Назначение турбины и ресурс
Работа турбонагнетателя направлена на увеличение потока подаваемого воздуха в камеру сгорания. Это приводит к более полному и быстрому сгоранию топлива, в результате чего на нужных режимах двигатель дает большую отдачу. Конструкторам не приходится увеличивать рабочий объем двигателя, проводит сложную техническую модернизацию. Используют турбонаддув как на дизельных моторах, так и с бензиновыми агрегатами. Большую эффективность при этом демонстрируют как раз дизеля. Это связано с высокой степенью сжатия у агрегата на дизельном топливе и меньшим числом оборотов при работе. В последнее время перспективным называют газотурбинный двигатель, который уже разработан для тракторов, грузовых авто.
С учетом высоких затрат на ремонт, владельцы стремятся как можно дольше сохранить работоспособность турбокомпрессора. Увеличение ресурса напрямую связано с пониманием особенностей работы турбинного нагнетателя. Крыльчатка начинает работу с первых секунд пуска мотора, а останавливается несколькими секундами позже остановки коленчатого вала. При малых оборотах двигателя давление выхлопных газов не позволяет раскручивать турбину. Включение происходит с ростом оборотов, и у движка словно открывается второе дыхание.
Изначально ресурс нагнетателя не уступает аналогичным показателям самого мотора. Преждевременный выход из строя турбины связан с высокими температурными нагрузками, высокой скоростью вращения.
Ось турбокомпрессора
Ось является центральной частью турбонагнетателя и закреплена внутри корпуса на подшипниках скольжения. Смазка оси реализована при помощи подачи моторного масла из системы смазки двигателя. С обеих сторон устанавливаются специальные уплотнительные кольца и прокладки.
Данные элементы препятствуют обильным утечкам масла, чтобы смазка не попадала в область нахождения компрессора и турбины. Сами масляные уплотнения не обеспечивают полной герметичности. Данные решения являются уплотнителями, которые функционируют благодаря разнице давлений, которые возникают в процессе работы турбокомпрессора.
Также уплотнения минимизируют прорыв воздуха из компрессора и газов из турбины в корпус оси. Стоит отметить, что полностью исключить попадание выхлопа и сжатого компрессором воздуха не удается. Излишки удаляются по сливному маслопроводу вместе с маслом и оказываются в картере дизельного двигателя.
Обслуживание
Специфика эксплуатации дизельных двигателей подразумевает скрупулезное выполнение всех требований производителя, любое нарушение которых в итоге может привести к необходимости дорогостоящего ремонта. К числу рекомендаций, общих для всех силовых установок данного типа, относятся:
- Своевременная замена и контроль качества масла. Специалисты советуют проводить данную процедуру даже чаще прописанного в мануале межсервисного интервала. Эта рекомендация связана с нестабильными характеристиками сернистости российского дизтоплива. В качестве условного интервала можно ориентироваться на пробег в 7000км ?7500 км.
- Своевременная замена ремня ГРМ. В этом случае рекомендуется руководствоваться тем же принципом, что и при замене масла. У многих моторов допустимый пробег ремня достигает 100000 км, однако необходимо учитывать, что речь идет о практически стерильных условиях, принципиально недостижимых на отечественных дорогах. Обрыв износившегося раньше срока ремня всегда означает разрушение головки блока, ремонт или замена которой обходятся в значительную сумму.
- Контроль чистоты топливной системы. Замену фильтра рекомендуется проводить не реже чем в 10 000 км, а из самого фильтра — регулярно сливать накапливающийся в отстойнике осадок. Топливный бак желательно промывать дважды в год, снимая его с автомобиля. Несоблюдение этих требований может привести к выходу из строя форсунок и топливного насоса.
Причины неисправности турбины автомобиля
Причиной неисправности турбины является выброс синего выхлопного дыма при разгоне автомобиля, а при постоянных оборотах его исчезновения. Это может быть вызвано сгоранием масла, попадающего в цилиндры мотора из-за утечки в турбокомпрессоре.
Также о неисправности в системе управления ТКР (турбокомпрессор) может свидетельствовать черный дым, появляющийся во время сгорания обогащенной смеси за счет утечки воздуха в нагнетающих магистралях.
Белые же выхлопные газы, наоборот, говорят о том, что засорился сливной маслопровод ТКР. Увеличение расходов масла (0,2 – 1 л на 1 тыс. км) и наличие подтеков на стыках патрубков воздушного тракта и на турбине, происходит, вероятнее всего, из-за загрязнения сливного маслопровода или воздушного канала.
Также причиной может стать закоксовывание корпуса оси ТКР. За счет недостаточного поступления воздуха из неисправного турбокомпрессора, может ухудшиться динамика разгона авто.
Если во время работы двигателя слышен посторонний шум или свист, то источником проблемы может быть утечка воздуха на стыке выхода мотора и компрессора.
Видео — свист на Mercedes-Benz Sprinter
Если же вы услышите характерный скрежет при работе или заметите трещины и деформацию корпуса турбины, то будьте готовы к тому, что ТКР в скором времени может выйти из строя.
Компоненты, из которых состоит система турбонадува: турбина, электронные датчики давления, воздуха, масла, магистраль по забору и передаче воздуха в нагнетающий трубопровод, клапан-отсекатель и т.п. Многие современные машины оснащены системами автоматики, которые немедленно отключат турбину, если одна из перечисленных систем выйдет из строя. А это, в свою очередь, скажется на возможности развить максимальную мощность двигателем.
Гениальная идея использования выхлопных газов для разгона ротора позволила создать турбированный дизельный двигатель внутреннего сгорания и увеличить его мощность на 40–50%. Это притом, что во время работы в обычном режиме выброс газов сопровождается снижением коэффициента полезного действия в пределах 30 — 40%.
Применение турбонаддува в мировом машиностроении
На дворе двадцать первый век, и никто уже не гонится за тем, чтобы название его легкового автомобиля было с модной в веке ХХ-м приставкой «турбо». Никто и не верит более в «магическую силу турбины» для резкого ускорения автомобиля. Смысл применения и эффективность работы системы турбонаддува всё-таки не в этом.
Вот это «улитка»!
Разумеется, наиболее эффективен турбонаддув при его использовании на двигателях тракторов и тяжёлых грузовиков
Он позволяет добавить мощности и крутящего момента без возникновения перерасхода топлива, что очень важно для экономических показателей эксплуатации техники. Там он и используется
Нашли своё широкое применение турбосистемы также на тепловозных и судовых дизелях. И это наиболее мощные из созданных человеком турбин для дизельного двигателя.
Устанавливаем автономные отопители
Большой популярностью сегодня пользуются различные автономные отопители, которые работают от аккумулятора, позволяя подогревать топливо и салон автомобиля. Тем самым повышается удобство использования дизельной машины в зимнее время года, исключается замерзание солярки в моторе и подающих патрубках. Сегодня на рынке можно найти различные модификации таких автономных подогревателей, а некоторые автопроизводители предлагают подобные системы уже в штатном оснащении их автомобилей.
Специальные отопители Webasto могут работать как по сигналу с брелока, так и по установленному расписанию. Автовладельцы в зависимости от требуемого им функционала таких систем могут подобрать те или иные модели автономных отопителей, стоимость которых на сегодняшний день не слишком высока. При этом в последующим можно существенно сэкономить, так как исключены серьезные поломки двигателей по причине замерзшего в моторе топлива.
Arti73rus › Блог › Устройство и принцип работы турбокомпрессора
Устройство и принцип работы турбокомпрессораТурбокомпрессор (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
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 от0,4 до2,2 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
Виды и срок службы турбокомпрессоров
Основным недостатком работы турбины является возникающий на малых оборотах двигателя эффект «турбоямы». Он представляет собой временную задержку отклика системы на изменение оборотов двигателя. Для устранения этого недостатка разработаны различные виды турбокомпрессоров:— Система twin-scroll, или раздельный турбокомпрессор. Конструкция имеет два канала, которые разделяют камеру турбины и, соответственно, поток отработавших газов. Это обеспечивает более быстрое реагирование, максимальную производительность турбины, а также предотвращает перекрытие выпускных каналов. — Турбина с изменяемой геометрией (с переменным соплом). Такая конструкция чаще используется на дизеле. Она предусматривает изменение сечения входа в колесо турбины за счет подвижности ее лопастей. Смена угла поворота позволяет регулировать поток отработавших газов, благодаря чему происходит согласование скорости отработавших газов и рабочих оборотов двигателя. На бензиновом двигателе турбина с изменяемой геометрией часто устанавливается на спортивных автомобилях. К минусам турбокомпрессоров можно отнести и небольшой срок службы турбины. Для бензиновых двигателей он в среднем составляет 150 000 километров пробега машины. В свою очередь, ресурс турбины дизельного двигателя несколько больше и в среднем достигает 250 000 километров. При постоянной езде на высоких оборотах, а также при неправильном подборе масла сроки эксплуатации могут сократиться в два или даже в три раза. В зависимости от того, как работает турбина, на бензиновом или дизельном двигателе, можно судить о ее исправности. Сигналом о необходимости проверки узла является появление синего или черного дыма, снижение мощности двигателя, а также появление свиста и скрежета. Для профилактики неисправностей необходимо вовремя менять масло, воздушные фильтры и регулярно проходить техобслуживание.
Источник
Мифы о масляном фильтре
Показателен размер масляного фильтра на раллийном Peugeot 205 t16 group B
Развеем заблуждение некоторых автомобилистов, которые говорят, что своевременная замена масляного фильтра предотвратит износ движущих деталей турбины. В момент холодного пуска, равно и тогда, когда масляной фильтр засорился до своего критического уровня, предохранительный клапан фильтра приоткрывается, и часть масла всегда проникает в систему турбины, как и в масляную систему всего силового блока. Клапан останется в полуоткрытом или в полностью открытом состоянии до тех пор, пока масло не нагреется до своей нормы. Таким образом, все инородные частицы, взвеси, которые есть в масле, окажутся рано или поздно в турбине.
Советы и рекомендации
Нарушения в работе компрессора приводят к нестабильной работе двигателя, потере мощности, увеличению расхода топлива, изменению состава отработавших газов и повышенному содержанию токсичных веществ в выхлопе. В дизельном двигателе с некорректно работающей турбиной может быстро выходить из строя сажевый фильтр.
- Основной рекомендацией во время эксплуатации турбомотора является регулярная замена моторного масла и масляного фильтра строго по регламенту. Также необходимо поддерживать постоянную чистоту системы смазки. После ремонта турбины обязательно требуется тщательная промывка системы смазки двигателя. Дополнительно может потребоваться снятие картера для лучшей очистки. Не редки случаи, когда замене подлежит и маслоподводящая магистраль, по которой смазка подается к турбокомпрессору.
- Не меньшего внимания требует и система подачи воздуха, так как от максимальной чистоты также зависит ресурс турбины дизельного или бензинового двигателя. Может потребоваться промывка или даже замена интеркулера, продувка всех магистралей. Поток воздуха обязательно должен проходить свободно, так как любое увеличение давления в выходной части турбокомпрессора приведет к утечкам моторного масла через уплотнения в области турбинного колеса. Высокое разрежение во впуске дополнительно приводит к тому, что выбросы масла увеличиваются. Также обязательной и регулярной замене подлежит воздушный фильтр.
Ремонт турбины необходимо производить только в условиях профессионального сервиса. Также для восстановления необходимо использовать запчасти проверенных производителей, которые не могут стоить дешево.
После ремонта особое внимание уделяется настройке турбокомпрессора. Слишком малое или слишком большое количество подаваемого в двигатель воздуха негативно сказывается на ресурсе силового агрегата
На разных режимах работы мотору необходим оптимальный состав топливно-воздушной смеси для своевременного воспламенения и полноценного сгорания.
Что такое вестгейт?
Вестгейт в переводе означает клапан управления турбиной. Его основная функция – выброс лишних выхлопных газов, вращающих крыльчатку турбокомпрессора, через отводной выход. Без этого вал раскрутится очень быстро, что может стать причиной повышенного давления наддува и при наличии закрытого дросселя – неустойчивой работой или помпажом насоса. Уменьшение производительности – не вариант, так как его усилий не будет хватать на малых и средних оборотах турбины, и мотор будет попадать в «турбояму».
Признаки неисправности актуатора турбокомпрессора
Если у вас заклинил актуатор турбины, то вы сможете это легко обнаружить по синему выхлопу. Особенно он четко виден, когда автомобиль начинает разгон, но после стабилизации работы силового узла, дым вновь приобретает нормальный оттенок. Синеют выхлопные газы за счет сгорания смазки, которая оказалась внутри турбины из-за протечки.
Дым черного оттенка также возможен, если вестгейт поврежден. Основная причина – сгорание топлива из-за нарушения герметичности и воздушной протечке в интеркулере. Белый дым тоже не является нормой. Это происходит при наличии засора в маслопроводе турбины.
Давайте рассмотрим и другие признаки неисправности актуатора турбины:
• Подтеки технической смазки на поверхности турбины и резкое увеличение его расхода. Скорее всего причина кроется в засоре системы воздуховода или масляных шлангов;
• Ухудшение разгона тоже может свидетельствовать о том, что турбокомпрессор нуждается в ремонте. Это может случиться из-за недостаточного поступления воздушных масс внутрь агрегата. Нехватка потока воздуха приводит к ощутимой потере мощности двигателя;
• Появление дребезжащего шума. Чаще всего его слышно при запуске двигателя на холостых оборотах и при полной остановке мотора. Крутящийся момент становится неравномерный и появляются рывки. Посторонние звуки могут также говорить о наличии вмятин или других механических повреждений, которые находятся на лопасти силового агрегата;
• При повышенном расходе технической смазки может наблюдаться и токсичный выхлоп. Причина кроется в воздушном фильтре или в неправильно подключенный к турбокомпрессору воздушный канал. Засоры этих участков тоже нередко приводят к такому негативному результату;
• Нарушение герметичности маслопроводов и его выход из турбокомпрессора – это самые частые признаки выхода из строя актуатора турбины. Это происходит при засорении кожуха оси силового узла. Еще выход смазки может произойти из-за поломки маслопроводов или закоксованности.
Это самые частые симптомы неисправности актуатора турбины, требующие помощи профессиональных механиков, дабы они устранили проблему.
Как произвести проверку вестгейта?
Если не работает актуатор на турбине, то для начала нужно произвести диагностику оборудования. Проверка выполняется при помощи тестера. Деталь не обязательно доставать из автомобиля, но для удобства все же рекомендуется демонтаж.
Диагностике подлежат:
• Вакуумный и турбинный клапан;
• Исполнительный механизм.
Проверку лучше производить даже, если турбокомпрессор работает исправно. Даже небольшая поломка может привести к тому, что подшипники чрезмерно нагреются и выйдут из строя, а за ними ремонтировать придется и весь агрегат.
Тестировать неисправность актуатора можно таким образом: запускаем мотор и газуем на месте. При этом необходимо смотреть на шток оборудования – нужно запомнить на каких оборотах он начинается вращаться. Это и будет ориентиром для диагностики его нормальной работы. Более точных показателей можно достичь, если проверять технику на стенде.
Когда нужен ремонт агрегата?
Ремонт актуатора турбины лучше производить сразу после того, как вы обнаружили неисправность или заметили в «поведении» мотора странности, например, потерю мощности. Чем раньше вы обратитесь к мастеру, тем дешевле вам обойдутся услуги.
Некоторые автовладельцы хотят сэкономить и сами пытаются починить машину. В некоторых случаях, например, при замене прокладки или клапана это срабатывает, но в большинстве работа в кустарных условиях приводит к еще большим проблемам. И вам придется покупать уже новый силовой узел, что обойдется в несколько раз дороже. Поэтому рекомендуем найти СТО, где вам предложат качественные услуги по приемлемым ценам.
Что такое турбокомпрессор?
Турбокомпрессор — основной компонент системы агрегатного наддува двигателей внутреннего сгорания, агрегат для повышения давления во впускном тракте двигателя за счет энергии отработавших газов.
Турбокомпрессор применяется для повышения мощности двигателя внутреннего сгорания без коренного вмешательства в его конструкцию. Данный агрегат повышает давление во впускном тракте двигателя, обеспечивая подачу в камеры сгорания увеличенного количества топливно-воздушной смеси. В этом случае сгорание происходит при более высокой температуре с образованием большего объема газов, что приводит к повышению давления на поршень и, как следствие, к росту крутящего момента и мощностных характеристик двигателя.
Применение турбокомпрессора позволяет увеличить мощность двигателя на 20-50% с минимальным увеличением его стоимости (а при более значительных доработках рост мощности может достигать 100-120%). Благодаря своей простоте, надежности и эффективности системы наддува на основе турбокомпрессоров находят самое широкое применение на всех типах транспортных средств с ДВС.
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:
- 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
- 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.
- 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.
- 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.
