Меню Рубрики

Правила установки турбины на дизельный двигатель

Устройство и принцип работы турбины на дизельном двигателе

Турбокомпрессор — устройство, которое позволяет примерно на 30% увеличить мощность мотора, при этом отсутствует необходимость физически увеличивать объём цилиндров. Такие агрегаты установлены практически на всех современных автомобилях, вне зависимости от типа используемого топлива. Ниже подробнее расскажем об устройстве и работе турбины дизельного двигателя, а также обрисуем минусы этого устройства и самые распространённые поломки.

Устройство и особенности турбины

Агрегат состоит из двух устройств — турбины и компрессора. Задача первой преобразовывать энергию выхлопных газов, а второго — подавать сжатый воздух в цилиндры. «Крыльчатки» — главные составляющие части этой системы, представляют собой два лопастных колеса (компрессорное и турбинное).

По своей сути компрессор — это насос, его единственная задача заключается в подаче сжатых атмосферных воздушных масс в цилиндры. Кислород необходим для сжигания топлива, чем больше его поступит, тем больше силовой агрегат сможет сжечь. В результате это приводит к значительному увеличению мощности движка без физического увеличения объёма или количества цилиндров. Система турбонаддува состоит из следующих компонентов:

  • корпус компрессора;
  • корпус турбины;
  • корпус подшипников;
  • компрессорное колесо;
  • турбинное колесо;
  • ось или вал ротора.

В турбонаддуве основным элементом выступает ротор, который защищается корпусом и крепится к специальной оси. И сам ротор, и корпус турбины изготавливаются из термостойких сплавов — это необходимо из-за того, что они находятся в постоянном контакте с газами высокой температуры.

Ротор и крыльчатка вращаются в разных направлениях с большой скоростью — такое решение обеспечивает их плотный прижим друг к другу. Принцип работы в следующем:

  1. Отработанные газы поступают в выпускной коллектор.
  2. Затем — в специальный канал, расположенный в корпусе нагнетателя, который выполнен в форме улитки.
  3. В «улитке» газы разгоняются до большой скорости и подаются на ротор.

Благодаря такому принципу и обеспечиваются вращение турбины. Что касается оси турбонагнетателя, то она крепится на специальных подшипниках скольжения и смазывается за счёт поступления жидкости из моторного отсека. Утечка смазочной жидкости предотвращается благодаря наличию прокладки и уплотнительным кольцам. Кроме того, дополнительную герметизацию обеспечивают смешанные и отдельные потоки отработанных газов и воздуха. Такое технологическое решение не обеспечивает гарантии в 100%, что выхлоп не попадёт в сжатый воздух, однако система этого и не требует.

Что ещё входит в систему турбонаддува

Турбина — сложный агрегат, инженерам потребовалось несколько десятилетий, чтобы довести систему до ума. Только на первый взгляд решение компенсировать потери КПД за счёт выхлопных газов кажется простой. Даже после создания устройства у него долгое время наблюдались определённые проблемы.

Например, не удавалось решить проблему турбоямы — задержки после нажатия на педаль газа и запуском ротора. Решение нашлось в виде использования двух клапанов. Один из них использовался для вывода излишек воздуха, а второй предназначался для выхлопных газов. Кроме того, современные турбины имеют изменённую геометрию лопаток, что серьёзно их отличает от подобных устройств второй воловины XX столетия.

Можно выделить ещё одну проблему, которая заключалась в излишней детонации — с ней тоже успешно справились современные инженеры. Проблема заключалась в том, что температура в рабочих секторах цилиндров резко увеличивалась во время нагнетания воздуха, особенно в последней стадии такта. Решение нашлось в установке интеркулера (промежуточного охладителя воздуха).

Интеркулер — устройство для охлаждения наддувочного воздуха. Он выполняет сразу две функции — препятствует детонации и не даёт уменьшиться плотности воздуха. В результате удалось сохранить работоспособность всей системы.

Также стоит отметить и другие важные составляющие турбины.

Читайте также:  Правила установки точечных светильников на гипсовом потолке

Регулировочный клапан. Отвечает за поддержание заданного уровня давления, излишки давления поступают в приёмную трубу.

Перепускной клапан. Используется для вывода излишних воздушных масс обратно во впускные патрубки — это нужно для снижения мощности при её избытке.

Стравливающий клапан. Если дроссель закрывается и нет датчика массового расхода воздуха, клапан будет возвращать излишки воздуха обратно в атмосферу.

Патрубки. Герметичные отрезки трубы. Одни используются для подачи воздуха, вторые для подачи смазочного масла.

Выпускные коллекторы. Должны быть совместимы с турбокомпрессором.

Принцип работы

Для начала нужно разобраться с двумя терминами.

Турбоподхват — состояние, при котором быстро вращающийся ротор увеличивает подачу воздуха в цилиндры, благодаря чему повышается мощность силового агрегата.

Турбояма — короткая задержка, которая возникает в работе турбины при повышении количества поступившего топлива во время нажатия педали газа. Задержка появляется из-за того, что ротору необходимо некоторое время, пока газы его не разгонят.

Турбонаддув повышает давление выхлопных газов за счёт более интенсивной работы мотора, но в то же время увеличивается и давление наддува. При достижении критических величин может произойти поломка, а потому этот процесс необходимо контролировать. За регулировку давления отвечают клапана, а мембрана и пружина следят за предельно допустимыми значениями. При достижении определённой величины мембрана открывает клапан для стравливания давления.

Работа турбины на дизельном двигателе нуждается в контроле давления, который осуществляется следующими процессами:

  • если поступило слишком много воздуха, компрессор (используя клапан) освобождается от излишков;
  • клапан стравливает давление в случаях, когда воздуха поступило слишком много — при этом агрегат работает стабильно и забирает ровно столько воздуха, сколько требуется.

Работа турбокомпрессора на дизельном двигателе

Работа осуществляется по следующие схеме:

  1. Компрессор нагнетает сжатый атмосферный воздух.
  2. Воздушная масса смешивается с топливом и поступает в цилиндры.
  3. Полученная топливно-воздушная смесь воспламеняется, что приводит поршни в движение.
  4. Параллельно с этим процессом появляются отработанные газы, которые направляются в выпускной коллектор.
  5. Скопившиеся в корпусе газы значительно увеличивают скорость.
  6. Вращение переходит (по валу) на компрессорный ротор, он втягивает новую порцию воздуха.

Получается интересное взаимодействие. Ротор вращается быстрее — больше поступает воздуха. Чем больше воздуха поступает — тем быстрее вращается ротор.

Минусы турбины на дизельном двигателе

Как и любое устройство, у турбины есть свои положительные характеристики (которые были описаны выше), так и недостатки. К минусам можно отнести в первую очередь увеличенный расход топлива, особенно это касается неправильно отрегулированных агрегатов. Второй минус — чувствительность к качеству топлива, что особенно актуально в российских условиях. Дело в том, что некачественный дизель может привести к детонации. Отметим и другие недостатки:

  • общее удорожание двигателя;
  • повышенная требовательность к моторному маслу;
  • масло и фильтры приходится менять чаще (примерно каждые 5-6 тыс. км);
  • нужно часто менять воздушный фильтр;
  • ресурс турбины на дизельном двигателе значительно ниже, чем на бензиновом (из-за более высокой температуры выхлопа);
  • средний ресурс агрегата составляет 200-250 тыс. км, после чего потребуется замена или, как минимум, капитальный ремонт;
  • достаточно сложный ремонт, провести его среднестатистическому автовладельцу самому не получится.

Однако стоит отметить, что плюсы всё-таки перевешивают минусы. В противном случае турбины не пользовались бы такой большой популярностью.

Основные неисправности — признаки и причины

Сразу стоит оговориться, что основная причина поломок — это несвоевременное техническое обслуживание агрегата, его рекомендуется проводить минимум один раз в год. Следующая причина — низкое качество масла, либо его несвоевременная замена. Третья — попадание в устройство посторонних предметов (например, мелких камушков). Наконец, четвёртая — банальный износ отдельных компонентов турбины, ведь у каждого оборудования есть свой срок эксплуатации. Теперь опишем признаки, которые могут говорить о неисправности.

Читайте также:  Правила установки табличек для инвалидов

Чёрный дым из выхлопной трубы. Топливо сгорает в интеркулере или нагнетающей магистрали. Скорее всего — неисправность системы управления.

Сизый дым. Возможно, из-за нарушения герметизации турбины масло просачивается в камеру сгорания.

Белый дым. Сливной маслопровод загрязнился, потребуется его чистка.

Повышенный расход топлива. Воздух не доходит до компрессора.

Увеличен расход масла. Нужно проверить стыки патрубков — возможно, нарушена герметичность.

Уменьшение динамики разгона. Скорее всего вышла из строя система управления, из-за чего возник недостаток кислорода.

Посторонний свист, скрежет или шумы. Это может быть изменение зазора ротора, дефект в корпусе, утечка воздуха между двигателем и турбиной, либо загрязнение маслопровода.

Всегда нужно соблюдать правила эксплуатации агрегата — это снизит вероятность появления поломки и продлит срок службы устройства. Следует придерживаться нескольких простых правил:

  • следите за качеством топлива и масла;
  • не забывайте вовремя менять масло и фильтры;
  • начинайте движение только после того, как движок прогреется;
  • после прекращения движения нужно дать мотору поработать на холостых, а не сразу его выключать.

И, конечно же, следует регулярно проходить ТО.

Что делать, если турбина сломалась

Если обнаружилась неисправность первое, что нужно сделать — провести диагностику. Причём чем раньше, тем лучше. Если вовремя заменить неисправную деталь, удастся избежать более серьёзных проблем. Например — зачастую автовладелец не обращает внимание на лёгкое постукивание думая, что это не имеет значения, в результате через какое-то время приходится покупать новую турбину, хотя изначально можно было обойтись небольшим ремонтом.

Следует отметить, что недостаточно знать, как работает турбина на дизеле — нужно идеально разбираться во всех её компонентах. Только обладая соответствующими навыками, опытом и оборудованием получится провести качественный ремонт. Именно поэтому рекомендуем не пытаться самостоятельно отремонтировать агрегат (можно сделать только хуже), а обратиться в компанию «Дизель-Мастер». Специализируемся на ремонте турбин с 1998 года, а потому знаем о них всё.

5 причин обратиться именно к нам:

  1. В наличие высокоточное диагностическое оборудование (стенды Bosch и Delphi);
  2. В штате — специалисты с большим практическим опытом подобных работ.
  3. Быстрый ремонт в течение дня без потери в качестве.
  4. Используем только оригинальные комплектующие и ремкомплекты.
  5. Предоставляем официальную гарантию на комплектующие и выполненный ремонт.

При первых признаках дефекта — обратитесь к нам. Установим причину неисправности и предложим эффективный, экономичный способ её решения.

источник

Правила замены турбокомпрессора

— Большинство отказов турбокомпрессоров происходит из-за внешних факторов. Поэтому прежде чем монтировать новую турбину взамен вышедшей из строя, нужно выяснить причину поломки предыдущей турбины и устранить ее. Иначе эта же проблема выведет из строя и новую турбину.

— Убедитесь в том, что турбина для замены выбрана правильно. Внимательно осмотрите старую и новую турбины. Проверьте соответствие внешних конструктивных особенностей, сравните номера на идентификационных бирках.

— При монтаже соблюдайте чистоту. Даже мельчайшие частицы грязи могут нанести непоправимый вред турбокомпрессору.

  1. Очистите воздуховоды и интеркулер впускной системы двигателя от масла, отложений и посторонних предметов. Осмотрите их на отсутствие повреждений и препятствий. Проверьте работоспособность клапана рециркуляции и воздушной заслонки (если имеются).
  2. Замените воздушный фильтр в соответствии с инструкцией завода-изготовителя.
  3. Очистите систему выпуска отработавших газов, убедитесь в отсутствии повреждений и препятствий. Если при аварии турбоагрегата масло попадало в выпуск, обязательно проверьте состояние катализатора и сажевого фильтра. Они должны быть очищены от нагара и отложений. После установки турбины выполните процедуру статической регенерации сажевого фильтра. В случае невозможности восстановления пропускной способности катализатора или сажевого фильтра их следует заменить или удалить.
  4. Проверьте чистоту магистралей подачи и слива масла. При необходимости удалите углеводородные отложения, продукты коксования и прочие препятствия. Если сомневаетесь – замените детали новыми.
  5. Убедитесь в исправности системы смазки двигателя. При подозрении на недостаточную эффективность проверьте работоспособность масляного насоса и редукционного клапана, промойте масляный радиатор.
  6. Если необходимо проверить производительность подачи масла к турбине, действуйте следующим образом:
    1. Присоедините турбокомпрессор к двигателю, трубку слива масла не подсоединяйте.
    2. Удлините сливную трубку и опустите в подходящую емкость.
    3. Запустите двигатель, дайте ему поработать на холостых оборотах 60 с и заглушите. Измерьте объем масла в емкости.
    4. За минуту работы на холостом ходу в емкости должно оказаться не менее 0,3л масла.
    5. Повторите тест несколько раз, чтобы убедиться в его корректности. Не допускайте, чтобы двигатель работал при уровне масла ниже минимума!
  7. Замените моторное масло и фильтр, включая фильтр первичной очистки. Убедитесь, что используете запчасти и масло, рекомендованные автопроизводителем.
  8. Проверьте исправность вакуумной системы (если имеется). Очистите вакуумный насос от грязи и отложений, проверьте герметичность трубок и мест их соединения.
  9. Проверьте состояние выпускного коллектора — он не должен иметь трещин снаружи и внутри. Стыковочный фланец должен быть плоским, без трещин и карбоновых отложений, с неповрежденными шпильками. Если сомневаетесь, замените новым.
  10. Закрепите турбокомпрессор на фланце выпускного коллектора. Убедитесь, что прокладка установлена правильно для обеспечения надежного уплотнения.
  11. Подсоедините трубку слива масла, используя оригинальную прокладку. Не применяйте для уплотнения силиконовые герметики! Такое уплотнение может разрушиться и закупорить масляные каналы в турбокомпрессоре.
  12. Через отверстие подачи масла заполните турбокомпрессор чистым моторным маслом, одновременно вращая ротор рукой. Никогда не крутите ротор «всухую», предварительно не смазав его!
  13. Подсоедините к турбокомпрессору все внешние фитинги. Если возможно, исключите запуск двигателя и проворачивайте его стартером, пока не погаснет контрольная лампа давления масла. Запустите двигатель и дайте поработать несколько минут на холостых оборотах. Проверьте, что все соединения герметичны, нет утечек воздуха, масла и отработавших газов. Затяните все уплотнения как следует.
  14. Проведите ездовые испытания, еще раз проверьте системы двигателя на отсутствие течей. Проведите электронную диагностику двигателя, удалите имевшиеся и появившиеся в процессе ремонта коды ошибок.
Читайте также:  Правила установки насоса вило

Примечание

  1. После установки турбокомпрессора в течение 500 км пробега старайтесь не давать полную нагрузку на двигатель. Регулярно проводите техническое обслуживание двигателя в соответствии с требованиями завода-изготовителя и условиями эксплуатации. Своевременно меняйте масло и воздушный фильтр.
  2. Не рекомендуется менять турбокомпрессор сразу после капитального ремонта двигателя. Притирка новых деталей сопровождается образованием множества частиц металлической стружки и пыли. Вместе с циркулирующим маслом они попадают в турбокомпрессор и вызывают износ рабочих поверхностей подшипников, вала ротора и уплотнительных колец, что в итоге приводит к отказу.

Помните:

Ответственность за выполнение изложенных выше процедур целиком лежит на автомеханике, монтировавшем турбокомпрессор. Их игнорирование приведет к скорому отказу турбокомпрессора и последующим осложнениям.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector