в цилиндрах, по сравнению с топливом, слишком мало воздуха. Это может происходить из-за неправильной работы PCV-клапана, изношенных колец или маслосъемных колпачков. Все это негативно влияет на состав и свойства моторного масла, из-за чего в первую очередь страдают подшипники и сальник турбонагнетателя. Последствия развалившейся турбины. В патрубках интеркулера не должно быть масла.
4. Пережмите рукой патрубок, соединяющий впускной коллектор и турбонагнетатель. Попросите помощника до упора нажать педаль газа на 2–3 секунды. Если патрубок сильно надувается и разжимает ваши пальцы, турбина исправна. Если нет, возможно заклинивание вала, повреждение лопастей или другие повреждения.

Самостоятельная регулярная проверка турбины позволяет выявить проблемы в начальной стадии, благодаря чему вы сможете устранить их без серьезного ремонта или замены этого агрегата. Пренебрежение такой проверкой приведет к тому, что вам придется выложить не одну сотню евро за ремонт или замену турбокомпрессора. Теперь вы знаете, как проверить турбину на дизеле своими руками, поэтому сможете вовремя обнаружить любую неисправность.

Особенности эксплуатации ТД

Поняв принцип действия турбонаддува, водитель должен уяснить для себя правила эксплуатации агрегата. При соблюдении рекомендаций «срок жизни» мотора увеличится.

Особенности эксплуатации следующие:

 Проверка уровня масла – самое главное условие при эксплуатации турбодвигателей. Если наблюдается отсутствие смазки, то это приводит к быстрому износу подшипников турбины.

 Правильный нажим на педаль газа – ТД достигают максимальных оборотов уже сразу после запуска, поэтому удерживать педаль газа долго не следует.

 Качественное масло – турбина быстро изнашивается также из-за некачественного масла. Это также негативно отражается на состоянии мотора.

 Проверка двигателя после проведения ремонта – жидкость должна быть прозрачной, а сам «движок» – не издавать посторонних звуков.

 Доводить двигатель до больших оборотов. Турбина должна постоянно работать, иначе она перестанет нормально функционировать. Именно поэтому раз в неделю необходимо включать двигатель на высокие обороты.

Для дизельных двигателей следует использовать только качественное топливо. Низкосортные жидкости засоряют топливную систему, снижая уровень мощности двигателя.

При низких значениях t смазка превращается в вязкое вещество. Именно поэтому во время мороза двигатель должен поработать на «холостом» ходу, чтобы жидкость зациркулировала внутри агрегата.

Как пользоваться турбиной на бензиновом двигателе

Чтобы предотвратить поломки и продлить срок жизни, необходимо правильно использовать турбонагнетатель и следить за качеством и уровнем масла в системе.

Именно проблемы с маслом провоцируют 90% поломок турбины. К примеру, если агрегат всего 5 секунд будет работать без смазки, то вполне может выйти из строя.

За уровнем масла необходимо внимательно следить, проверять систему при каждом ТО, по необходимости доливать смазку до нужного уровня. Если жидкость расходуется слишком быстро, необходимо выяснить причину. Это может быть неисправность в работе масляного насоса, которая плохо скажется на функционировании всей системы.

Очень важно для правильной эксплуатации не переусердствовать с педалью газа. Чтобы в турбине установился нормальный уровень давления, достаточно всего нескольких секунд, перегазовка может привести к поломке агрегата

Хорошо зарекомендовала себя система Start&Stop, которая автоматически контролирует этот момент.

При использовании турбины, моторное масло подвергается воздействию больших температур, чем в атмосферном движке. Следовательно, необходимо учитывать эту особенность при выборе смазочного материала.

Чтобы наверняка угадать с маслом, следует использовать только то, которое рекомендовано производителем транспортного средства. Также подобрать смазку могут опытные мастера на сервисе, которые будут учитывать особенности работы двигателя, год его выпуска и пробег. При этом не рекомендуется менять тип масла, следует даже придерживаться одной марки.

Особенности турбо двигателя

Особенность данной конструкции заключается в том, что воздух не сжимается в нагнетателе, а снаружи в трубопроводе, попадая в пространство между корпусом и роторами. Основным недостатком является ограниченная величина усиления. Независимо от того, насколько точно установлены детали наполнителя, когда достигается определенное давление, воздух начинает поступать обратно, снижая эффективность системы. Есть несколько способов борьбы. Увеличьте скорость вращения ротора или сделайте нагнетатель двумя или даже тремя ступенями. Таким образом, можно увеличить конечные значения до приемлемого уровня, но многоступенчатые конструкции не имеют своего главного преимущества — компактности. Другим недостатком является неравномерная разгрузка выпускного отверстия, так как воздух подается порциями. Современные конструкции используют треугольные поворотные механизмы, а входные и выходные окна имеют треугольную форму. Благодаря этим приемам громоздкие нагнетатели практически избавились от пульсирующего эффекта.

Принцип работы автомобильной турбины

Как уже писалось выше, принцип действия турбонаддува в автомобиле основывается на использовании энергии, выделяемой отработавшими газами двигателя. Газы вращают колесо турбины, которое, в свою очередь, через вал передает крутящий момент колесу компрессора.

Видео — принцип работы двигателя с турбонаддувом:

Тот, в свою очередь, сжимает воздух и осуществляет его нагнетение в систему. Охлаждаясь в интеркулере, сжатый воздух попадает в цилиндры двигателя и обогащает смесь кислородом, обеспечивая эффективную «отдачу» мотора.

Собственно, именно в принципе действия турбины в автомобиле кроются ее достоинства и недостатки, устранить которые инженерам весьма непросто.

Особенности эксплуатации турбированных двигателей

На режимах разгона автомобиля в силу инерционности системы возникает явление, получившее название «турбояма». Сущность явления заключается в следующем:

• Автомобиль движется с небольшой постоянной скоростью.
• Турбина вращается в соответствующем режиме.
• При резком нажатии на педаль ускорения в цилиндры двигателя подается больше топлива.
• После его сгорания образуются отработавшие газы, которые с большей силой воздействуют на турбину и увеличивают мощность двигателя. Однако происходит это с некоторой временной задержкой.

Таким образом, между моментом нажатия на педаль и фактическим ускорением автомобиля присутствует некоторая временная задержка — «турбояма». Также данное явление проявляется в виде недостатка крутящего момента на малых оборотах двигателя.

Виды систем турбонаддува

Производители разработали различные способы избавления от «турбоямы»:

• Турбина с изменяемой геометрией. Конструкция предусматривает изменение сечения входного канала. За счет этого выполняется регулирование потока отработавших газов.
• Два турбокомпрессора, установленных последовательно (Twin Turbo). На каждый режим работы (обороты двигателя) предусматривается свой компрессор.
• Два турбокомпрессора, установленных параллельно (Bi Turbo). Схема разбиения на две турбины снижает инерцию системы, и турбояма становится не так ощутима.
• Комбинированный наддув. Устройство предусматривает и механический, и турбонаддув. Первый включается при низких оборотах, второй при высоких.

Что такое турботаймер и для чего он необходим

Турботаймер

Другой стороной инерционности системы с турбокомпрессором является необходимость снижать обороты постепенно. Нельзя резко выключать зажигание после того, как двигатель работал на высоких оборотах. Это обусловлено тем, что подшипники будут продолжать вращение, а поскольку масло не будет подаваться в систему — возникнет повышенное трение. Оно, в свою очередь, спровоцирует быстрый износ вала турбины.

Для решения этой проблемы применяется турботаймер. Это устройство устанавливается на приборной панели и подключается в цепь зажигания. После выключения зажигания ключом система запускает таймер, который глушит двигатель спустя некоторое время, давая возможность турбине снизить обороты до приемлемых значений.

Что необходимо для установки турбины

Помимо самой турбины, в системе присутствуют еще некоторые компоненты, которые не обходимы для её работы. Такими компонентами являются:

Выпускной коллектор турбины.

Так как турбина работает на отработавших газах, её нужно врезать в магистраль выхода выхлопных газов из двигателя. Поможет на в этом так называемый специальный выпускной коллектор. Вот так вот она выглядет в сборе с турбиной.

Пайп для вывода отработавших газов

Еще одним необходимым элементом системы с установленным турбокомпрессором является специальный пайп для вывода отработавших газов наружу.

Кстати говоря в него нужно встраивать датчик лямбда зонда. Вот так это выглядит.

Магистраль подачи воздуха

Следующий необходимый элемент это сооружение магистрали подачи воздуха. Тут используются алюминиевые трубки и силиконовые патрубки для их соединения.

Прежде чем попасть воздух в мотор, для его более эффективного использования его нужно охладить. Для этого применяется интеркуллер. Вот так вот он выглядит.

На картинки он уже вместе с необходимыми патрубками. Следует отметить, что так как в турбину поступают отработанные газы, то она очень сильно нагревается, и просто необходимо подвести к ней канал с охлаждающей жидкостью.

Так – же обороты крыльчатки турбины очень высокие, и для обеспечения её долгой и надежной работы, необходимо подвести к ней масло канал из двигателя.

Электроника

Если вы решили установить турбину на свой автомобиль, то необходимо позаботится о форсунках. Форсунки нужно приобреси с более высокой производительностью, так мощность двигателя возрастет и стандартных форсунок просто напросто не хватит. У народных тюнеров пользуются спросом форсунки от субару, ну или более дешевый вариант — поставить волговские.

Так же стоит уделить внимание и на ЭБУ. Так как стандартная программа больше не подойдет, ее нужно будет менять и откатывать онлайн

Для этого нужно будет воспользоваться услугами настройщиков у которых есть специальное оборудование для этого.

Выбираем турбину для мотора

Правильный подбор турбокомпрессора является главным моментом в процессе постройки качественного турбомотора. Подбирать турбину следует на основе многих данных.

Первым и основным фактором при выборе является та мощность, которую Вы хотите получить в итоге от мотора

Очень важно подходить к этому показателю разумно и реально взвешивать возможности ДВС применительно к той или иной степени наддува.. Мы знаем, что мощность силовой установки напрямую зависит от количества топливно-воздушной смеси, которая попадет в цилиндры за единицу времени

Нужно в самом начале определить желаемый показатель мощности. Только затем можно осуществлять выбор турбины, которая будет способна обеспечить достаточный поток воздуха для получения  итогового показателя запланированной отдачи от построенной силовой установки

Мы знаем, что мощность силовой установки напрямую зависит от количества топливно-воздушной смеси, которая попадет в цилиндры за единицу времени. Нужно в самом начале определить желаемый показатель мощности. Только затем можно осуществлять выбор турбины, которая будет способна обеспечить достаточный поток воздуха для получения  итогового показателя запланированной отдачи от построенной силовой установки.

Вторым по значимости показателем при выборе турбины становится скорость ее выхода на эффективный наддув. Более того, этот выход на наддув сопоставляется с минимальными оборотами двигателя, на которых и будет происходить нагнетание. Чем меньше турбина или меньше сам горячий хаузинг (улитка), тем больше шансов на улучшение этих показателей. Учтите, что максимальная мощность при этом однозначно будет ниже по сравнению с турбиной большего размера.

На деле все может оказаться не так плохо, ведь меньшая турбина обеспечивает больший рабочий диапазон в процессе работы двигателя. Такая турбина способна быстрее выходить на наддув при открытии дроссельной заслонки, а итоговый результат в конечном итоге может оказаться даже намного более положительным. Использование же большей турбины с большой максимальной мощностью позволит обеспечить преимущество только в достаточно узком диапазоне работы мотора на высоких оборотах.

Устройство и принцип работы турбокомпрессора

Турбокомпрессор (турбина) — механизм, применяемый в автомобилях для принудительного нагнетания воздуха в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. При этом привод турбины осуществляется исключительно за счет действия отработавших газов (выхлопа). Применение турбокомпрессора позволяет существенно увеличить мощность двигателя (примерно на 40%), сохраняя компактными его габаритные размеры и низкий уровень расхода топлива.

Конструкция и принцип работы турбины

Устройство турбокомпрессора

Классический турбокомпрессор состоит из следующих элементов:

1. Корпус. Выполняется из жаропрочных материалов (стали). Он имеет форму улитки с двумя разнонаправленными патрубками, оснащенными фланцами для крепления в системе турбонаддува.
2. Турбинное колесо. Преобразует энергию отработавших газов во вращение вала, на котором оно жестко зафиксировано. Изготавливается из жаропрочных материалов (железо-никелевый сплав).
3. Компрессорное колесо. Воспринимает вращение от турбинного колеса и нагнетает воздух в цилиндры двигателя. Колесо компрессора зачастую изготавливают из алюминия, что снижает потери энергии. Температурный режим на этом участке близок к нормальным условиям, и применение жаропрочных материалов не требуется.
4. Вал турбины (ось) — соединяет турбинное и компрессорное колеса.
5. Подшипники скольжения, или шарикоподшипники. Необходимы для крепления вала в корпусе. В конструкции может быть предусмотрен один или два подшипника. Смазка последних осуществляется общей системой смазки двигателя.
6. Перепускной клапан — предназначен для управления потоком отработавших газов, воздействующим на колесо турбины. Это позволяет управлять мощностью наддува. Клапан оснащен пневматическим приводом. Его положение регулируется ЭБУ двигателя, получающим соответствующий сигнал от датчика скорости.

Принцип работы турбокомпрессора

Основной принцип работы турбины на бензиновом и дизельном двигателях заключается в следующем:

• Отработавшие газы направляются в корпус турбокомпрессора, где воздействуют на лопатки турбинного колеса.
• Колесо турбины начинает вращаться и разгоняться. Скорость вращения турбины при высоких оборотах может достигать до 250 000 оборотов в минуту.
• Пройдя через колесо турбины, отработавшие газы отводятся в систему выпуска.
• Компрессорное колесо синхронно вращается (поскольку находится на одном валу с турбинным) и направляет поток сжатого воздуха в интеркулер и далее во впускной коллектор двигателя.

Особенности эксплуатации турбин

В сравнении с механическим нагнетателем, работающим от привода коленчатого вала, достоинствами турбины является то, что она не отнимает мощность у двигателя, а использует энергию побочных продуктов его работы. Она дешевле в изготовлении и экономичнее в эксплуатации.

Хотя технически устройство турбины дизельного двигателя практически не отличается от систем для бензиновых моторов, на дизеле она встречается чаще. Основная особенность заключается в режимах работы. Так для дизеля могут применяться менее жаропрочные материалы, поскольку температура отработавших газов в среднем составляет от 700 °С в дизельных двигателях и от 1000°С в бензиновых моторах. Это значит, что устанавливать дизельную турбину на бензиновый двигатель нельзя.

С другой стороны, для этих систем характерны и разные уровни давления наддува. При этом стоит учитывать, что производительность турбины зависит от ее геометрических размеров. Давление нагнетаемого в цилиндры воздуха складывается из двух частей: 1 атмосфера давления окружающей среды плюс избыточное, создаваемое турбокомпрессором. Оно может варьироваться от 0,4 до 2,2 и более атмосфер. Если учесть, что принцип работы турбины на дизельном двигателе предусматривает поступление большего объема выхлопных газов, конструкция для бензинового мотора также не может устанавливаться на дизелях.

Принцип работы автомобильного турбокомпрессора

Турбокомпрессор является сложным устройством, используемым в целях увеличения мощностных характеристик двигателя благодаря большему количеству воздуха, который подается в цилиндры. Принцип работы турбокомпрессора сводится к следующему:

• при попадании в мотор топливовоздушной смеси происходит ее сгорание, которая затем выходит через выхлопную трубу. В начале выпускного коллектора установлена крыльчатка, крепко соединенная с другой крыльчаткой, расположенной уже во впускном коллекторе;
• поток выходящих из двигателя выхлопных газов раскручивает крыльчатку, находящуюся в выпускном коллекторе, которая в свою очередь приводит в движение крыльчатку, установленную на впуске;
• так, в мотор поступает большее количество воздушной массы, а значит, в него подается и больше топлива. Как известно, чем больше сгорает топливной смеси, тем мощнее становится двигатель. Задача автомобильного турбокомпрессора как раз и состоит в том, чтобы поставлять в силовой агрегат больше воздуха для сжигания большего количества топлива, за счет чего и достигается значительная прибавка мощности.

Система турбонаддува использует энергию газов, которые образуются при сгорании топлива. Газы обеспечивают вращательные движения колеса турбинного типа, которое в свою очередь запускает компрессорное колесо, отвечающее за сжатие и нагнетание воздушной массы в систему. Далее происходит охлаждение воздуха при помощи интеркулера и подача его в цилиндры.

Очевидно, что хотя турбонаддув механически никак не связан с коленвалом двигателя, однако его работа и ее эффективность находится в прямой зависимости от скорости вращения коленчатого вала. Чем выше обороты двигателя, тем эффективнее работает турбонаддув.

Несмотря на свою практичность и эффективность, система турбонаддува имеет некоторые недостатки. Ключевым из них является появление турбоям – задержка в увеличении мощности ДВС.

Подобное явление проявляется вследствие инерционности системы – задержки в увеличении давления наддува при достаточно резком нажатии на газ, что может привести к разрыву между требуемой мощностью двигателя и производительностью турбины.

Описание и принцип работы турбонаддува двигателя

Среди всех возможных вариантов наддува двигателя внутреннего сгорания наибольшее распространение получил турбонаддув, в котором воздух подается в цилиндры при помощи специального устройства – турбокомпрессора (турбины). Вращение турбины осуществляют отработавшие газы, что позволяет существенно увеличить мощность двигателя без увеличения частоты оборотов последнего. Помимо этого, турбонаддув позволяет получать большие значения крутящего момента при небольшом расходе топлива. В сравнении с классическими конструкциями при аналогичной мощности турбированный двигатель имеет более компактные габаритные размеры.

Цвет дыма и запах выхлопного газа

Появление дыма в выхлопной системе нельзя игнорировать, следует внимательно присмотреться к нему. Процесс часто сопровождается неприятным химическим запахом, который прекрасно слышен при движении.

Наличие черного дыма

Это указывает на сгорание горючей смеси в турбине. Дефект может быть вызван нехваткой кислорода в топливной системе. Следует проверить:

• все патрубки и их соединения на герметичность;
• электронный блок управления;
• воздушные фильтры;
• качество работы всей топливной системы;
• мотор.

Следует уделить особое внимание фильтрам, наиболее частой причиной нехватки воздуха в топливной системе оказывается именно загрязненный фильтрующий элемент

Синий дым

Это говорит от том, что масло попадает в камеру сгорания. Причиной может быть утечка, которая кроется в неполадке турбонагнетателя либо мотора. В таком случае необходим осмотр и проверка всех соединений.

Незаменимое оборудование в строительной сфере

Устройства этого класса применяются очень давно. Чаще всего их можно увидеть при проведении дорожных работ. Используемые при их проведении отбойные молотки нуждаются в постоянном обеспечение сжатым воздухом. С этой задачей отлично справляются передвижные дизельные компрессоры.

Незаменим этот вид оборудования и при бестраншейной прокладке труб, их продувке и опрессовке, обеспечивая работу пневмопробойников, пескоструйных и других аналогичных аппаратов.

Смотрим видео, сфера применения агрегата:

Возможно использование дизельных компрессоров как резервного источника обеспечения воздухом предприятий. А так как они являются автономными и не зависят от электричества, то могут быть доставлены на любой строительный объект и приведены в рабочее состояние в кратчайшие сроки.