Принцип работы турбины на дизельном двигателе

Особенности турбины

Турбонаддув — это высокотемпературный механический нагнетатель, который, в отличие от компрессора, работает не от коленчатого вала и ременной передачи, а получает энергию от выхлопных газов. Механизм имеет две стороны, холодную и горячую, которые как раскручивают лопатки, так и отвечают за нагнетание под давлением воздуха в мотор. По горячей стороне протекают выхлопные газы, которые заставляют вращаться по инерции холодную сторону. Крыльчатка может раскручиваться до 10 000 оборотов в минуту и более, что позволяет обеспечить максимально возможное давление на впуске и увеличение мощности двигателя.

Особенностью турбины является наличие у неё системы смазки и охлаждения, которые используют масло и антифриз из мотора, что позволяет обеспечить работоспособность этого узла. Использование турбин позволяет на 40% и более повысить мощность двигателя, одновременно сохраняются отличные топливно-экономичные показатели у моторов небольшого объема. Современные турбины отличаются компактными габаритами, что позволяет с легкостью их устанавливать даже на небольшие автомобили с минимумом свободного места под капотом.

Плюсы и минусы

Несомненным преимуществом использования турбины является существенное увеличение мощности силового агрегата. Теперь с двухлитровых моторов снять 200-250 лошадиных сил и более уже не составит какого-либо труда. Даже трехцилиндровые моторы с рабочим объемом в 1 литр могут иметь мощность в 120 лошадиных сил, при этом расход топлива у них не будет превышать 4 литров на 100 километров пробега. При условии правильного выбора турбины, которая соответствует типу двигателя, можно будет гарантировать беспроблемность эксплуатации мотора, который прослужит 300 000 километров и более.

Однако недостатки установки турбины всё же имеются. К таким минусам можно отнести так называемый эффект турбоямы, когда на минимальных оборотах нагнетатель бездействует, а двигателю не хватает мощности для адекватного ускорения. К недостаткам также относится посредственная надежность турбонаддува, что объясняется повышенными нагрузками во время работы этого узла. Если появились подтёки масла по сальнику, то в скором времени потребуется полная замена турбо, а такой ремонт может по затратам потянуть на 50-70 тысяч рублей и более.

Также необходимо учитывать повышенную нагрузку на двигатель, в особенности в момент подключения турбины, что отрицательно сказывается на надежности техники. Подобное характерно для кустарного тюнинга и самостоятельной установки турбонаддува на многолитровые атмосферные моторы, которые после такого ремонта выдерживают не более 150-200 тысяч километров и далее требуют замены.

Характерные поломки

К характерным поломкам турбонаддува можно отнести подтёки масла по сальнику, что приводит к работе крыльчатки посуху и масляному голоданию, а в последующем такой нагнетатель уже не ремонтопригоден и требует замены. Также может отмечаться значительный перегрев турбины, в особенности, если проблемы с системой охлаждения отмечаются у самого двигателя. Чтобы исключить такие поломки автовладельцу необходимо поддерживать хорошее техническое состояние мотора и системы охлаждения, регулярно осматривая турбину на предмет подтёков масла.

Механические нагнетатели-компрессоры в плане поломок более надежны и могут без замены и капитального восстановления прослужить 300 000 километров и более. Только лишь при нещадной эксплуатации автомобиля на крыльчатке может отмечаться повышенный износ лопаток, что приводит к проскальзыванию наддува, а ремонт в последующем потребует замены внутренних элементов. Также может отмечаться растягивание привода, что лечится заменой ремня или цепи.

Что лучше выбрать?

Каждый автовладелец должен для себя ответить на вопрос, нужно ли ему выбирать машину с турбонаддувом или компрессором или же присмотреть более простые и надёжные варианты с атмосферными двигателями. Большинство экспертов отмечают, что надежность турбонаддува в последние годы существенно улучшилась, поэтому такие автомобили пользуются сегодня наибольшей популярностью у покупателей.

А вот компрессоры, которые широко применялись в девяностых годах прошлого века, сегодня на новых автомобилях практически не встречаются. Это можно объяснить сложностям с серьезным увеличением мощности мотора, при этом стоимость производства двигателей и самого автомобиля существенно увеличивается. Также популярностью пользуются классические атмосферные агрегаты, которые всё также надежны, но по показателям мощности и топливной экономичности уже проигрывают наддувным двигателям.

Устройство турбонаддува

Турбина двигателя, работающего на бензине, состоит из таких элементов:

1. Корпус подшипников, размещающий в себе ротор с валом и кольцами с лопастями. Вращаясь, они перенаправляют воздух в цилиндры.
2. Каналы, проходящие через весь корпус. Их функция заключается в доставке масла к вращающимся и трущимся друг о друга элементам, что способствует увеличению срока их службы.
3. Подшипник скольжения, гарантирующий плавную работу ротора, смазываемого и охлаждаемого маслом.
4. Корпус, по форме чем-то напоминающий улитку, защищающий составные элементы механизма от механических повреждений.

Как проверить турбину дизельного двигателя – признаки надвигающихся проблем

Понять, что схема работы турбины дизельного двигателя нарушена, можно по следующим признакам:

• значительно падает мощность двигателя;
• из выхлопной трубы валит сизый дым;
• повышенный расход масла;
• появляется запах горелого масла;
• двигатель работает неравномерно на холостых оборотах.

Конечно же, лучше придерживаться правил эксплуатации и предотвратить возникновение поломок данной детали, так как восстановление и установка турбины на дизельный двигатель – довольно дорогостоящие процедуры. Кроме того, ее поломка может вызвать и нарушение работы всего двигателя. Самостоятельно такие операции сделать почти невозможно, если вы не автослесарь высшего разряда с собственной мастерской.

Таким образом, следует следить за уровнем и качеством масла в системе смазки и, конечно же, своевременно его заменять, использовать только высококачественные составы. Также нельзя резко набирать обороты, особенно на недостаточно прогретом движке, недопустим засор масляных каналов, так как это способствует возникновению перебоев в подаче смазки, и, безусловно, нужно своевременное охлаждение турбины дизельного двигателя.

Мнение эксперта
Руслан Константинов
Эксперт по автомобильной тематике. Окончил ИжГТУ имени М.Т. Калашникова по специальности «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Опыт профессионального ремонта автомобилей более 10 лет.

Потратиться на дорогостоящую компьютерную диагностику всегда можно успеть. Для начала можно попробовать несколько вариантов самостоятельной проверки. Сначала, конечно, нужно внимательно осмотреть турбокомпрессор на наличие механических повреждений и дефектов, затем проверить уровень и качество моторного масла. Внутри турбины не должно находиться никаких посторонних предметов. После осмотра можно оценить цвет выхлопного дыма.

Если топливная смесь будет переобогащенной, т. е. больше топлива, чем воздуха, то в таком случае цвет выхлопа будет черным. К тому же характерная особенность этой проблемы в потери мощности. Происходит это из-за нарушения в работе системы газораспределения. Сизый или белый дым выхлопа свидетельствует о попадании моторного масла в камеры сгорания цилиндров. В это же время расход масла значительно увеличивается.

Далее следует проверить ротор и фильтр турбины. Люфт ротора должен быть незначительным, при этом он не должен задевать стенки корпуса. В противном случае требуется оперативный ремонт.

Если фильтр забит грязью и пылью он не сможет пропускать через себя достаточное количество воздуха. В результате в картридже подшипников и в корпусе турбрнагнетателя создаётся разница в давлении, которая выдавливает масло в компрессор.

Если и фильтр не причина неисправности, дальнейший этап это проверка системы подачи масла, а точнее всех патрубков на наличие трещин и заломов. Для подобной проверки потребуется завести двигатель. Если слышен скрип и свист, значит, есть трещина в патрубке и нужно её устранить. Если есть помощник, то можно передавить патрубок между турбрнагнетателем и впускным коллектором, после чего сильно погазовать. Если трещин нет, патрубок увеличивается в размерах. Для устранения неисправностей, связанных с турбокомпрессором при отсутствии знаний и навыков лучше обратиться к специалистам. В противном случае из-за незначительной неисправности может выйти из строя турбина в целом, что грозит дополнительными финансовыми расходами.

Главная →

Обслуживание и Ремонт → Двигатель →

РЕМОНТ ТУРБИН В МОСКВЕ — НЕДОРОГО, КАЧЕСТВЕННО И С ГАРАНТИЕЙ!

Ремонт турбин является достаточно узкоспециализированной услугой, которая пользуется весьма большим спросом. Вызвано это тем, что постепенно увеличивается количество автомобилей оснащенных этим агрегатом, относящихся даже к самым рядовым моделям. Постепенно отдельные части турбины, как и все иные детали машины, начинают изнашиваться, требовать ремонта или замены деталей. Передвижение без исправно работающей турбины может быть просто невозможно или может привести к выходу ряда других частей автомобиля.

Именно поэтому ремонт турбин в Москве необходим многим, а в нашей компании можно осуществить эту процедуру по выгодной стоимости. Наши мастера проведут диагностику неисправностей и устранят все выявленные проблемы с турбокомпрессором. При этом все этапы ремонта будут производиться в самые короткие сроки.

Как определить неисправность турбины?

Существует несколько важных признаков, которые могут указать на необходимость срочного ремонта турбины:

• На поверхность турбины начинает выходить масло. Если на корпусе стали заметны потеки, то этот фактор говорит о том, что произошел сильный износ сальников или происходит неправильная работа отдельных частей турбокомпрессора.

• Повышенный расход масла. При передвижении с активацией турборежима быстро снижается уровень смазки в двигателе, а также из выхлопной трубы начинает выходить сизый или синеватый дым. В таком случае обязательно следует провести диагностику и в дальнейшем ремонт турбокомпрессора.

• Также признаком неисправности узла является подергивания автомобиля при активации турбины и постоянно плавающие обороты.

Заметив любые вышеперечисленные признаки, следует обязательно обратиться в сервис, где вам смогут оказать необходимые услуги по ремонту турбины. В нашей компании осуществляется ремонт турбин самой различной сложности, поэтому клиент может не сомневаться в положительном результате ремонта.

При этом у нас возможна и чистка турбины, которая может загрязняться в процессе эксплуатации. Проведение этой процедуры позволит повысить эксплуатационный срок всех входящих в турбокомпрессор деталей.

Зачем нужна балансировка турбины?

В абсолютно любой турбине внутри находится множество компонентов, которые работают в постоянном взаимодействие друг с другом. В процессе износа внутренних деталей, происходит нарушение их баланса, что приводит к появлению вредных для системы биений.

Осуществить подобную балансировку самостоятельно просто невозможно, так как необходимо специальное высокоточное оборудование. С его помощью можно восстановить баланс деталей вплоть до микронов. Именно поэтому лучше всего будет сделать балансировку турбины у нас, где этим займутся опытные специалисты на специально предназначенном для этого оборудование.

Важность своевременного ремонта и замены картриджа турбины

Картридж турбины представляет собой некую сердцевину всего этого модуля. Именно в нем находится большая часть деталей турбины, поэтому его работоспособность очень важна для функционирования всего турбокомпрессора. Если картридж неисправен, то это сразу станет заметно по целому ряду признаков поломки, которые были указаны ранее.

В нашей компании осуществляется ремонт и замена картриджа турбины по доступной стоимости. Это позволяет сэкономить владельцу автомобиля свои денежные средства и не производить замену всей турбины целиком.

Отличительные преимущества

Профессиональными достоинствами нашей компании являются:

• Опытные специалисты, которые на протяжении долгих лет занимаются ремонтом самых разнообразных частей автомобилей.

• Замена вышедших из строя модулей производится исключительно на оригинальные запчасти для турбин.

• Выполнение даже наиболее сложных работ производится максимально качественно и быстро.

• У нас можно осуществить ремонт, а также замену целой турбины или ее отдельных частей по наиболее выгодной стоимости.

Таким образом, если клиент обратился в нашу компанию, то он может быть уверен в высоком уровне выполняемых ремонтных работ связанных с турбокомпрессором, долговечности и надежности осуществляемого нами ремонта.

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.

Частые ошибки

Проводя ремонт турбины своими руками, многие пользователи допускают характерную ошибку, которая связана с непониманием демпфера, эффект которого предусмотрен в конструкции подшипникового узла. Демпфирование требуется по причине особенностей работы силового агрегата. Отработанные газы подаются в выпускной коллектор, а затем на рабочее турбинное колесо в дозировке, которую определяет размер открытия выпускных клапанов мотора. В связи с этим поток имеет импульсный характер.

Чтобы компенсировать ударное воздействие в случае постоянной подачи, появилась бы необходимость придания ротору большей жесткости. Это, в свою очередь, привело бы к увеличению габаритов и массы всего агрегата. Стабилизировать ситуацию позволяют подшипники скольжения и втулки плавающего типа. Между ними и корпусом имеется определенный зазор, служащий для образования масляной пленки, как между ротором и втулкой. Элемент вращается примерно вдвое медленнее ротора, две масляные прослойки успешно нивелируют импульсное воздействие выхлопных газов на турбинный ротор.

При ремонте дизельной турбины своими руками ошибочно может диагностироваться завышенный люфт между корпусной частью и втулкой. Некоторые «умельцы», принимая это за дефект, вытачивают увеличенные бронзовые втулки, которые монтируются с усиленным натягом. Такая ошибка приводит к негативным последствиям. Турбокомпрессор начинает работать с максимальным усилием, а отсутствие дополнительной камеры с масляной пленкой приводит к уменьшению демпферного эффекта и повышенному износу подшипников. В некоторых случаях это чревато деформацией вала ротора.

В завершение необходимо отметить, что турбина может потребовать балансировки. Этот процесс проводится в два этапа, на разных стендах и требует участия специалистов. Самостоятельно произвести починку турбины реально, но процесс требует определенных навыков и внимания. По возможности, для реанимации узла обращайтесь в специализированные мастерские.

Для многих автолюбителей, которые любят мощность и скорость, вопрос покупки машины с турбированным двигателем является весьма принципиальным.

В свою очередь, задача турбокомпрессора – подача большего объема воздуха в цилиндры двигателя и как следствие, увеличение мощности последнего.

Единственный недостаток столь полезного элемента – частый выход из строя, поэтому каждый автолюбитель должен уметь производить хотя бы минимальный ремонт турбины.

Ремонт турбины в кустарных условиях

Еще раз напомним, что специалисты не рекомендуют ремонтировать турбину своими руками без надлежащего оборудования. Кроме вышеназванных причин, нужно сказать и о том, что при попадании внутрь турбокомпрессора во время сборки хотя бы одной песчинки, он может выйти из строя. С другой стороны, некоторые автолюбители все же ремонтируют турбокомпрессор сами, почему у вас не выйдет?

Если вы решились заняться ремонтом, вам как минимум понадобится ремкомплект для турбины, который обычно состоит из нескольких разных вкладышей, колец, винтов, солидного набора самых разнообразных сальников, шайб, шурупов и запасных вкладышей. Во время работы нужно быть максимально аккуратным и не забывать, что разбирать всегда легче, чем собирать. Желательно отмечать места, где крепятся различные элементы, и их положение по отношению к корпусу или другим деталям.

Приступим к ремонту

Перед разборкой турбины в кустарных условиях без опыта в таких делах, нужно еще раз взвесить все за и против.

Ни в коем случае при установке трубок через прокладку нельзя использовать герметики, для этого подойдут только качественные прокладки. Когда турбина установлена, нужно запустить силовой агрегат автомобиля и позволить ему поработать на холостых около 15 минут. В это время необходимо провести осмотр на предмет подтеканий охлаждающий жидкости или масла на различных соединениях. Турбокомпрессор обкатывается приблизительно 1 тысячу километров, в это время нельзя разгонять машину свыше 100 километров в час и резко менять режимы движения.

Причины поломки турбины дизельного двигателя и способы диагностики неполадок

Как определить, что требуется ремонт? Ведь симптомы неисправности могут быть похожи на признаки поломки других механизмов. Специалисты рекомендуют продиагностировать автомобиль на стенде либо использовать специальные измерительные устройства. Только так результат проверки будет на 100 % точным. Своими силами провести диагностику и ремонт турбин дизельных двигателей практически невозможно. Поэтому при подозрении на поломку следует как можно быстрее обратиться в автосервис.

Ремонт турбины на дизельном двигателе может быть необходим в следующих случаях:

• засорился катализатор, в результате образуется противодавление;
• перепускная заслонка закрывается не полностью;
• на внутреннем тракте есть протечка;
• появился зазор в турбинном нагнетателе;
• крыльчатка стирается во время вращения.

Если наблюдается один из вышеперечисленных признаков, турбина не сможет набрать нужное давление, чтобы функционировать полноценно. Когда неисправность возникает из-за люфта, значит, ремонта турбины на дизельном двигателе не избежать. Причем установить новую деталь своими руками возможно только в том случае, если у вас есть опыт проведения сложных ремонтных работ, а также специальное оборудование.

Сконструирован турбонагнетатель просто, однако поломки случаются из-за его активной эксплуатации. Из-за чего может потребоваться его ремонт:

• возникла масляная течь, причем смазка проникает в воздушны поток, а затем в цилиндры;
• появилась непроходимость выводящего, а также подающего каналов;
• появились трещинки на корпусе, а также деталях;
• воздушный фильтр пришел в негодность;
• мощность дизельного двигателя падает;
• воздух выходит через уплотнители патрубков.

Как понять, что пришло время делать ремонт турбины на дизельном двигателе? Обратите внимание на отработанные газы. В зависимости от цвета дыма можно диагностировать следующие поломки:

• отработанные газы синеватого оттенка – в воздушный поток попадает смазка;
• дым белого цвета указывает на то, что засорился канал отвода;
• отработанный газ черного цвета – значит, есть масляная течь.

Какие еще симптомы указывают на то, что необходим ремонт дизельного двигателя? Прежде всего, это посторонние звуки при работе турбокомрессора.

Что делать, если вы обнаружили, что турбина изношенна? Для начала проверяем уровень смазки. Масла недостаточно, когда машина потребляет более 1 литра на 1 000 километров. В этом случае следует проверить, какого цвета отработанные газы.

Заметили, что оттенок выхлопа белый либо синий, тогда приступаем к следующим действиям:

Определяем, когда последний раз меняли воздушный фильтр. Если он засорен, то не сможет нормально пропускать воздух, в результате резких перепадов давления смазка не сумеет пройти в турбокомпрессор. Все это приведет к тому, что выхлоп будет синего цвета. Вы недавно меняли фильтрующий элемент? Тогда приступаем к следующему действию.

Осматриваем выводящий канал. Заметили, что он растрескался либо деформировался? Тогда следует прочистить каналы. Когда система вентиляции картерных газов пришла в негодность, необходимо посетить сервисный центр.

Затем проверяем, исправны ли детали турбины

Обратите внимание на осевой люфт, возможно, крыльчатка соприкасается со стенками турбины. Обнаружили неисправность? Придется посетить СТО

Ведь устранить люфт своими руками будет проблематично. Смещение вала должно быть не более 0,05 мм, радиальный люфт не более 1 мм.

Настроить турбонаддув получится, только если была продиагностирована работа турбины, а также установлены новые детали взамен вышедших из строя

Самое важное не пропустить момент, когда появятся первые признаки поломки. Иначе придется потратить крупную сумму на сложный ремонт дизельного двигателя.

Не забывайте, что, если на вашем дизельном двигателе установлена турбина, нужно отслеживать, не засорился ли воздушны фильтр. Ведь если это произойдет, давление на всасывании будет слишком большим. В результате производительность компрессора снизится. Дизельный двигатель с турбиной следует хорошо прогревать. Дело в том, что из-за высокой вязкости смазки во время запуска холодного мотора будет остро чувствоваться недостаток масла.

Области применения турбокомпрессоров

Турбокомпрессор, приводимый в действие отработавшими газами, в его настоящей форме уходит корнями к работам Альфреда Бюхи (1905), который уже тогда увидел потенциал объединения наддува и перекрытия клапанов для очистки остаточных отработав­ших газов. Турбокомпрессоры, приводимые в действие отработавшими газами, традиционно применялись для наддува на больших дизель­ных двигателях грузовых автомобилей, судов и железнодорожных локомотивов, а также сельскохозяйственных и строительных машин.

Применение турбокомпрессоров на автомобильных дизельных двигателях

Первые дизельные двигатели легковых авто­мобилей, оборудованные турбокомпрессорами, приводимыми в действие отработавшими газами, увидели свет в середине 1970-х годов. Появле­ние «перепускной заслонки» для регулирова­ния давления наддува окончательно утвердило концепцию двигателя, ориентированного на крутящий момент, и позволило значительно по­высить гибкость. Дальнейшее повышение рабо­чих характеристик легковых автомобилей было достигнуто за счет применения систем прямого впрыска топлива (1987) и турбокомпрессоров с изменяемой геометрией турбины (1996) или систем двухступенчатого турбонаддува (2004). Результатом этих инноваций стало заметное увеличение на европейских рынках доли автомо­билей с дизельными двигателями. В настоящее время в Европе все дизельные двигатели легко­вых и коммерческих автомобилей оборудуются турбокомпрессорами, приводимыми в действие отработавшими газами и промежуточными охла­дителями (охладителями наддувочного воздуха).

Применение турбокомпрессоров на легковых автомобилях с бензиновыми двигателями

Применение турбонаддува бензиновых дви­гателей первоначально оставалось резервом повышения мощности только для мощных двигателей спортивных автомобилей и из-за неадекватной управляемости («запаздывания») турбонаддув относительно редко применялся на серийно выпускаемых легковых автомобилях. Однако в дальнейшем появилась тенденция к применению турбонаддува на бензиновых дви­гателях малой и средней мощности. В дополне­ние к повышению к.п.д., одна из основных целей заключалась в том, чтобы избежать увеличения количества цилиндров и связанного с этим уве­личения размеров двигателя и расхода топлива.

В отличие от дизельных двигателей, в настоя­щее время, хотя и в меньшей степени, приме­няются нагнетатели с механическим приводом (по соображениям, обусловленным рынком, а также благодаря превосходным характеристи­кам в переходных режимах, когда требуется быстрое увеличение давления наддува). В на­стоящее время бензиновые двигатели с прямым впрыском топлива, оборудованные турбоком­прессорами, приводимыми в действие отрабо­тавшими газами, практически достигли уровня двигателей с нагнетателями с механическим приводом в отношении скорости увеличения давления наддува в переходных режимах.

В настоящее время для повышения мощности и крутящего момента бензиновых двигателей с небольшим рабочим объемом при относительно небольшой частоте вращения коленчатого вала применяются комбинации механического над­дува и турбонаддува с использованием отрабо­тавших газов (комбинированный наддув).

В то время как турбокомпрессор, приво­димый в действие отработавшими газами, с изменяемой геометрией турбины является стандартным нагнетателем для дизельных двигателей, высокие температуры и затраты, связанные с использованием этой технологии, до сих пор позволяют использовать ее для бензиновых двигателей только в ограниченной степени, в некоторых сегментах рынка.

В отношении содержания вредных веществ в отработавших газах и расхода топлива, а также иных рабочих характеристик важность турбонаддува при помощи турбокомпрессо­ров, приводимых в действие отработавшими газами, на разрабатываемых новых двигателях с малым рабочим объемом и уменьшенным количеством цилиндров будет возрастать. Сегодня мы наблюдаем резкий рост выпуска бензиновых двигателей с турбонаддувом, и в течение нескольких следующих лет ожидается Резкий рост этого сектора рынка