Турбина. Устройство и принцип действия.

Турбонаддув как средство повышения мощности любого двигателя, будь то бензиновый или дизельный агрегат, по праву считается самым высокоэффективным. Также данная система позволяет снижать токсичность отработанных газов за счет более полного сгорания топлива и снижения его потребления. Востребованность наддува в современном автомобилестроении объясняется еще и тем, что он осуществляется за счет энергии отработавших газов. То есть КПД данного узла не вызывает сомнений. Особенно, если речь идет о дизельных моторах, характеризуемых высоким показателем компрессии при достаточно небольшой частоте коленвала.

Дополнительным сдерживающим фактором для включения этого устройства в схему бензиновых силовых агрегатов является следующий факт: как работает турбина двигателя, не имеет особого значения, но этот процесс сопровождается высоким риском детонации и обязательным повышением температуры отработавших газов.

Преимущества турбокомпрессора.

Оснащенный турбокомпрессором двигатель имеет экономические и технические преимущества в сравнении с атмосферным (безнаддувным) давлением
Двигатель с турбокомпрессором имеет более высокую массу и мощность чем атмосферный двигатель
Двигатель с турбокомпрессором не такой огромный, как атмосферный, с той же мощностью

Кривая крутящего момента двигателя оснащенным турбокомпрессором, лучше адаптируется к специфическим условиям эксплуатации. Это, например, когда водитель огромного и тяжелого грузового автомобиля значительно реже переключает передачи на дороге горной местности, плюс само вождение будет более “мягким”.

Также отметим, что на базе атмосферных двигателей можно производить версии, оснащенные турбокомпрессором, которые будут отличаться по мощности.

Турбокомпрессор, укомплектованный в двигатель обеспечивает лучшее сгорание топлива. И это подтверждает уменьшение потребления топлива грузовиками на больших пробегах
Улучшая сгорание, турбокомпрессор уменьшает выброс токсичности отработавших газов
Двигатель с турбокомпрессором работает намного стабильнее своего атмосферного аналога такой же мощности, и издает меньше шума
Турбокомпрессор для двигателя и всей системе сгорания выступает как определенный глушитель в системе выпуска

Ремонт турбокомпрессоров (ремонт турбин).

Современный турбокомпрессор – высокотехнологическое устройство, следовательно, и ремонт турбин представляет собой сложную задачу, которая требует у мастеров внимательности, аккуратности, технических навыков с использованием качественных материалов.

Если Вы заметили какие-либо неполадки на своей технике, связанные с турбинным оборудованием, то вам необходимо моментально проконсультироваться у специалиста, мастера, и предпринять соответствующие меры.

Здесь главная задача мастера – определить все причины, содействующие проблемам с турбиной. Быстро и эффективно разобраться в неполадках, и решить их, заказав ремонт турбины.

Что касается причин, которые содействуют выходу турбокомпрессора из строя, то их может быть много. Например, значительно высокая температура отработавших газов, большая частота вращения вала и другие.

Также повредить турбину можно обычными (естественными) причинами неисправностей, не задавая больших нагрузок на двигатель:

Масляная недостаточность
Загрязнение масла химическими элементами
Загрязненный воздушный фильтр
Перегрев турбокомпрессора
Иные предметы, попавшие в улитку компрессора или механической турбины

Определяя и убирая все эти причины, и возможные другие, ремонт турбокомпрессоров и диагностика проходит следующим образом:

Разбирается все оборудование, детали тщательно очищаются и моются от смазки
Проводится дефектация, поиск трещин и признаков износа турбин
Проводятся ремонтные токарно-слесарные работы
Устанавливаются новые комплектующие на турбокомпрессор
Балансируется ротор вала и турбина, затем собирается, и проводится диагностика на утечку масла
По окончании, устанавливается улитка и чугунка

Проделывая весь вышеперечисленный комплекс мероприятий по ремонту турбокомпрессоров можно ремонтировать турбинное оборудование любой сложности: для легковых и грузовых автомобилей, автобусов, сельскохозяйственной, строительной техники и т.д. главное производить ремонт в заводских условиях .

Качественный ремонт турбин практически невозможен без качественного спецоборудования.

Балансировка – один из самых важных и основных моментов в ремонте турбокомпрессора, без проведения этой операции или проведения некачественной балансировки, ремонт можно считать недействительным.

Ремонт турбин для легковых и грузовых автомобилей, микроавтобусов, спецтехники необходимо производить опытными, квалифицированными специалистами в области гидрооборудования. К ремонту турбокомпрессора необходимо прилагать гарантийный талон, и обязательно инструкцию по установке и эксплуатации.

В конце отметим, что любой турбокомпрессор или механическая турбина нуждаются в определенном обслуживании. А именно, всегда нужно следить за смазкой всего оборудования. Потому, как недостаток масла обычно приводит к сильному износу, а то и выхода из строя запчастей.

Частые и основные признаки неисправности

– это черный или синеватый дым из выхлопной трубы, сокращенная мощность двигателя, увеличенный расход моторного масла или шум при работе турбокомпрессора.

На двигателе, который отлично работает, вовремя и качественно обслуживается, турбокомпрессор может безотказно работать в течение многих лет. Следовательно, не будет необходимости задумываться про ремонт турбокомпрессоров на своей технике на протяжении долгого времени.

Принцип работы турбокомпрессора (турбины) его конструкция и типы.

Принцип работы любого турбокомпрессора основан на использовании энергии отработавших выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания. Поток выхлопных газов попадает на колесо турбины (закреплённую на валу), тем самым раскручивая её и одновременно с этим раскручивая колесо компрессора, нагнетающего воздух в цилиндры двигателя.

Так как при использовании наддува воздух в цилиндры подаётся принудительно (под давлением), а не только за счёт разрежения, создаваемого поршнем (это разрежение способно взять только определённое количество смеси воздуха с топливом), то в двигатель попадает большая смесь воздуха с топливом. Как следствие, при сгорании увеличивается объём сгораемого топлива с воздухом, образовавшийся газ занимает больший объём и соответственно возникает большая сила, давящая на поршень.

Двигатели внутреннего сгорания снабженные турбокомпрессором более производительные, т.е. меньше удельный эффективный расход топлива (грамм на киловатт-час, г/(кВт•ч)), и выше литровая мощность (мощность, снимаемая с единицы объёма двигателя — кВт/л), что даёт возможность увеличить мощность небольшого мотора без увеличения оборотов двигателя.Вследствие увеличения массы воздуха, сжимаемой в цилиндрах, температура в конце такта сжатия заметно увеличивается и возникает вероятность детонации.

Поэтому, конструкцией двигателей с турбокомпрессором предусмотрена пониженная степень сжатия, применяются высокооктановые марки топлива, а также в системе предусмотрен промежуточный охладитель наддувочного воздуха (интеркулер)- радиатор для охлаждения воздуха. Уменьшение температуры воздуха требуется также и для того, чтобы плотность его не снижалась вследствие нагрева от сжатия после турбины, иначе эффективность всей системы значительно упадёт.

Особенно эффективен турбонаддув у дизельных двигателей тяжёлых грузовиков. Он повышает мощность и крутящий момент при незначительном увеличении расхода топлива. Наиболее мощные (по отношению к мощности двигателя) турбокомпрессоры применяются на тепловозных двигателях. Например на дизеле Д 49 мощностью 4000 л.с. установлен турбокомпрессор мощностью 1100 л.с.Наибольшей (по абсолютной величине) мощностью обладают турбокомпрессоры судовых двигателей, которая достигает 7000 л.с. .Современные турбокомпрессоры можно разделить на два основных типа: 1- с изменяемой геометрией соплового аппарата ( VNT турбокомпрессоры) и 2- без геометрии. Все они в свою очередь могут быть моно, твинскролы (двойные турбины) и т.д.

Дефекты турбонаддува и причины их появления

Неисправности турбин дизеля и бензинового двигателя ничем не отличаются друг от друга. Ниже приведем некоторые из них:

Износ опорных шеек вала и подшипников скольжения.Причины: низкое давление, плохое качество или сильное загрязнение масла. Признак этой неисправности – шумная работа турбины на любых оборотах.
Механическое повреждение крыльчаток. Происходит при большой неравномерной выработке в сопряжении вала с подшипниками, приводящей к биению крыльчаток о корпус. Или при попадании на лопасти рабочих колес посторонних предметов.
Закупоривание смазочных каналов подшипников сгоревшим маслом. Это возможно при глушении дизеля сразу после остановки машины. Так как если, остановив автомобиль, не дать мотору поработать несколько минут на холостых оборотах, перегрев корпуса подшипников неминуем. А в случае когда турбина имеет жидкостное охлаждение – при уменьшении теплопроводности каналов этой системы за счет отложения на их поверхности накипи или герметика из антифриза.
Попадание масла из турбокомпрессора во впускной коллектор двигателя. Причина — увеличенные зазоры между поверхностями шеек вала и подшипниками, совместно с засорившимся сливным маслопроводом. Это дает знать о себе появлением синего дыма на высоких оборотах двигателя. При снижении частоты вращения коленвала выхлоп становится почти бесцветным.
Неисправность актуатора. Чаще всего это заклинивание перепускного клапана в одном из крайних положений. Признаком является недостаточный наддув компрессора или превышение допустимых оборотов крыльчаток.
Неплотности стыка улитки компрессора со впускным коллектором. Причиной может быть нарушение геометрии корпуса турбокомпрессора или приход в негодность прокладки. Эта неисправность обнаруживает себя свистом выходящего через дефект сжатого воздуха.

Демонтаж турбокомпрессора

Остудите мотор и слейте антифриз.
Отключите от корпуса узла масляные магистрали, и патрубки охлаждения.
Отверните крепеж фланцев улиток. Чтобы не повредить грани болтов или гаек, используйте для этого только накидные и торцевые ключи.
Отсоединение фланца улитки компрессора от впускного коллектора, как правило, не составляет труда. Фланец улитки турбины обычно крепко пригорает к выхлопной системе. Для разъединения этого стыка следует использовать WD-40, а если это не помогает, то и деревянную киянку.

Что такое картридж турбины

Картриджем турбокомпрессора двигателя называют узел, состоящий из корпуса подшипников, вкладышей и установленного в них вала с крыльчатками. Поступающий в продажу, он не требует балансировки вала с крыльчатками или других подготовительных операций и после удаления консервирующий смазки полностью готов к установке.

https://youtube.com/watch?v=HGcIrc4S69I

Как работает

Стоит отметить, что принцип работы турбины на бензиновом двигателе такой же, как и на дизельном. Во время работы ДВС вырабатываются выхлопные газы. Они поступают в корпус (горячую часть улитки), где двигаются по лопаткам турбинного колеса. Последнее раскручивается до невероятных скоростей – 100 и более тысяч оборотов в минуту. Поскольку турбинное колесо жестко соединено с валом, крутящий момент передается на вторую холодную часть турбины. Та, в свою очередь, начинает захватывать кислород из атмосферы. Он проникает внутрь после того, как пройдет через фильтр. Далее воздух под давлением попадает во впускной коллектор, где смешивается с топливом и проникает в камеру сгорания. В качестве материалов для корпуса турбины используются жаропрочные марки стали и железоникелевый сплав.

Производительность компрессора зависит от ее формы и габаритных размеров. Чем больше ее диаметр, тем больше воздуха засасывается во впускной коллектор. Но нельзя постоянно увеличивать размеры компрессора. Это может привести к турбозадержке. Малая турбина раскручивается значительно быстрее до номинальной скорости. Но на пике имеет меньшую производительность. Поэтому размеры и форма элемента подбираются строго индивидуально для каждого ДВС. Нельзя установить агрегат от бензинового авто на дизельный, и наоборот. Хоть и имеет одинаковый принцип работы турбина, действовать она будет иначе на разных авто.

Важный момент: для регулирования давления наддува в конструкции предусмотрен специальный перепускной клапан. Он имеет пневматический привод, а управляется ЭБУ двигателя.

Особенности конструкции турбины двигателя

Конструктивно турбокомпрессор – это весьма простой механизм, который состоит из нескольких основных элементов:

Общего корпуса узла и улитки;
Подшипника скольжения;
Упорного подшипника;
Дистанционной и упорной втулки.

Корпус турбины выполнен из сплава алюминия, а вал – из стали.

Следовательно, при выходе из строя данных элементов единственным верным решением является только замена.

Большую часть повреждений турбины можно с легкостью диагностировать и устранить. При этом работу можно поручить профессионалам своего дела или же сделать все своими руками.

В принципе, ничего сложного в этом нет (как производить демонтаж и ремонт турбины мы рассмотрим в статье).

Лада 21099 турбо PROJECT ORIGIN Бортжурнал Ремонт турбины турбокомпрессора своими руками

Перед ремонтом турбины нужно ее тщательно осмотреть с внешней стороны с целью выявления наличия всех составных частей, внешних дефектов и деформаций.

Затем с турбины снимаются обе «улитки» и визуально определяется состояние обеих крыльчаток. Довольно часто крыльчатки имеют физические повреждения видные не вооруженным глазом. Такие повреждения сразу говорят о том, что ремонт турбины неизбежен.Если турбина гонит масло

Затем происходит дефектовка всех составляющих частей турбины для выявления пригодности каждой части к восстановлению. Части признанные не пригодными — необходимо заменить новыми.

Ремонт турбин дизельных и бензиновых двигателей в принципе ничем не отличаются и происходит в несколько этапов:

После этого, детали прошедшие дробеструйную обработку снова промываются для смыва и полного удаления возможно оставшихся на деталях твердых частиц.Многочисленные повреждения лопаток компрессорного колеса.

Кроме визуально видных повреждений крыльчаток, основными повреждениями являются повреждения опорных подшипников, стопорных колец, втулок и самого вала. Обычно эти повреждения происходят от отсутствия поступления масла к рабочим поверхностям при работе турбины или использование не рекомендованных масел.Повышенный износ шейки вала.

Причина: Количество или давление масла, подаваемого в ТКР, меньше требуемого. При ремонте возможно придется заменить вал на новый. В большинстве случаев вал не меняется.Значительный неравномерный износ шейки вала.

Причина: Грязное масло. При ремонте необходимо вал заменить на новый.Значительный неравномерный износ подшипника.

Причина: Грязное масло. При ремонте все подшипники заменяются на новые.Пригоревшее масло в масляных каналах подшипников.

Причина: Перегрев двигателя или резкое выключение двигателя, некачественное масло. При ремонте все подшипники заменяются на новые.Начало ремонта турбины своими руками.

Затем вал турбины замеряется на износ.Если износ вала турбины находится в пределах нормы, то он поступает на специальный токарно-шлифовальный станок, где шлифуется в ремонтный размер.На специальном станке правиться канавка запорного кольца.Затем происходит процесс балансировки. Он состоит из двух этапов. Сначала вал турбины балансируется в двух плоскостях турбинного колеса.После этого на вал устанавливаются втулки и компрессорная крыльчатка и в таком виде, снова поступает на балансировку.Балансировка турбины на стенде.

Для балансировки турбин для грузовых и легковых автомобилей существуют отдельные специализированные стенды.

Во время балансировочных работ наносятся специальные балансировочные метки, по которым собирается «картридж» турбины. В принципе получается собранная турбина только без «улиток».

Собранный таким образом картридж поступает для тестирования на до балансировочный стенд, на котором на «холодную» крыльчатку подается сжатый воздух и турбина раскручивается до 5.000 оборотов в минуту.

Если все параметры турбины в норме, то к картриджу прикручиваются «улитки».

Причины появления поломок

Неисправности турбокомпрессора появляются по ряду причин.

Чаще всего поломки дизельного двигателя и турбины возникают из-за несвоевременной замены масла.

Длительное использование старой смазки, попадание в нее воды или топлива приводит к быстрому износу подшипников, закупорке масляных каналов или повреждению оси. Неисправный элемент подлежит замене. Отремонтировать его нельзя. К описанным последствиям приводит использование слишком густого масла.

Второй наиболее «популярной» причиной появления проблем с турбокомпрессором является снижение давления в масляных шлангах, вызванное неправильной установкой этих элементом или самой турбины. Эта проблема может привести к быстрому износу колец, шейки вала, подшипников.

Важно заметить: 5-минутная работа дизельного двигателя без масла наносит серьезные и непоправимые повреждения силовому агрегату. Так же не следует забывать о том, что в турбокомпрессор могут попасть посторонние предметы

Их появление в работающей турбине приводит к поломкам лопастей колеса и ротора, из-за чего снижается уровень создаваемого давления

Особенности эксплуатации турбин

Если сравнивать действие турбокомпрессора со стандартным нагнетателем воздуха, который работает исключительно от привода коленчатого вала, главными достоинствами первого будут:

повторное использование энергии выхлопных газов;
небольшая цена;
экономия энергии.

Устройство турбины компрессора практически одинаковое как в случае использования на дизельных, так и на бензиновых моторах. Однако предпочтение все же отдают компрессорам для дизельных агрегатов.

Особенность турбокомпрессора заключается в режиме действия. Для бензиновых двигателей устройства выполняют из жаропрочных материалов из-за высокой температуры отработавших газов, которая способна достичь 1000°. У дизеля температура газов меньше, поэтому и материалы в турбокомпрессоре используют менее жаропрочные.

Специфика самостоятельного ремонта

Необходимо иметь в наличии специальный комплект для ремонта, куда входят метиз, кольца, сальники и вкладыши.
Проверяем фиксированность номинальных вкладышей. При наличии колебаний обтачиваем, чистим, смазываем моторным маслом и проводим балансировку вала.
Стопорные кольца устанавливаем в специальные пазы картриджа внутри турбины.
Смазываем вкладыш турбокомпрессора специальным маслом для двигателя и фиксируем его на положенном месте с помощью стопорного кольца.
Устанавливаем компрессорный вкладыш.
Смазываем и устанавливаем на место втулку.
Сверху втулку закрепляем пластиной за счет болтов.
Устанавливаем защиту от грязи с помощью стопорных колец.
Устанавливаем масло съемное кольцо.
Устанавливаем улитки.

Следует крайне внимательно подходить к сборке разобранной турбины. Нередко возникает ситуация, когда разбор прошел вполне благополучно, а вот с монтажом возникают проблемы. Старательно очищенные от загрязнений, вымытые с помощью специально подобранного состава и осмотренные на предмет деформаций (по необходимости производится их замена) детали турбины очень аккуратно, до полного упора, устанавливаются в предназначенные пазы.

Особенность строения турбины – небольшое число элементов обусловливает ее относительную долговечность. Комплектующие ее детали легко поддаются и в большинстве случаев требуют замену, но даже при неисправности абсолютно всех деталей турбина способна выполнять рабочие действия. Однако, не стоит воспринимать этот факт как руководство к действию, так как неверно функционирующая турбина обеспечивает поистине фантастический расход масла.

Указанная последовательность операций является общей для всех видов турбокомпрессоров, в зависимости от модели некоторые действия могут меняться. При серьезной неисправности рекомендуется произвести замену поврежденной турбины.

Заключение:

Для экономии средств имеет смысл освоить самостоятельный ремонт турбины, тем более учитывая, что временные затраты не превышают нескольких часов.

Проголосуйте, понравилась ли вам статья?

Ремонт турбокомпрессора своими руками причины неисправностей и инструкция

Всего лет десять назад турбокомпрессор автомобильный перешел из разряда особого шика присущего только избранным машинам в разряд необходимой детали для каждого автомобиля. Он служит для повышения мощности двигателя и помогает уменьшить расход топлива. Эти параметры становятся все более востребованными при выборе автомобиля. Поэтому сегодня каждому водителю необходимо знать устройство турбокомпрессора и уметь понять, в чем заключаются его неисправности, чтобы вовремя сориентироваться и диагностировать поломку своей машины. Кроме устройства турбокомпрессора, следует и знать особенности вашей модели авто, для этого следует прочитать инструкцию по ремонту и эксплуатации вашего автомобиля, к примеру инструкции по ремонту ГАЗ 3110 и Шевроле Ланос.

Моб.: 8 (926) 120-33-55

Напиши нам в WhatsApp

Что такое турбины и для чего они нужны?

Основная задача турбин – это повышение мощности двигателя автомобиля. При помощи турбины можно значительно повысить мощность авто.

Принцип работы турбокомпрессора прост: через выпускной коллектор отработанные газы попадают в корпус турбины в которой установлено турбинное колесо, которое приводится в движение. На одной оси с турбинным колесом установлено компрессорное колесо, которое в свою очередь сжимает воздух и падет его в впускной коллектор двигателя. Из всего этого следует, что обороты турбины очень высоки и напрямую зависят от мощности двигателя, скорость вращение турбины достигает 150.000 об/мин и более.

При использовании турбины, в двигатель поступает воздух под высоким давлением, что позволяет увеличиться мощности автомобиля по отношению к объему двигателя и количеству топлива.Наиболее эффективными являются турбокомпрессоры высокого давления. Отличие в конструкции от обычных турбин в том, что турбины повышенного давления имеют клапан, который устраняет избыточное давление на высоких оборотах.Так же большинство турбокомпрессоров оснащены интеркулером.

Основная задача интеркулера – охлаждение воздуха. Так как турбинаработает на больших оборотах, воздух в ней нагревается, тем самым понижается содержание кислорода и плотность воздуха. Интеркулер справляется с этой проблемой.Одной из проблем турбин всегда была небольшая задержка реакции(инерция), но сейчас эти недостатки уже практически устранены. С появлением двух параллельно расположенных турбин, одна из которых предназначена для работы на высоких оборотах, другая на низких, инерция турбины была значительно уменьшена.

Так же, появились турбины, в которых стало возможно изменять угол наклона ротора, что в свою очередь так же позволяет бороться с проблемами связанными с задержкой в реакции. Хорошо уменьшена инерция в турбокомпрессорах с керамическими лопастями ротора, за счет того, что вес их меньше чем у стандартных аналогов.

Устройство турбокомпрессора.

Турбина с крыльчаткой.
Воздушный центробежный насос.
Компрессор.
Жесткая ось, которая их связывает.
Подшипники, кольца, клапаны, уплотнения и другие мелкие детали.

Не всегда эти неисправности относятся к проблемам турбокомпрессора, иногда это может быть что то другое, например нужно произвести ремонт глушителя своими руками.

Отработанные газы вырываются из двигателя и попадают на крыльчатку турбины. Она превращает их энергию из кинетической в механическую, а насос через воздушный фильтр подает свежий воздух в компрессор, который сжимает его и отправляет в двигатель. Весь этот процесс помогает увеличить мощность двигателя на 20-50%, повышая эффективность и скорость сжигания топлива.

Какие бывают неисправности турбокомпрессора и как их распознать?

Ваш двигатель внезапно как-будто утратил мощность.
Из выхлопной трубы вырывается дым черного или темно-синего цвета.
Увеличился расход масла.
Изменился звук работы мотора и турбокомпрессора.

Все это свидетельствует о том, что пора убедиться имеется ли у вас в наличии ремкомплект турбокомпрессора и проверить исправность не только турбокомпрессора, но и, в первую очередь, мотора автомобиля и всех его навесных агрегатов. Не пренебрегайте этим советом, потому что качественно обслуживаемый и нормально работающий двигатель обеспечивает безотказную работу турбокомпрессора на протяжении долгих лет.

Сразу скажем, что ни один специалист не посоветует разбирать и ремонтировать турбокомпрессор самому. Причины этого приводятся веские и достаточно будет назвать хоть одну из них. Например, малейшая песчинка при попадании в агрегат способна вывести его из строя. Но есть и другое мнение — если кто-то это делает, то смогу и я! Если вы решили разобрать и отремонтировать турбокомпрессор своими силами, приготовьте минимальный ремкомплект турбокомпрессора: вкладыши нескольких размеров, полный набор всевозможных сальников, кольца, шайбы, винты, шурупы и запасные вкладыши. Будьте предельно аккуратны и помните, что разобрать что-либо легче, чем собрать. Отмечайте по возможности все места креплений деталей и их положение относительно друг друга.

Итак, начинаем ремонт турбокомпрессоров в условиях собственной мастерской.

Снимаем турбину и освобождаем ее от всех винтов. Болты крепления улиток также открутим.
Проверяем обе крыльчатки: турбину и компрессор. Их отремонтировать невозможно, а придется заменить в случае неисправности.
Вал, на котором крепятся компрессор и турбина можно пытаться отшлифовать. Потом надо будет заменить подшипники другими, которые подойдут по размеру.
Чтобы снять колесо компрессора, понадобятся кусачки с раздвижными губами. И надо обязательно учитывать, что на компрессорном валу левая резьба!
Проверить допустимый ли люфт вала в условиях обычной мастерской очень сложно. Но тут мы идем на риск, уповая на удачу и возможность позже обратиться все-таки в мастерскую.
Воспользовавшись универсальным съемником, пытаемся снять с вала компрессорное колесо.
Втулки вала очень часто бывают причиной люфта.
Очищаем и промываем специальными средствами все детали. При сборке некоторые узлы и детали принудительно смазываем маслом, которое используется при работе автомобиля. Перечень таких деталей различен в каждом конкретном случае.
Не забыть поздравить себя самого после того, как удалось собрать турбокомпрессор! А если он еще и работает, вам пора подумать о смене профессии. На станции техобслуживания хорошая зарплата…

Прежде чем решаться разобрать и собрать турбокомпрессор далеко не в идеальных условиях, не имея опыта подобной работы, взвесьте еще раз самым тщательным образом все за и против.

В профессиональной мастерской есть возможность диагностировать все узлы и детали любого турбокомпрессора на всех этапах ремонта, включая до и после разборки и сборки. И там созданы условия чистоты, которых невозможно достичь в домашней мастерской при всем желании. Ведь у вас не стоит в гараже специальный агрегат — моечная машина высокого давления, например? А балансировочный стенд? Как вы поняли, мы настойчиво не рекомендуем ремонтировать турбокомпрессор своими руками и настаиваем на этом!

Паровая турбина

Принцип работы ее немного иной. Пар, который образуется в котле, под давлением попадает на крыльчатку турбины. Последняя совершает обороты, тем самым, вырабатывая механическую энергию. Обычно такая турбина соединена с генератором и применяется на электростанциях. Благодаря механической энергии, генератор производит электричество. Мощность таких агрегатов может достигать 1000 МВт.

Однако данный показатель существенно зависит от перепада давления пара на входе и выходе. Также подобные турбины применяются для привода питательного насоса, на кораблях и судах с ядерной установкой. Что касается военных кораблей, здесь применяется газовая турбина. Принцип работы ее заключается в следующем. Газ поступает через сопловой аппарат компрессора в область низкого давления. При этом он расширяется и ускоряется. Затем поток газа двигает лопатки турбины. Последние передают усилия на вал через диски. Таким образом создается полезный крутящий момент.

Признаки неисправностей

Изготовление турбины – это достаточно трудоемкий процесс, несмотря на кажущуюся простоту ее конструкции. Производителями агрегата приходится вымерять его размеры до долей миллиметра.

Прежде чем осуществлять ремонт турбин дизельных двигателей, необходимо провести предварительную диагностику.

Любые ошибки в ходе восстановления ткр приводят к резкому удорожанию работ ввиду высокой стоимости агрегата. Для выявления неисправностей и их устранения потребуется помощь опытного специалиста. Однако можно провести диагностику мотора самостоятельно. На наличие проблем с двигателем могут указать следующие признаки неисправности турбины:

Выхлопные газы приобрели черный, сизый или синеватый оттенок.
Мотор начал сильно шуметь в разных режимах работы.
Температура двигателя регулярно достигает высоких отметок (наблюдается перегрев).
Силовая установка стала потреблять заметно больше топлива и масла.
Появление четких хлопков во время работы мотора, свиста или глухого гула.
Снижение динамики автомобиля вследствие уменьшения уровня тяги. На низких оборотах силовой агрегат работает нестабильно.
Появление запаха масла.

Типы турбин

На данный момент существует несколько популярных типов компрессоров:

Раздельный. Он имеет два сопла для каждой пары цилиндров и два входа для отработавших газов. Первое сопло предназначено для быстрого реагирования, второе служит для максимальной производительности. В конструкции есть разделенные выпускные каналы. Сделано это для предотвращения перекрытия каналов при выпуске выхлопных газов.
Компрессор с переменным соплом. Также он известен, как турбина с изменяемой геометрией. Применяется на моторах с маркировкой TDI от «Фольксваген». Здесь в конструкции имеется 9 подвижных лопастей. Они могут регулировать поток выхлопных газов, что идут к турбине. Угол наклона лопастей – регулируемый, что позволяет согласовать давление нагнетаемого воздуха и скорость движения газов с оборотами ДВС.

Для большей производительности на автомобиль может быть установлено два компрессора. Такие системы получили маркировку «Твин-турбо».

Устанавливаются данные механизмы последовательно. При этом первая турбина работает на низких оборотах, а вторая на высоких. На V-образных моторах нагнетатели устанавливаются параллельно (на каждый ряд по одной турбине). Как показывает практика, установка двух небольших компрессоров значительно эффективнее, чем применение одного, но большого.

Конструктивные особенности

Для понимания возможных отказов следует вспомнить и конструктивное исполнение турбины, используемой с дизельными моторами. В состав системы турбонаддува входит:

Крыльчатка компрессора .
Лопастное колесо нагнетателя .
Опорный вал .
Узел подшипников .
Смазывающий штуцер .
Регулятор управления давлением наддува .

При работе турбины возникает разогрев воздуха, что приводит к повышению его плотности. Поэтому требуется включение охладителя (интеркулера), чтобы вернуть параметры в норму.

Наибольшее воздействие в работе получают подшипники скольжения с учетом высокой скорости вращения. Поэтому значение обслуживания с позиции своевременной замены масла очень велико. Кстати, и моторное масло для дизельного двигателя с турбиной следует выбирать только учетом рекомендаций производителя.

К другим, нарушающим нормальную работу турбины причинам, относят резкий старт на непрогретом двигателе, остановка двигателя после интенсивного ритма без выдержки для работы на холостых оборотах.

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.

Устройство и принцип работы турбины

Принципиальная схема системы турбонаддува в ходе ее разработки претерпевала много изменений. На данный момент ее можно считать максимально модернизированной и упрощенной, что обеспечивает стабильность работы при низкой вероятности появления неисправностей.

Турбонагнетатель,

являющийся главным компонентом системы повышения мощности, представляет собой крыльчатку с лопастями, которая вращается со скоростью, сравнимой только с данным показателем у стоматологического бура – не менее 100 000 об./мин. Это позволяет выполнять функцию компрессора, закачивающего в специальную камеру большие объемы воздуха. В ходе этой процедуры воздух сжимается, и поэтому автоматически нагревается – это и есть главный недостаток того, как работает турбина.

Интеркулер.

В стремлении решить данный вопрос автоконструкторы продумывали массу способов для охлаждения воздуха в процессе его перехода в силовой агрегат. В результате был придуман так называемый интеркулер, название которого говорит за себя – он должен выполнять функцию промежуточного понижения температуры вещества, проходящего через него. Для того, чтобы обеспечивать данный процесс, в устройстве находится хладагент, что позволяет задействовать эффект теплообменника. Впрочем, в отдельных моделях охлаждающая жидкость отсутствует, и дело ограничивается лишь воздухообменом. Несмотря на достаточно сложную конструкцию, интеркулер способен не только на порядок снижать вероятность детонации двигателя, но и повышать мощностной показатель агрегата до 20%.

Принцип работы турбины в «дизелях» и бензиновых моторах абсолютно идентичен, разница заключается лишь в степени наддува. Для увеличения мощности дизельных агрегатов требуется больше давления, по этой причине они оборудуются более габаритными нагнетателями. Соответственно, у атмосферников они имеют меньшие размеры – если нарушить это правило, в камерах сгорания может начаться детонация топлива.

Регулятор давления

. Он также является одним из главных компонентов системы и, по большому счету, работает как перепускной клапан, регулирующий энергию отработавших газов. Ведь работа турбины без такого ограничителя приводит к тому, что в какой-то момент давление воздуха становится избыточным, что и приводит к детонации. Поэтому регулирующий механизм обеспечит оптимальное давление воздуха, отводя часть отработанных газов от крыльчатки турбокомпрессора. Данный клапан может иметь как пневмо- так и электрический привод, но в любом случае его активация происходит от электронного датчика давления.

Кроме того, в некоторых моделях нагнетателей присутствует и предохранительный клапан, который защищает узел от скачков давления. А такие колебания в сторону увеличения очень часто происходят во время резкого закрытия дроссельной заслонки, когда потребность в воздухе для полноценного сгорания топлива мгновенно уменьшается. Чтобы стравить избыток давления, предохранительный клапан выпускает воздух в атмосферу за счет спецклапана либо перепускает его на вход компрессора.

Ремонт турбокомпрессора

Для устранения дефекта актуатора полная разборка турбонагнетателя двигателя обычно не требуется. Если же неисправность сложнее – заклинивания клапана актуатора, то ее устранение потребует полной разборки агрегата. Чтобы отремонтировать турбокомпрессор самому сделайте следующее:

Вымойте корпус и осмотрите узел для определения неисправности.
Рисками пометьте положение улитки турбины относительно улитки компрессора.
Снимите с корпуса подшипников обе улитки.
Разберите «картридж». Для этого отверните крепления крыльчаток и снимете их. Учтите, что резьба для фиксации на торцах вала всегда левая. Посадка ступиц крыльчаток на вал – конусная. Поэтому для снятия часто приходится использовать универсальный съемник.
Незначительное нарушение геометрии лопастей поправьте подгибанием. После этого, так же как и после замены рабочих колес, вал с крыльчатками необходимо балансировать.
При нарушении геометрии опорных шеек вала прошлифуйте их на круглошлифовальном станке, если износ не превысил предельно допустимые значения. В случае превышения предельно допустимого износа – замените вал.
Поменяйте вкладыши в корпусе подшипников. Проследите за тем, чтобы отверстия для подачи масла в корпусе и вкладышах совпали.
Внутреннюю поверхность вкладышей обработайте разверткой. Ее размер должен быть больше, чем диаметр опорных шеек вала на 0,04 мм.
Продуйте и промойте полость корпуса подшипников.
Смажьте опорные шейки маслом и соберите картридж.
Прикрепите улитки.
Если при установке турбонаддува обнаружится, что старые прокладки пришли в негодность, вы можете изготовить их самостоятельно. Для уплотнения соединения, через которое проходят выхлопные газы, нужно использовать металлоасбест. Для остальных подойдет паронит или прессшпан прокладки. Последние при установке нужно слегка смазать обычным силиконовым герметиком.

Чтобы восстановить картридж турбины, требуется доступ к оборудованию и инструментам, отсутствующим в обычном гараже. Если у вас его нет, вам придется оплачивать услуги специалистов, которые выполнят необходимые операции. Поэтому выгоднее всего отремонтировать турбокомпрессор двигателя самому. Если вы хотите гарантированно хороший результат, лучше всего поменять картридж на новый.

Ремонт защиты от перегрузок

Для проверки исправности актуатора запустите мотор и снимите с патрубка шланг, подводящий давление к диафрагме актуатора. Если клапан актуатора не поменял свое положение, то неисправность налицо. Ремонт механического актуатора чаще всего заключается в замене диафрагмы управления устройством или иное устранение негерметичности управляющего пневмопривода. Если же заклинивание клапана актуатора дизеля вызвано отложениями грязи, то чтобы отремонтировать его, достаточно чистки.

Поиск неисправности электромеханического актуатора турбонаддува двигателя может потребовать проверки электрической части устройства. Чаще всего здесь встречаются такие дефекты, как окислившиеся контакты соединений и обрыв в проводах рядом с местом обжима клемм.