Влияние турбины на работу двигателя

Как турбина влияет на мощность двигателя. Система турбонаддува и как она работает

Опубликовано Master в 7 марта, 2019

Выбор правильного автомобиля как средства передвижения является важным решением. Здесь необходимо учитывать цену, потребление, комфорт, но есть и другие незаменимые факторы. Одним из таких факторов, который привлекает внимание к авто, является двигатель с турбонаддувом (турбина). Данная система помогает повысить мощность двигателя и предлагает экономию потребления топлива. Что такое турбонаддув, как турбина влияет мощность двигателя и общую производительность автомобиля – об этом расскажем в данном посте.

Содержание

Что такое турбонаддув

Тот, кто работает за рулем, даже если он не очень осведомлен в механике, имеет острое представление о том, как работает машина. Мощность, измеряемая в лошадиных силах, является способностью двигателя превращать топливо в движение и скорость. А это и есть тот значимый элемент, когда речь идет об эффективной, качественной и экономичной работе автомобиля.

На практике это выглядит так: каждая быстрая машина – мощная, но не всякая мощная – быстрая. Это связано с тем, что чем тяжелее транспортное средство, тем больше силы оно использует для движения.

Турбонаддув (система двигателя внутреннего сгорания на основе турбокомпрессора, или турбины) – это способ повысить мощность двигателя, используя компрессор для вытягивания и сжатия большего количества воздуха в камеру сгорания, увеличивая мощность сгорания топлива и, следовательно, увеличивая скорость передвижения авто, вне зависимости от его веса.

Как работает турбонаддув в машине

Двигатель с турбонаддувом состоит из двух частей – выпускного коллектора и турбокомпрессора. Первый отвечает за сбор газов из каждого цилиндра, которые будут поступать в выхлопную систему и выбрасываться в атмосферу.

Турбина собирает воздух, который, в свою очередь, приводит в движение винт, производя прохладный, чистый воздух. Этот воздух передается в компрессор, который уплотняет его и направляет в радиатор промежуточного охладителя, тем самым, охлаждая воздух. Таким образом, большее количество воздуха проходит через цилиндры и попадает в зону сгорания.

Схема работы турбонаддува

Двигатель работает на взрыве, а это значит, что ему нужен огонь, верно? То есть: тепло + топливо + кислород (газы, собираемые из выхлопных газов). Чем больше воздуха в системе, тем больше возможностей сжигать бензин и вырабатывать больше энергии. Прелесть в том, что он создает действенный круг, в котором тот самый газ, генерируемый двигателем (посредством взрывов), становится силой, приводящей в движение турбо систему.

Как турбина влияет на производительность автомобиля

После теоретической части следует объяснить, как турбина влияет на мощность двигателя и производительность автомобиля. Самым большим преимуществом турбины является экономный расход топлива. Но чтобы добиться такой экономии, водителю также необходимо внести свой вклад, научившись управлять своим транспортным средством безопасно, с наименьшим количеством тормозов и внезапным ускорением.

Помимо экономного расхода топлива, турбина помогает снизить выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду. И, конечно же, с турбиной производительность авто будет на высоте (из-за нехватки кислорода транспортные средства теряют около 25% своей мощности). Двигатели с турбонаддувом повторно используют выхлопные газы.

Турбонаддув сегодня признан самым действенным механизмом усиления мощности двигателя внутреннего сгорания без увеличения частоты оборота его коленчатого вала и рабочего объема цилиндров. Система с турбонаддувом используется на бензиновых и дизельных двигателях, однако её максимальная действенность доказана на дизельных двигателях за счет высокой степени сжатия в двигателе и относительно невысокой частоты оборота коленчатого вала. В бензиновом двигателе турбонаддув может вызвать эффект детонации по причине резкого увеличения частоты оборотов двигателя, а также высокой температуры отработанных газов и сильного нагрева турбины.

От чего зависит срок службы турбокомпрессора?

Почему одни турбокомпрессоры выходят из строя через непродолжительный промежуток времени, а другие продолжают работать годами? При этом производители турбокомпрессоров сообщают, что их изделия имеют такой же ресурс, как и двигатель, на котором они работают. Связано это с новейшими технологиями на предприятиях, автоматизированными линиями, строгим многоступенчатым приемом на выходе готовых компрессоров. Тогда почему же ломаются турбокомпрессора на двигатель? Так, например, средний срок работы турбины в дизельных двигателях составляет до 200 тыс. км. Бензиновый нагнетатель будет работать несколько дольше из-за своей более простой конструкции.

Одна из причин такой ситуации – стремительное развитие технологий турбонаддува. Корпорации выпускают новые модели по новым технологиям и с новыми возможностями. Следить за этим не успевают не только рядовые покупатели, но и профессионалы, которые обслуживают турбокомпрессора. В результате, специалистов, которые бы досконально разбирались в устройстве и ремонте турбокомпрессоров, очень мало.

Кроме того, срок службы турбины будет соответствовать заявленной только при условии исправности всех компонентов двигателя, его правильной эксплуатации и обслуживания. При этом нужно всегда помнить, что даже небольшие повреждения турбокомпрессора ведут к серьезным проблемам с двигателем. Вот почему важно постоянно следить за тем, чтобы работа турбокомпрессора была правильной.

Причины поломки турбины

Самыми частыми причинами выхода из строя турбины являются следующие факторы (по степени распространения):

• — нарушение в системе смазки;
• — попадание посторонних предметов;
• — неправильная установка;
• — проведение первого запуска турбокомпрессора с нарушением правил;
• — естественный износ.

Как продлить срок службы турбокомпрессора?

Хотя купить турбокомпрессор на автомобиль – не проблема, однако гораздо проще предотвратить его поломку. Для этого специалисты советуют:

• Эксплуатировать автомобиль согласно рекомендациям завода-изготовителя. Так, нельзя в первые минуты езды резко нагружать двигатель, особенно в холодное время. Не рекомендуется сразу же после остановки глушить двигатель – нужно дать ему поработать на холостом ходу. Нужно отказаться от агрессивной езды.
• Вовремя менять масло, фильтры, а перед заменой масла также обязательно делать промывку
• Использовать только высококачественное масло, рекомендованное производителем.
• Избегать попадания посторонних предметов на лопатки компрессорного и турбинного колес. В турбинное колесо могут попасть части камеры сгорания, свечей, гайки, шайбы, части поршней, а в компрессорное – части воздушного фильтра, кусочки резины, болты, гайки, шайбы.
• Своевременно менять воздушный фильтр (не по пробегу, а по состоянию), проверять состояние соединений патрубков и продувать воздушный тракт.
• Избегать тепловых и стрессовых нагрузок на турбину;
• Заправлять в автомобиль всегда качественное топливо, не заправляться на сомнительных АЗС.
• Обеспечить постоянное сервисное обслуживание двигателя автомобиля и всех систем автомобиля: вентиляционную, смазочную, подачи топлива.

И все-таки, несмотря на все ваши старания, турбина может выйти из строя.

Когда менять турбину?

Признаков вышедшей из строя турбины несколько:

• мотор теряет мощность;
• увеличивается расход горючего;
• отработанные газы излишне дымят;
• нарушается температурный режим двигателя.

Компания «ПроТурбо» поможет заменить турбину!

В нашу компанию «ПроТурбо» вы можете обратиться за любым сервисным обслуживанием, в том числе и ремонт турбокомпрессора в Екатеринбурге . Турбина представляет собой очень сложный механизм, и после замены или ремонта срок службы турбины зависит от квалификации специалиста.

Даже чтобы просто разобрать турбокомпрессор, необходимы специальный инструмент и навыки работы. Ремонт потребует еще более серьезной профессиональной подготовки. Специалисты сервиса «ПроТурбо» выполняют установку турбокомпрессора на двигатель различных автомобилей – легковых, грузовых, а также спецтехники. Все работы выполняются на высокоточном оборудовании с применением высококачественных материалов и с последующей гарантией.

Постоянным клиентам предоставляется скидка. Наши адекватные цены – экономия ваших средств!

Для того,чтобы идентифицировать турбокомпрессор,необходимо правильно «прочитать» информационную табличку,которая на нем установлена.

Ниже приведены фотографии информационных табличек наиболее распространенных турбокомпрессоров — Garrett,Mitsubishi,IHI,KKK,Holset с описанием нанесенной на них информации.

Ремонт турбин дизельных и бензиновых двигателей: о чем следует помнить автовладельцу

Сегодня огромное количество автовладельцев наслаждаются быстрой ездой на автомобилях с турбированными двигателями. С использованием турбокомпрессора показатель мощности возрастает на 30%, а то и 40%. К сожалению, как и любой механизм, турбина со временем изнашивается. И откладывать ремонт нельзя ни в коем случае. В конце концов это может привести к поломке самого двигателя. В статье мы расскажем, почему возникают неполадки, как их предотвратить, какие этапы включает ремонт и где можно отремонтировать турбину.

Почему может сломаться турбокомпрессор

Турбокомпрессор — это механизм, использующий кинетическую энергию выхлопных газов для сжатия и нагнетания воздуха в цилиндры двигателя. Он устанавливается в выхлопной системе между выпускным коллектором и выхлопной трубой. Турбокомпрессор устанавливают и на бензиновые двигатели, и на дизельные. Разница между ними состоит в температурных режимах работы. Рабочая температура бензиновой турбины выше на 200 градусов, поэтому для ее изготовления используют сплавы большей жаропрочности. По статистике, турбокомпрессор выходит из строя раньше остальных частей двигателя. Это связано с тем, что бесперебойная работа турбины сильно зависит от исправности всех систем автомобиля. При вращении до 250 000 оборотов в минуту и температуре до 1000 градусов она нуждается в безупречной работе систем охлаждения и смазки, топливной и выхлопной системы, системы вентиляции картерных газов. Турбокомпрессор — достаточно надежное устройство, и дефекты в его конструкции сами по себе не появляются. Повреждения, как правило, вызваны следующими причинами:

Некачественное или загрязненное масло. В процессе работы масло очень сильно загрязняется сажей от сгорания топлива. Если двигатель при 5000 оборотах в минуту еще может кратковременно «пережить» грязное масло, то для турбокомпрессора это неизбежная «смерть». Вал и подшипники при вращении испытывают значительную нагрузку, и любая твердая частица оставляет царапины. Для турбированных двигателей необходимо приобретать специальное моторное масло высокого качества. Оно будет создавать хорошую масляную прослойку между валом и подшипниками, что исключит сухое трение и повышенный износ.

Недостаточное количество масла . При уменьшении проходимости масла через турбокомпрессор резко повышается температура внутри корпуса. Из-за этого масло начинает сворачиваться, что в результате приводит к закоксовыванию внутренних лопаток турбины и трубок подачи и слива масла. Это может происходить по причине неисправности масляного насоса, деформации трубок подачи и слива или при недостаточном количестве масла в двигателе.

Попадание инородных частиц . В процессе всасывания компрессорным колесом воздуха в турбину могут попадать посторонние предметы (песок, грязь, мелкие насекомые). Это приводит к постепенной деформации и стачиванию лопастей крыльчатки. Поэтому необходима регулярная и своевременная замена воздушного фильтра. Турбинная крыльчатка может засоряться отколовшимися фрагментами клапанов и свеч накала, кусочками герметика. Такое воздействие оставляет трещины на коллекторе, приводит к дисбалансу ротора, в этом случае отремонтировать турбину двигателя уже практически невозможно.

Засорение выхлопной системы . Для повышения экологичности двигателей на современные автомобили часто устанавливают катализаторы и фильтры. Частой проблемой при наличии такой конструкции является уменьшение выхлопа за счет засорения катализатора. Уменьшение выхлопа создает неблагоприятное давление на вал турбокомпрессора и провоцирует быстрый износ подшипника. Чтобы избежать возникновения таких факторов, нужно менять катализатор каждые 150 000 км.

Несоблюдение условий эксплуатации. Благодаря особенностям своего строения турбокомпрессор очень «любит» масло. Но многие автолюбители допускают большие интервалы между его заменой (в российских условиях рекомендовано менять масло каждые 10 000 км). Также пагубное влияние оказывают так называемые «холодные запуски», когда перед движением автомобиля двигатель не успевает достаточно прогреться и масло не попадает в необходимых количествах на детали турбокомпрессора.

Как отремонтировать турбину: этапы процесса

О неисправности турбокомпрессора могут свидетельствовать увеличенный расход масла, снижение производительности двигателя, посторонние шумы и «нездоровый» черный выхлоп. Ремонт турбин двигателей — задача далеко не простая. Для ее решения необходимо специализированное оборудование и комплексная диагностика. Лучшим вариантом для получения полного анализа неполадок и качественного ремонта будет обращение в квалифицированный автосервис.

В технических центрах процесс ремонта турбокомпрессора состоит из следующих этапов:

• Специалисты проводят полную компьютерную диагностику электронных узлов для выявления ошибок и кодов неисправности с датчиков автомобиля.
• Осматривают турбину для проверки ее целостности; определяют, прослеживаются ли осевой люфт и потеря масла; оценивают состояние клапана вестгейта.
• Демонтируют и разбирают турбокомпрессор, проводят визуальную дефектовку.
• Разобранную турбину отправляют на чистку. Для начала ее отмывают в паровой высокотемпературной камере и в ультразвуковой ванне. Это снимает все масляные отложения и позволяет выявить образовавшиеся трещины. Затем неповрежденные детали турбокомпрессора отправляют на обработку в пескоструйную камеру. Мощная струя мелкодисперсного песка может удалить самые сложные загрязнения и налет. В конце проводится полировка деталей.
• Прошедшую все уровни очистки турбину отправляют на сборку. При необходимости вышедшие из строя детали заменяют на новые.
• Затем турбокомпрессор проходит три этапа балансировки. Сначала балансируется ротор, потом ротор с колесом и в последнюю очередь сам картридж.
• Далее турбину тестируют на специализированных стендах. Чтобы сымитировать рабочие условия двигателя, турбокомпрессор вращают до 180 000 оборотов в минуту при одновременной подаче масла под давлением. На данном этапе происходит выявление остаточного дисбаланса ротора.
• С помощью прибора-тестера анализируют состояние актуаторов — электронных или механических клапанов.
• Отремонтированную турбину устанавливают на автомобиль, проверяют патрубки и интеркулер на герметичность с помощью дымогенератора. На всех этапах ремонта турбокомпрессора должна соблюдаться идеальная чистота, ведь даже мельчайшие частицы грязи могут привести к быстрому износу запчастей.
• Проводят повторную компьютерную диагностику.

В процессе ремонта бензиновых турбин могут быть выявлены неполадки в работе катализатора. Как правило, это происходит из-за его постепенного засорения продуктами переработки топлива. Вышедший из строя катализатор необходимо в первую очередь демонтировать. Далее можно заменить неисправный агрегат на новый. Однако катализатор стóит очень дорого, так что автовладельцы в основном прибегают к более бюджетному способу решения проблемы — после удаления агрегата блок управления двигателем перепрошивается [1] . На этапе ремонта турбин дизельных двигателей такой же процедуре подвергается сажевый фильтр.

Важным условием для правильной работы турбокомпрессора является исправность клапана ЕГР. ЕГР (от англ. Exhaust Gas Recirculation) — это система, отвечающая за снижение уровня выброса оксидов азота. Как и в случае с катализаторами и сажевыми фильтрами, клапан ЕГР тоже подвержен засорению. Также причиной ухудшения его работы может быть неисправность датчика положения или протечка охладителя системы. Своевременные мероприятия по уходу за катализатором или сажевым фильтром, клапаном ЕГР значительно продлят срок службы турбокомпрессора и предотвратят многие возможные причины поломки.

Можно ли самому отремонтировать турбину

Некоторые владельцы авто считают, что ремонт турбины двигателя не требует обращения в специализированные сервисы. Обладая элементарными навыками автомеханика, можно испробовать вариант восстановления турбокомпрессора в «домашних» условиях. В идеале грамотное устранение неполадок начинается с их обнаружения. Но без специального оборудования допустить ошибку крайне легко. Выше мы описали весь перечень действий, которые проводят технически оснащенные сервисы. Понятное дело, что самостоятельно получится воспроизвести далеко не все этапы, требуемые для ремонта турбины.

Как правило, «домашний» ремонт включает в себя демонтаж, разборку, очистку специальным раствором, визуальную дефектовку, замену необходимых деталей, сборку и монтаж. Успех такого мероприятия имеет место, но далеко не во всех случаях. Например, если проблема заключалась в загрязнении и закоксовке некоторых деталей, самостоятельное восстановление может дать положительный результат. Но в любом случае при сборке, не имея специализированного стенда, можно допустить серьезные ошибки в балансировке ротора и картриджа. К тому же не получится произвести необходимую компьютерную диагностику для выявления общей картины неполадок.

Водителю, решившемуся на самостоятельный ремонт турбокомпрессора, лучше не спешить и взвесить все за и против. Желание сэкономить может обернуться еще бóльшими финансовыми тратами. Неправильно отлаженная турбина способна нанести значительный урон двигателю, вплоть до его полного выхода из строя. Даже имея хорошие знания автомеханики, легко допустить ошибку из-за отсутствия необходимого оборудования. Риск нанести двигателю еще больший вред и отсутствие гарантий — серьезные аргументы не в пользу непрофессионального вмешательства.

Ремонт и восстановление турбин — неизбежная процедура для каждого автолюбителя, использующего турбированный двигатель. В этом деле не стоит рисковать с самостоятельным ремонтом или обращаться в сомнительные СТО. Оптимальным вариантом будет доверить автомобиль квалифицированным сервисам.

Как неисправная турбина влияет на работу двигателя?

По сравнению с мотором автомобиля турбина – это простая и небольшая по размеру деталь. Между тем вышедшая из строя турбина способна за несколько минут привести двигатель в негодность. В этом случае незнание признаков поломки турбонаддува может привести к огромным тратам, сравнимым со всей стоимостью автомобиля.

Почему механическая поломка турбины имеет такие разрушительные последствия?

Масло – это «кровь» автомобиля: без него все узлы с трущимися поверхностями быстро выходят из строя. Наиболее частая причина поломки турбины (как и многих других компонентов двигателя) является низкое давление масла. Из-за близости к камерам сгорания турбонаддув работает в условиях высокой термической нагрузки.

В сочетании с высокими оборотами при работе турбины отсутствие масла быстро «убивает» подшипник оси: радиальный зазор в нём увеличивается, появляется люфт оси, что становится причиной быстрого истирания сальников. Они перестают удерживать масло, и оно свободно течёт во впускной коллектор мотора. Это запускает цепную реакцию – из-за протечки давление моторного масла в оси турбин падает еще больше, сальники и сам подшипник начинают разрушаться еще быстрее.

Внутрь подшипника начинают попадать раскалённые выхлопные газы. Масло там начинает гореть, подшипник полностью выходит из строя. При этом лопасти турбины ломаются о стенки и их обломки попадают внутрь.

Подачу масла к турбонаддуву производит масляный насос, который обслуживает двигатель. В случае поломки турбины двигатель нужно немедленно заглушить – если этого не сделать, всего несколько минут работы мотора в таком состоянии – и он будет работать уже без масла, со всеми вытекающими последствиями.

Признаки проблем с турбиной

Дым. В случае с турбиной, один из основных признаков её поломки – это дым из выхлопной трубы. Он может быть:

• Белым. Причиной его появления часто является забитый сливной маслопровод турбонаддува;
• Синим. Появляется при сильном разгоне, при переходе на стабильные обороты может исчезать. Такой дым образуется при сгорании масла, которое утекает через изношенные сальники турбины и попадает на цилиндры двигателя;
• Черным. Такой цвет дыма часто свидетельствует об том, что воздушно-топливная смесь попадает и сгорает в интеркулере или в магистралях.

Увеличение расхода масла и топлива. Еще один «симптом», который может указывать на проблемы с турбиной.

Следы протекшего масла. Могут быть на самом турбонаддуве, либо на патрубках воздушных магистралей. Такое бывает из-за образования твердых отложений на корпусе оси турбины, вследствие забитого канала воздушного тракта или «пробки» в сливном маслопроводе.

Посторонние шумы при работе мотора. В худшем случае это будет характерный скрежет лопастей турбонаддува: это означает, что подшипник оси выходит из строя и скорее всего, турбину придется менять.

Если вы обнаружили один или несколько перечисленных признаков, не затягивайте с диагностикой. Своевременное обращение в автосервис при подозрении на поломку турбины может сэкономить вам десятки, а иногда и сотни тысяч рублей.