Как работает турбина в автомобиле

Устройство и принцип работы турбины с изменяемой геометрией

как работает турбина в автомобиле

Турбина с изменяемой геометрией

:

Турбокомпрессор используется для увеличения мощности двигателя, которая напрямую зависит от объема воздуха и топлива, подаваемого в цилиндр. Ведущими частями любого турбокомпрессора являются турбина и насос, которые соединены между собой жесткой осью.

Турбина двигателя с изменяемой геометрией необходима для образования оптимальной мощности двигателя, имеет свойство изменять сечение турбинных колес в зависимости от общей нагрузки. Если двигатель работает на низких оборотах, то турбина может увеличить скорость отвода выхлопных газов.

Это позволяет турбине вращаться быстрее, при этом количество топлива остается небольшим.

   

Как устроена турбина и как она работает

Турбина с измененной геометрией отличается от классических турбокомпрессоров тем, что имеет в своей конструкции кольцо и специальные лопасти с аэродинамической формой, которая способствует увеличению эффективности наддува. В автомобилях с двигателями небольшой мощности сечение регулируется посредством изменения ориентации этих лопастей. В двигателях большой мощности лопасти не вращаются, а покрываются специальным кожухом или перемещаются вдоль оси камеры.

Особенностью VNT турбины являются поворотные лопасти, механизм управления и вакуумный привод. Принцип работы основывается на регулировке потока отработавших газов, которые направляются на колесо турбины. Точная регулировка позволяет настроить проходное сечение для потока газов под режим работы двигателя.

Если автомобиль двигается на небольшой скорости, то и турбина крутится медленнее, но при этом лепестки устанавливаются в такое положение, чтобы расстояние между ними было минимальным.

Газу в малом объеме сложно преодолеть небольшое отверстие, поэтому он будет передвигаться с большей скоростью, за счет чего обороты турбины увеличиваются, увеличивая при этом давление наддува.

При помощи данных лопастей можно существенно увеличить скорость вращения турбины, не меняя объемы поступающих газов. На большой скорости компрессор раздвигает лопасти – это обеспечивает поддержание безопасного давления внутри системы и исключает перегревы. Принцип изменяемой геометрии позволяет не использовать перепускной клапан, так как весь объём выхлопных газов выходит через горячую часть крыльчатки. Изменение положения поворотных предотвращает избыточный наддув.

Преимущества турбины с изменяемой геометрией

  • Автомобили с такими турбинами развивают большую скорость с самых низких оборотов.
  • Существенно снижается объем необходимого топлива, а также количество вредных выбросов в атмосферу.
  • Улучшается прохождение газов через турбину из-за отсутствия клапана Wastegate и уменьшения количества разнонаправленных потоков газа.
  • Улучшается эластичность двигателя.

Возможные неисправности

Турбокомпрессор с изменяемой геометрией представляет собой сложный механизм, поэтому он больше подвержен различным поломкам. Однако, такие турбины сталкиваются лишь с несколькими проблемами:

  • Подклинивание лопастей в движении. Такая ситуация может сложиться из-за сильного износа трущихся пар и образовании нагара. Масляные, а также углеродистые отложения мешают плавному движению регулировочного кольца.
  • Заклинивание лопаток в одном положении. Это может происходить по причине критического нагарообразования, когда силы вакуума не хватает для движения регулировочного кольца.
  • Поломки вакуумного привода поворотных лопастей или клапана управления давлением.

Симптомами поломок считаются подергивание при разгонах, потеря мощности двигателя, увеличение расхода топлива, а также срабатывание индикатора на приборной панели Check Engine.

Как настроить и отрегулировать турбину

Правильная регулировка турбины с изменяемой геометрией крайне важна для эффективной работы, и для того, чтобы предотвратить быстрый износ деталей и снизить потребление топлива. Если отрегулировать турбину неправильно, то в дальнейшем это повлияет на работу всего автомобиля и удобство его управления.

Любой современный автовладелец немного разбирается в устройстве своего автомобиля и даже может устранить определенные небольшие поломки. Однако, чтобы сделать серьезный ремонт автомобиля, необходим специальный инструмент и оборудование, которого у обычного потребителя может и не быть.

Поэтому, если вы хотите, чтобы работа турбины была эффективной и качественной – обращайтесь за помощью к специалистам, которые правильно настроят механизм и расскажут, как лучше всего за ним ухаживать. Также, не стоит забывать о своевременных диагностиках и профилактике.

Устройство турбины постоянно сталкивается с непрерывной нагрузкой, подвергается воздействиям продуктов горения масла и топлива, поэтому нуждается в регулярной чистке для профилактики различных поломок, которые могут быть с этим связаны.

Зачастую, достаточно обработать турбину специальным средством и прогнать его через механизм для качественной очистки. Однако, иногда придется приложить побольше усилий для того, чтобы удалить все загрязнения с устройства.

Также стоит помнить о том, что турбина не требует частой чистки, поэтому если она сильно загрязняется за короткое время, значит есть неполадки в ее работе или настройке.

Причинами сильных загрязнений могут выступать:

  • Увеличение нормы давления газов.
  • Износ лопастей турбины.
  • Превышение необходимого срока эксплуатации поршневого отсека.
  • Засора сапуна.
  • Износ прокладок.

Именно поэтому каждый автовладелец должен понимать, что сделать качественную чистку самостоятельно возможно, но далеко не всегда результат таких действий положительно влияет на работу механизма, а в некоторых случаях может и вовсе ухудшать ситуацию.

Отсутствие надлежащего опыта, проверенных чистящих средств, специальных инструментов – все это может негативно сказаться на результате вашей чистки, поэтому лучше всего обращаться в специализированные центры, где такой работой занимаются профессионалы.

Как сделать ремонт турбины?

Ремонт турбингораздо проще предупредить посредством регулярного обслуживания и диагностики, чем потом пытаться исправить ситуацию самостоятельно. Процесс осложняется еще и тем, что многие автовладельцы боятся высоких цен на профессиональные услуги, забывая о том, что самостоятельное проведение ремонта отнимает также немало денег и времени. К тому же, не все получается с первого раза, и затраты на самостоятельный ремонт могут быть достаточно внушительными.

Поэтому мы настоятельно рекомендуем автовладельцам без опыта, знаний, навыков, а, самое главное, необходимого оборудования, не пытаться ремонтировать сложное устройство турбины самостоятельно, поскольку это может привести к еще более серьезным поломкам, устранить которые не сможет даже опытный специалист. При первых признаках поломки обращайтесь в наш сервисный центр, где наши мастера помогут вам восстановить картридж турбокомпрессора, а также устранить другие неисправности быстро и качественно.

Как узнать номер турбины?

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.

Турбокомпрессоры производства Garrett

  1. MODEL No — модель турбокомпрессора
  2. S/N — номер производителя автомобиля
  3. GAG P/N — номер производителя турбокомпрессора

Турбокомпрессоры производства IHI

  1. Turbo.Spec. — номер производителя турбокомпрессора
  2. Serial No. — модель турбокомпрессора
  3. Parts No. — номер производителя автомобиля

Турбокомпрессоры производства Mitsubishi

  1. MODEL No — модель турбокомпрессора
  2. S/N — номер производителя автомобиля
  3. GAG P/N — номер производителя турбокомпрессора

Турбокомпрессоры производства Mitsubishi

  1. MODEL No — модель турбокомпрессора
  2. S/N — номер производителя автомобиля
  3. GAG P/N — номер производителя турбокомпрессора

Турбокомпрессоры производства Holset

  1. Номер производителя автомобиля
  2. Серийный номер турбокомпрессора
  3. Номер производителя турбокомпрессора
  4. Модель турбокомпрессора

Турбокомпрессоры производства KKK

  1. KUND-NR — номер производителя автомобиля
  2. GROSSE — модель турбокомпрессора
  3. AUSF-NR — номер производителя турбокомпрессора

Источник: https://www.proturbo66.ru/stati/turbina-s-izmenyaemoj-geometriej.html

Былины 16

как работает турбина в автомобиле

Сегодня многие водители стараются усовершенствовать базовые характеристики автомобиля без кардинальных вмешательств. Улучшить тяговые характеристики машины можно с помощью турбонаддува. Больший объем сожженного топлива увеличивает давление и количество выхлопных газов.

Поэтому для корректной работы двигателя требуется сброс повышенного давления воздуха. Эту задачу как раз и решает актуатор турбины. По факту, это промежуточное звено между турбокомпрессором и двигателем.

На сленге у автолюбителей актуатор может также называться вестгейт или вакуумный регулятор.

Принцип работы актуатора весьма прост. При увеличении скорости мотор начинает работать на повышенных оборотах. Давление выхлопного газа растет и появляется необходимость провести его мимо колеса турбины. В этот момент и вступает в работу актуатор, открывая клапан и пропуская отработанные газы через себя, тем самым позволяя закачать больше воздуха в клапаны.

Распространенные неисправности актуатора турбины

Со временем актуатор турбины может ломаться. В некоторых случаях его придется полностью менять. Вот наиболее распространенные причины неисправностей:

  • Повреждение или загрязнение одного из механизмов электронного регулятора. Чаще всего поломка случается с воздуховодом, воздушным фильтром, клапаном EGR. В случаях, когда ломается выпускной коллектор или случается поломка в поршневой группе, это приводит к выходу из строя механизма изменяемой геометрии, и в результате — к неисправности всей механической части турбины.
  • Некорректная работа двигателя автомобиля. Производители машин устанавливают отметки от минимального до критического уровня «наддува». При достижении максимального давления, на приборной панели загорается предупреждающая лампочка. В таком случае мы рекомендуем обратиться за квалифицированной помощью.
  • Нестабильное давление наддува. При правильной работе турбонаддува, во время турбо-ускорения автомобиль должен плавно и стремительно ускоряться, и также замедляться. Если процесс происходит рывками, это может говорить о засорении задней части актуатора.
  • Увеличение расхода топлива. При неисправности актуатора, часть топлива не сгорает и выбрасывается через выпускную систему.
  • Поломка зубьев шестерней привода. Это приводит к сложностям при открытии и закрытии клапана.
  • Выход из строя электромотора. Он отвечает за корректную работу створки. В результате поломки система не функционирует должным образом.

Проверить исправность актуатора турбины можно как на самом автомобиле, так и предварительно его демонтировав. Для начала запускаем двигатель и газуем на месте. В какой-то момент шток актуатора начнет двигаться.

Важно запомнить на каких оборотах турбокомпрессор начал срабатывать — это будет вашим ориентиром для дальнейшей проверки исправности. Мы советуем периодически проводить диагностику актуатора, даже если поводов для волнения нет.

Незначительная поломка турбины постепенно ведет к чрезмерному нагреву подшипников, что может вылиться в полную неисправность агрегата.

Настройка актуатора турбины

После установки актуатора на турбину необходимо произвести настройку. Если этого не сделать или сделать неправильно, то во время работы двигателя и при его остановке, появятся лишние вибрации в системе. Кроме того, недостаточный наддув также сигнализирует о неправильной настройке актуатора.

Произвести настройку можно тремя способами:

  • Пожалуй, самый простой вариант — заменить пружину на более жесткую. Упругая пружина выдает большее давление турбины до момента срабатывания выпускного клапана.
  • Регулировка конца регулятора. Такое действие влияет на плотность закрытия заслонки. Если конец регулятора расслаблен, то тяга клапана удлиняется. Если подтянуть — укорачивается. Соответственно, чем она меньше, тем плотнее будет примыкать заслонка. Такие манипуляции позволят турбине выйти на более высокие обороты быстрее.
  • Третий вариант установка буст-контроллера. Фактически этот механизм меняет реальное значение давления. Буст-контроллер ставят перед актуатором, чтобы он самостоятельно выпускал часть воздуха, тем самым позволяет снизить нагрузку вестгейта. После настройки актуатора не забывайте проверить правильность своих действия. Для этого нужно запустить двигатель и опробовать его на разных режимах работы. Если посторонних звуков нет (в момент глушения двигателя тоже), значит, вы все сделали верно.

В случаях когда отремонтировать актуатор не удается, его меняют на новый. Раньше актуатор меняли вместе с турбиной в сборе. Теперь в сервисных мастерских специалисты могут заменить актуатор отдельно. К тому же оригинальная турбина на автомобилях Volvo стоит совсем недешево 90 тыс. рублей. Замена актуатора обойдется в 10-15 тыс. в зависимости от модели машины.

Чтобы актуатор на вашей машине служил долго советуем придерживаться нескольких правил. Не стоит злоупотреблять агрессивным стилем езды, использовать некачественное топливо и моторное масло. Все это приводит к преждевременному выходу из строя актуатора. Чтобы агрегат служил дольше используйте только сертифицированные техжидкости.

Источник: https://vollux.ru/blog/byliny-16-elektricheskiy-aktuator-turbiny-problemy-reshenie-tseny/

Можно ли выполнить самостоятельную проверку турбины?

как работает турбина в автомобиле

Диагностика турбины в Минске позволяет определить работоспособность турбокомпрессора. Только в результате такой полной диагностики турбины можно сделать заключение о работоспособности турбокомпрессора, разобраться, сводиться ли проблема к неполадкам в турбине или следует искать причину неисправностей в соседних агрегатах и узлах двигателя, а затем выполнять их замену.

Когда стоит беспокоится: признаки необходимости диагностики турбины

О ремонте турбины можно говорить, когда у автомобиля появляются подобные проблемы:

  • мотор не работает на всю мощность;
  • из выхлопной трубы идут газы черного или сизого оттенка, что говорит о неполном сгорании или сгорании масла;
  • увеличилось потребление автомасла;
  • возросший уровень токсичности выхлопных газов;
  • излишний шум при работе турбокомпрессора;
  • отток масла из внутренней части турбокомпрессора.

Как провести диагностику турбины самостоятельно?

Для многих владельцев авто с турбированными двигателями неизвестно, что выполнить диагностику турбины на автомобиле в некоторых случаях можно самостоятельно, не посещая СТО. 

Осмотр патрубков

Снимите патрубок, который соединяет впускной коллектор мотора или интеркулер и турбину. Там допустимо наличие небольшого количество масла. В идеале патрубок должен выглядеть абсолютно сухим. При обильных масляных потоках в месте соединения патрубка с турбокомпрессором, а также при возросшем потреблении автомасла в моторе, необходимо отыскать причину такого расхода. Это может быть либо износ мотора, либо неполадки в турбине. Именно с этого и следует начинать ремонтные работы.

Осмотр лопастей колеса компрессора

Все лопасти должны не иметь выбоин или зазубрин, погнутостей. Рабочее колесо компрессора турбины имеет правильную форму и с незначительными зазорами повторяет вид проточной части холодной улитки. При наличии каких-либо повреждений лопастей, следует выполнить ремонт или замену агрегата.

Осмотр вала

Вручную выполните движение вала в осевой плоскости: люфта не должно ощущаться вовсе или он должен быть не более 0,05 мм. При больших значениях турбину следует отремонтировать или заменить.

При движениях вала в радиальной плоскости, люфт должен доходить до 1,0 мм. При отклонении стержня в радиальном направлении и небольшом повороте, лопатки не должны черкать холодной улитки.

При превышении допустимого люфта либо цеплянии лопатки за холодную улитку турбокомпрессор следует ремонтировать или заменить.

Трещины

Исследуйте корпус турбины, компрессор, патрубки, подшипники и фланцы на присутствие трещин. Они неизбежно возникают на корпусах турбокомпрессоров у разных производителей и с разным режимом эксплуатации. При выявлении трещин, следует выполнить ремонт или замену турбокомпрессора.

Проверка герметичности впускного и выпускного тракта

Если проведенная диагностика не выявила никаких неполадок, но двигатель не набирает достаточной мощности, необходимо исследовать впускной и выпускной тракт на герметичность. Потеря мощности также может появиться из-за неправильно настроенной топливной аппаратуры у дизелей, зажигательной системы и топливной автоматики у бензиновых моторов. Причиной падения тяги и повышения траты топлива также может стать выход из строя одного из узлов в системе регулировки степени наддува.

Если вам нужна профессиональная диагностика турбины в Минске, обращайтесь к профессионалам, чьи контакты найдете в каталоге TAM.BY. Специалисты автосервисов выполнят комплексную диагностику турбины, а также проверят систему управления наддувом турбокомпрессора.

Источник: https://news.tut.by/tamby/564510.html

Устройство турбины дизельного двигателя

Турбокомпрессор является решением, которое устанавливается как на бензиновый, так и практический на каждый современный дизельный двигатель автомобиля. Моторы с турбонаддувом в обиходе называются турбодизелями. Указанный компрессор представляет собой своеобразный насос для воздуха, который приводится в действие турбиной. Турбину дизельного двигателя вращает энергия выхлопных газов.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как рассчитать нормы расхода топлива

Главной задачей устройства является нагнетание воздуха в цилиндры дизельного ДВС под давлением. Чем больше воздуха поступит в камеру сгорания, тем большее количество солярки дизель сможет сжечь. Результатом становится значительное увеличение мощности двигателя без необходимости физически увеличивать объем цилиндров.

Принцип работы и конструкция дизельного турбонагнетателя

Турбокомпрессор дизельного двигателя состоит из двух колес: турбинного и компрессорного. Данные колеса еще могут называться крыльчаткой. Крыльчатка турбины напрямую и жестко соединена с компрессорным колесом посредством оси. Устройство нагнетателя можно разделить на главные составные части:

  • корпус компрессора (1);
  • компрессорное колесо (2);
  • вал ротора или ось (3);
  • корпус турбины (4),
  • турбинное колесо(5);
  • корпус подшипников;

Устройство турбины

Турбина имеет в основе ротор (крыльчатку), который закреплен на оси и заключен в специальный корпус. Постоянный контакт всех элементов турбины с раскаленными газами обуславливает необходимость изготовления ротора и корпуса турбины из особых жаропрочных материалов.

Крыльчатка и ось вращаются в противоположных направлениях с высокой частотой, в результате чего осуществляется плотный прижим одного элемента к другому. Поток отработавших газов проникает в выпускной коллектор, после чего оказывается в специальном канале. Данный канал находится в корпусе турбонагнетателя. Корпус имеет своеобразную форму-улитку.  После прохождения улитки, отработавшие газы разгоняются и подаются на ротор. Так осуществляется вращение турбины.

Конструкция устройства может отличаться на разных типах дизельных двигателей. Главным отличием выступает разное количество каналов для движения выхлопных газов в корпусе. Также могут дополнительно присутствовать решения, которые позволяют управлять потоком отработавших газов внутри корпуса (турбина с изменяемой геометрией) и т.п.

Устройство компрессора

Компрессор имеет корпус и колесо (ротор). Корпус компрессора алюминиевый. Ротор крепится на оси турбины аналогично крыльчатке. Колесо компрессора имеет лопасти, материалом изготовления которых также является алюминий. Задачей компрессорного колеса становится забор воздуха, который проходит через его центр.

Форма лопастей заставляет воздух отбрасываться к стенкам корпуса компрессора, благодаря чему происходит его сжатие. Далее поток сжатого воздуха подается во впускной коллектор двигателя.

Ось турбокомпрессора

Ось является центральной частью турбонагнетателя и закреплена внутри корпуса на подшипниках скольжения. Смазка оси реализована при помощи подачи моторного масла из системы смазки двигателя. С обеих сторон устанавливаются специальные уплотнительные кольца и прокладки.

Данные элементы препятствуют обильным утечкам масла, чтобы смазка не попадала в область нахождения компрессора и турбины. Сами масляные уплотнения не обеспечивают полной герметичности. Данные решения являются уплотнителями, которые функционируют благодаря разнице давлений, которые возникают в процессе работы турбокомпрессора. 

Также уплотнения минимизируют прорыв воздуха из компрессора и газов из турбины в корпус оси. Стоит отметить, что полностью исключить попадание выхлопа и сжатого компрессором воздуха не удается. Излишки удаляются по сливному маслопроводу вместе с маслом и оказываются в картере дизельного двигателя.

Турбояма и турбоподхват

Крыльчатка турбины и компрессорное колесо закреплены на одной общей оси. По этой причине наблюдается определенная зависимость, которая заключается в увеличении подачи воздуха компрессором только с ростом оборотов турбины. Специалисты выделяют понятие турбоямы (турболаг), что означает задержку прироста мощности дизеля при резком нажатии на акселератор.

Турбояма возникает в результате инерционности всей системы турбонаддува. Дело в том, что  для раскручивания турбинного колеса поступающими на крыльчатку выхлопными газами нужно определенное время. Турбоподхват является резким  увеличением оборотов ДВС, который возникает следом за турбоямой.

Крыльчатка турбины раскручивается выхлопными газами для создания эффективного давление наддува турбокомпрессором. При определенных условиях турбина может вращаться с очень большой частотой, что зависит от конструктивных особенностей корпуса устройства и интенсивности потока отработавших газов.

Источник: http://krutimotor.ru/turbokompressor-na-dizele/

Как работает турбина в автомобиле — Спецтехника

Устройство турбины автомобиля выполнено так, чтобы увеличить давление топлива в коллекторе впуска для обеспечения максимального поступление кислорода в камеру, где происходит сгорание.

Основное назначение турбины – значительное увеличение мощности двигателя. Даже увеличение давления на 1 атмосферу в коллекторе приводит к попаданию в двигатель двойной порции кислорода.

Это позволяет даже небольшому двигателю отдавать такую мощность, как вдвое больший его аналог, но не оснащенный турбонаддувом.

Внешний вид турбины

Принцип работы и устройство турбокомпрессора

Рассмотрим, как работает турбина в автомобиле. Поток выхлопных газов поступает из выпускного коллектора в горячую часть турбины, там воздействует на лопасти крыльчатки, приводя ее в движение вместе с валом. На нем закреплена также крыльчатка компрессора, расположенного в холодном отсеке турбины. Она при вращении повышает давление в системе впуска, обеспечивая увеличенное поступление в камеру сжигания топлива и воздуха.

Схема работы турбины

Устройство турбины автомобиля не сложное, она состоит из:

  • Улитки компрессора, которая всасывает воздух, а затем нагнетает его в коллектор впуска;
  • Улитки, расположенной в горячей части – здесь выхлопные газы заставляют вращать турбину, после чего выбрасываются в систему отработанных газов на выход;
  • Крыльчатки компрессора, а также ее аналога в горячей части;
  • Шарикоподшипникового картриджа;
  • Корпуса, соединяющего улитки, имеющего систему охлаждения и системы подшипников.

Общее устройство турбины

Во время работы устройство подвергается значительным термодинамическим нагрузкам. Попадающие в турбину выхлопные газы достигают температуры 900°С, из-за чего ее корпус делают чугунным, причем для отливки используется особая технология.

Обороты турбинного вала могут достигать показателя 200 000 об/мин, поэтому в конструкцию устанавливают высокоточные детали, которые тщательно подгоняют и затем балансируют. Также для турбины предъявляются высокие требования к смазочным материалам.

Отдельные турбонагнетатели оборудованы так, что система смазки является одновременно охлаждением узла подшипников.

Система охлаждения и устройство турбонаддува

Охлаждающая система турбокомпрессоров необходима для улучшения передачи тепла от его механизмов и частей. Наиболее распространенные варианты охлаждения деталей — масляный способ и комплексное охлаждение антифризом и маслом. Оба типа имеют свои преимущества, но не лишены и недостатков.

Охлаждение маслом

Достоинства:

  • Простая конструкция;
  • Удешевление турбокомпрессора.

Недостатки:

  • Меньшая эффективность в сравнении с системой, где выполняется использование антифриза с маслом;Высокая требовательность к составу масла;
  • Необходимость часто его менять;
  • Требовательность к контролированию температурного режима.

Турбина с масляным охлаждением

Изначально устройство турбокомпрессора имело только масляное охлаждение, которое быстро достигало высоких температур, проходя через подшипники. Такое масло начинает сразу закипать, возникает эффект коксования, из-за которого забиваются каналы, существенно ограничивая доступ охлаждения и смазки к подшипникам.

В результате подшипники изнашиваются, их заклинивает, необходим дорогостоящий ремонт. У такой неполадки имеется несколько причин:

  • Некачественное или не то, которое рекомендовано для двигателя масло;
  • Превышение сроков замены масла;
  • Неисправности смазочной системы двигателя автомобиля.

Комплексное охлаждение маслом и антифризом

Преимуществом этого варианта становится большая эффективность получаемого охлаждения. Существенный недостаток — усложнение конструкции турбонагнетателей, что повышает их стоимость.

Турбина с масляным и водяным охлаждением

Устройство турбонаддува в варианте охлаждения турбин антифризом и маслом более сложное, поскольку в нем имеется отдельный масляный контур, а также система с охлаждающей жидкостью. Зато повышается эффективность работы, устраняются проблемы закипания масла.

Для такого турбонагнетателя масло служит, как и прежде, для охлаждения и смазки подшипников, а антифриз, подаваемый из общей цепи охлаждения двигателя, предотвращает перегрев и не дает закипать маслу. Из-за такой сложности увеличивается цена турбонагнетателя.

Конструктивные особенности

При работе горячей турбины воздух, нагнетаемый компрессором в ее корпусе, сильно сжимается, отчего происходит его нагрев. Это вызывает нежелательные последствия, поскольку при высокой температуре в воздухе меньше кислорода. Значит, эффективность наддува также снижается. Для борьбы с подобным явлением начали, используя рекомендации ученых, устанавливать в турбину интеркулер — вспомогательный охладитель воздуха.

Интеркулер для турбины

Конструкторы устройства отмечают, что нагрев воздуха далеко не единственная задача, которую им приходится решать при проектировании турбины. Насущной проблемой также становится ее инерционность — задержка реакции двигателя на открытие в коллекторе дроссельной заслонки.

Турбина максимально эффективна, когда достигаются определенные обороты вращения коленчатого вала. Среди автолюбителей даже распространено мнение, что турбонаддув включается только тогда, когда скорость автомобиля достигает определенного значения. Хотя турбина работает постоянно, а значение числа оборотов, при которых ее действие наиболее эффективно, для каждого двигателя индивидуальное.

Усовершенствование турбонаддува

Решая проблемы устройства турбин, конструкторами была разработана схема, в которой соединились нагнетатели двух компрессоров. Эта конструкция получила название twin-turbo.

Конструкция турбины твин-турбо

В такой системе используются параллельно пара одинаковых турбин. Их задача — повысить давление и объем поступающего воздуха. Система управления включает твин-турбо в момент, когда необходимо получить на повышенных оборотах максимальную мощность.

Подобный компрессор реализован в прославленном японском авто бренда Nissan, который получил имя Skyline Gt-R.

Двигатель ниссан с системой твин-турбо

В нем установлен мотор rb26-dett. Аналогичная система, однако, оснащенная одинаковыми небольшими турбинами позволяет получить заметный прирост мощности даже при малых оборотах, при этом поддерживать турбонаддув постоянно.

Последовательное соединение разных турбин получило название Bi-turbo.

Конструкция турбины би-турбо

Конструкция устроена так, что при невысоких оборотах функционирует лишь маленькая турбина, которая обеспечивает «отзывчивость» при плавно изменяемой скорости. Если обороты резко возрастают, включается «крупная» турбина». Это позволяет машине получить значительный прирост производительности, причем в любом диапазоне функционирования двигателя. Подобная система реализована в моделях BMW biturbo, тюнинг которых вызывает восхищение.

Система би-турбо от БМВ

Инновационные разработки

В числе современных разработок, уже радующих автовладельцев, турбина VGT, у которой лопатки крыльчатки изменяют свой угол наклона, направляя ее в сторону, куда направлены выхлопные газы.

Турбина с изменяемым углом наклона лопаток

Когда обороты двигателя небольшие, становится более узким пропускное сечение выхода в турбину выхлопных газов, поэтому «выхлоп» получается более быстрым. Чаще эту систему применяют для дизельных агрегатов, но есть разработки и для бензиновых двигателей.

Также к инновационным разработкам относится система Twin-scroll, где благодаря двойному контуру, по которому совершают обход выхлопные газы, получается, что их энергия вращает общий ротор с компрессором и крыльчаткой.

Конструкция турбины Твин-скролл

При этом имеется два варианта реализации:

  1. Выхлопные газы проходят одновременно оба контура и система функционирует как twin-turbo.
  2. Второй тип работает наподобие схемы biturbo — имеется два контура, у которых разная геометрия. Когда обороты невысокие, выхлопные газы идут по краткому контуру, увеличивающему энергию и скорость благодаря небольшому диаметру. Если обороты повышаются, выхлопные газы поступают в контур, имеющий больший диаметр — при этом рабочее давление сохраняется во впускной системе и отсутствует запор для выхлопных газов. Распределение регулируют механические элементы — клапаны, переключающие потоки.

Заключение

Сейчас  выпускают усовершенствованные турбины, поэтому их популярность возрастает все больше . Турбокомпрессоры перспективны как в плане форсирования моторов, так и потому, что повышают экономичность двигателя, чистоту его выхлопа.

Источник: https://mzoc.ru/prochie/kak-rabotaet-turbina-v-avtomobile.html

Как работает турбина машины. Принцип действия, а также мое подробное видео

Часто новички мне задают вопрос – а как работает турбина? Конечно же, это применительно к машинам (однако они применяются много где). Интерес к этому агрегату растет день ото дня, все потому что сейчас на рынок выходит все больше турбированных моторов. Обусловлено это увеличение производительности, а также экологическими нормами. Как не прискорбно, но думаю — через лет так скажем 10 – 15, обычных атмосферников уже и не останется

Для начала небольшое определение.

Турбина автомобиля – это агрегат, который призван повысить производительность двигателя внутреннего сгорания, за счет увеличения крутящего момента – следовательно, и лошадиных сил. Даже при малом объеме такая силовая установка может обойти обычный атмосферный двигатель большего объема.

Как видите устройство «вроде как» полезное, причем оно поднимает КПД мотора, примерно на 10 – 20%, что очень существенно!

Если сказать простыми словами — то при малом объеме, мы получаем больше мощности!

Отличить обычный и турбированный двигатель, можно даже на слух, достаточно запустить их и послушать. Турбина издает небольшой свист, который будет все сильнее, если обороты двигателя растут. Если положить руку на сердце, турбину, возможно установить на любой обычный атмосферный двигатель, главное правильно ее настроить, поэтому для начала давайте вспомним обычный вариант.

Двигатель внутреннего сгорания – атмосферный

Принцип давно уже изучен и я бы сказал «избит»! Большинство моторов имеют четырехтактный цикл, конечно есть и двухтактные, но они на автомобилях применяются редко. Как мы можем знать, работа основана на компрессии, вот почему это такой важный показатель, и он должен быть всегда в норме.

ИТАК (4 такта):

1 такт – поршень идет вниз, открываются впускные клапана и в цилиндры поступает воздушно-топливная смесь.

2 такт —  сжатие – поршень идет «максимально» вверх, сжимая смесь.

3 такт – воспламенение – сжатая смесь воспламеняется от свечей зажигания, происходит мини взрыв, который толкает поршень вниз.

4 такт  — выход отработанных газов – открываются другие клапана, которые выводят эти газы, выталкивает их поршень, который также идет наверх.

Эта «классика» работает вот уже много лет, с момента основания двигателя внутреннего сгорания. Сразу хочется отметить мощность у такого классического строения – повышается за счет увеличения объема цилиндров. ТО есть двигатель объемом в 1,4 литра будет заведомо слабее, чем вариант в 2,0 литра. Но относительно недавно (если брать историю моторостроения), появились первые турбины, которые устанавливаются на этот классический двигатель, и меняют расклад сил.

Как работает турбина?

Завораживающее слово «ТУРБО», для многих мальчишек это просто предел мечтаний – некоторые так и хотят прокачать свою ПРИОРУ и «лихачить» по городу. Однако чтобы тюнинговать свой автомобиль, нужно знать устройство турбины.

Итак – основная задача, этого аппарата нагнетать в двигатель как можно больше воздуха. Я бы даже сказал нагнетать с силой!

Для чего это делается – как мы уже поговорили сверху, поршни приводятся в движение за счет сжигания воздушно – топливной смеси, которая поступает в цилиндры. Чем больше ее поступило, чем больше мощность может развить силовой агрегат. Сам мотор может засосать ограниченное количество воздуха – вот бы было хорошо, если бы кто-то его туда закачал в большем объеме!

И этим как раз и занимается турбина. Она раскручивается до безумных значений, порядка 200 – 240 000 оборотов в минуту. И под давлением подает максимально много воздушной смеси в цилиндры двигателя. Это означает что при одинаковом объеме, можно сжигать намного больше этой смеси, что напрямую передается и мощности!

Если взять строение турбины – то здесь можно выделить две крыльчатки.

Первая вращается от давления отработанных газов, которые идут через глушитель, к ней жестко подсоединен вал.

Вторая крыльчатка, также сидит на валу, только с другой стороны и ей передается это вращение. Она начинает засасывать воздух (если хотите как пылесос), и под давлением нагнетать его в двигатель.

Вал, на котором сидят две крыльчатки (условно назовем их «горячая» и «холодная»), имеет подшипники, которые смазываются маслом двигателя (помимо смазывания, оно забирает и лишнюю температуру), чтобы масло не уходило в отсеки с крыльчатками, за подшипниками есть специальные изоляторы, которые тормозят его расход.

Как видите принцип работы очень простой. Если все же не поняли, посмотрите мое видео с разъяснением.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Как работает двигатель на метане

Турбо-яма

Минусом работы турбированного агрегата, является такое явление как «турбо-яма» (подробнее здесь). При низких оборотах турбина раскручивается не сильно, а поэтому не способна нагнетать большое количество воздуха. Если вы резко давите на педаль газа — то нужно какое-то время чтобы отработанные газы дошли до крыльчатки турбины и раскрутили ее! Однако пройдет немного времени, 1 – 2 секунды, прежде чем произойдет «выстрел» динамики.

В народе это явление называется турбо-ямой, то есть прежде чем резко ускориться, нужно подождать 1 или 2 секунды, пока раскрутится турбина.

Конечно, сейчас есть такое понятие как «ТВИН-ТУРБО» или «БИ-ТУРБО» – к обычной турбине подсоединяют еще одну, как правило – механическую (а с недавнего времени и электрическую), которая работает на низких оборотах, нагнетая нужное количество воздуха на низах, затем когда обороты вырастают, включается основная. Таким образом, турбо – яма побеждается.

Интеркулер

Про него также у меня есть статья (подробно здесь). Воздух, который нагнетается в цилиндры, под «бешеными» оборотами крыльчатки – нагревается. А при нагреве падает плотность и концентрация кислорода. Чтобы его охладить применяется такое устройство как – интеркуллер, он охлаждает поток, делая его более плотным, что положительно сказывается на производительности.

Минусы турбин

Минусы у этого агрегата также существенны:

1) Это более частая замена масла, потому как подшипники очень требовательны к качеству смазки (все же там просто огромные обороты).

2) Ресурс не такой большой, обычно ходят по 150 000 километров.

3) Дорогостоящий ремонт, если менять на немецком автомобиле, то это примерно от 70 000 рублей.

4) Топливо – с турбиной нужно заправляться высокооктановыми бензинами, не ниже 95, что «бьет» по кошельку.

5) Охлаждение турбины – старые варианты таких устройств, нужно было правильно охлаждать. Иначе если вы просто заглушите машину, то от перепада температур, крыльчатку просто может «покоробить», далее ремонт. Поэтому, придумали турботаймеры, они не дают двигателю сразу заглохнуть, а несколько минут работают на низких оборотах – охлаждая крыльчатку.

Вот такой вот агрегат эта турбина, из сегодняшней статьи вы поняли – как она работает, теперь вы «подкованы».

НА этом заканчиваю, думаю было интересно.

(15

Источник: http://avto-blogger.ru/texchast/kak-rabotaet-turbina-mashiny-princip-dejstviya-a-takzhe-moe-podrobnoe-video.html

Принцип работы двигателя с турбонаддувом

В природе не существует такой вещи, как идеальное изобретение: мы всегда можем сделать что-то лучше, дешевле, эффективнее и экологически более чистым. Возьмите двигатель внутреннего сгорания. Вы думаете, что это невероятно, что автомобиль, работающий на жидкости, может ускорить ваше путешествие из пункта А в пункт B в разы.

Но всегда существует возможность создать двигатель, который будет работать быстрее, на большие расстояния, или использовать меньше топлива. Одним из способов улучшить двигатель является использование турбонаддува – пары вентиляторов, которые направляют выхлопные газы из задней части двигателя в его переднюю часть, тем самым предоставляя двигателю больше мощности.

Мы все слышали о турбированных движках, но как именно это работает? Давайте рассмотрим этот вопрос подробнее!

Турбонаддув. Что это?

Вы когда-нибудь видели автомобили, которые проезжали мимо вас в облаке зловонного дыма, источником которого была их выхлопная труба? Для всех является очевидным тот факт, что выхлопные газы загрязняют окружающую среду, но менее очевидным остается тот факт, что это так же и пустая трата драгоценной энергии.

Выхлопные газы являются смесью горячих газов, которые выходят из двигателя на приличной скорости и вся энергия, которая в них содержится – температуры и движения (кинетическая энергия) – бесполезно рассеивается в атмосфере.

Разве не было бы замечательно, если бы двигатель мог использовать энергию выхлопных газов для собственного ускорения? Именно этим и занимается турбонаддув.

Автомобильные двигатели получают свою мощность от сгорания топлива в крепких металлических емкостях, которые называются цилиндрами. Воздух поступает в каждый цилиндр, смешивается там с топливом, и сгорает, при этом происходит небольшой взрыв, который приводит в движение поршень, а тот в свою очередь приводит в движение валы и шестерни, которые вращают колеса автомобиля.

Когда поршень возвращается в первоначальное положение, он выталкивает отходы воздушно-топливной смеси из цилиндров. Это и есть выхлопные газы. Количество энергии, которую может произвести автомобиль, напрямую связано с тем, как быстро он сжигает топливо.

Чем больше цилиндров в двигателе и чем больше они в объеме, тем больше топлива он может сжечь каждую секунду и (по крайней мере, теоретически) тем быстрее сможет ехать автомобиль.

Из урока приведенного выше мы уяснили, что одним из способов сделать автомобиль гораздо быстрее, это добавить больше цилиндров. Вот почему сверхбыстрые спортивные автомобили, как правило, оснащены восьмью или двенадцатью цилиндрами, а не четырьмя шестью, как стандартные семейные транспортные средства.

Другой способ заключается в использовании турбонаддува, который нагнетает больше воздуха в цилиндры, чтобы двигатель мог сжигать топливо с большей скоростью. Турбонаддув является простой, относительно дешевой, дополнительной конструкцией, которая помогает извлечь из двигателя больше мощности.

Это изобретение вошло в ТОП 10 улучшений в конструкции двигателя со времен его создания (об этом, а также о многом другом, более подробнее здесь).

Как работает турбонаддув?

Если вы знакомы с принципом работы реактивного двигателя, то вы на полпути к пониманию принципа работы автомобильного турбонаддува. Реактивный двигатель всасывает холодный воздух спереди, сжимает его в камере, где он сгорает с топливом, а затем выпускает горячий воздух с обратной стороны двигателя на большой скорости.

Когда горячий воздух покидает двигатель, он проходит мимо турбины (которая внешне немного похожа на очень компактную металлическую лестницу), что приводит в движение компрессор (воздушный насос) в передней части двигателя. Этот компрессор толкает воздух в двигатель, чтобы сжечь топливо должным образом. Принцип работы турбонаддува в автомобиле практически точно такой же. Он использует выхлопные газы для приведения турбины в действие.

Она вращает воздушный компрессор, который нагнетает дополнительный воздух в цилиндры, чтобы сжигать больше топлива каждую секунду. Вот почему автомобили с турбонаддувами обладают большей мощностью.

Как это работает на практике? Фактически турбокомпрессор – это два небольших вентилятора (так называемые лопастные колеса или газовые насосы), которые размещены на одном металлическом валу, так что оба вращаются в одну сторону. Один из этих вентиляторов, который называется турбиной, расположен на пути потоков выхлопных газов из цилиндров двигателя.

Как только цилиндры выпускают горячий газ, он вращает лопасти вентилятора, что приводит в движение вал, на котором размещен вентилятор. Второй вентилятор, который называется компрессором, также начинает вращаться, так как расположен на одном валу с турбиной.

Он установлен внутри воздухозаборника автомобиля, поэтому, как только он начинает вращаться, он засасывает воздух в машину и нагнетает его в цилиндры.

Но на этом этапе возникает небольшая проблема. Если вы сжимаете газ, вы повышаете его температуру. Горячий воздух имеет меньшую плотность, а это уменьшает его эффективность в помощи при сгорании топлива.

Так что, было бы намного лучше, если бы воздух, поступающий из компрессора, охлаждался до того, как он попадет в цилиндры.

Для того, чтобы решить эту проблему и охладить воздух, выход из турбокомпрессора проходит через теплообменник, который забирает лишнюю температуру себе и направляет ее в более подходящие места.

Существует ряд мнений, что турбины ненадежны, что они часто ломаются и требуют полной замены. Мы не совсем согласны с этим утверждением. Почему? Об этом читайте в нашей статье: Есть ли недостатки у двигателей с турбонаддувом?

Схема работы турбонаддува с картинкой

Основная идея заключается в том, что выхлопные газы приводят в движение турбину (красный вентилятор), который непосредственно подключен (и питает) к компрессору (синий вентилятор), который нагнетает воздух в двигатель. Для простоты, мы показываем только один цилиндр. Давайте рассмотрим весь принцип работы пошагово.

1 . Холодный воздух поступает в воздухозаборник двигателя и направляется в компрессор.

2 . Вентилятор компрессора помогает засасывать воздух внутрь.

3 . Компрессор сжимает и нагревает поступающий воздух и выдувает его снова.

4 . Горячий, сжатый воздух из компрессора проходит через теплообменник, который охлаждает его.

5 . Охлажденный, сжатый воздух поступает в воздухозаборник цилиндра. Дополнительный кислород помогает сжигать топливо в цилиндре с большей скоростью.

6 . Так как в цилиндре сжигается больше топлива, он быстрее производит энергию и может отправлять больше мощности на колеса через поршни, валы и шестерни.

7 . Выхлопные газы из цилиндра выходят через выпускные трубы.

8 . Горячие выхлопные газы проходят мимо турбины и заставляют ее вращаться с высокой скоростью.

9 . Вращающаяся турбина установлена на том же валу, что и компрессор (на нашей картинке вал изображен оранжевым цветом). Таким образом, если вращается турбина, то и компрессор тоже.

10 . Выхлопные газы выходят из автомобиля, но при этом тратиться меньше ценной энергии, чем, если бы двигатель был без турбонаддува.

Источник: https://zap-online.ru/info/obsluzhivanie-avtomobiley/princip-raboty-dvigatelya-s-turbonadduvom

Принцип работы турбины на дизельном двигателе: видео

04-10-2017

Статья на тему какой принцип работы турбины на дизельном двигателе. Как работает турбина на машине, признаки поломки, как работает турбина на дизельном двигателе с изменяемой геометрией и на самых известных марках авто. Такие как: Фольксваген, Камаз, БМВ, Каменс, Рено и другие.

Статья на тему как работает турбокомпрессор на дизельном двигателе. Так же затронуты самые известные марки авто, такие как Фольксваген, Камаз, Рено, БМВ, Мерседес, Каменс и другие. Так же, как работает турбина на дизельном двигателе с изменяемой геометрией

Как работает турбина на машине

Турбина в автомобиле необходима для увеличения мощности. Основной задачей ее является: обеспечить увеличение подачи топливно-воздушной смеси в рабочую полость цилиндров силовой установки. Увеличение мощности автомобиля прямо пропорционально величине, на которую повысился расход топлива.

Однако, для осуществления полноценного цикла сжигания бензина, необходимо также внедрение определенное количество воздуха. Это условие обеспечивает турбина, поскольку мотор, не оснащенный данным агрегатом, не может обеспечить забор такого большого количества кислорода, несмотря на оснащение фильтром, который имеет нулевое сопротивление.

Какой принцип работы турбины на дизельном двигателе

В состав турбокомпрессора, устанавливаемого на дизельные силовые агрегаты, входят:

  1. Компрессорный корпус.
  2. Роторный или осевой вал.
  3. Турбинный корпус.
  4. Колеса компрессора и турбины.
  5. Корпус для подшипников.

Основой турбины является крыльчатка, закрепленная на оси. Она имеет корпус из специальных, термоустойчивых материалов. Это необходимо, поскольку турбина, и все ее элементы постоянно контактируют с огромным потоком различных газов, температура которых, зачастую, очень высока.

Вращение крыльчатки и оси разнонаправленное, и имеют высокую частоту. Поэтому работа этих двух элементов осуществляется на небольшом расстоянии друг от друга. Отработавшие газы попадают в специальный канал, однако, перед этим пройдя путь, проходящий через выпускной коллектор.

Данный транспортный канал, по которому проходят газы, расположен в корпусе турбонагнетателя.  После этой части пути, происходит разгон отработавших газов, затем осуществляется подача их под давлением в полость ротора. Так осуществляются вращательные движения элементов автомобильной турбины.

Однако конструктивные особенности турбин на дизельных двигателях могут отличаться. Самым распространенным отличием в них является различное число каналов, расположенных в корпусе турбины, по которым осуществляется движение вредных газов.

Также существует тип турбины, геометрия которой изменяется. Они дают возможность управления потоками газов непосредственно в пределах корпуса турбины.

Принцип работы турбины с изменяемой геометрией

Направляющие Лопасти имеют определенное сечение, возникающие среди них. Для увеличения или уменьшения потока движения газов необходимо смешить сечение, в необходимую сторону. Эта операция необходима для оптимизации мощностных параметров турбированного изделия, которые зависят от требуемой нагрузки.

Моторная установка на малых оборотах не позволяет развить высокую скорость потока углекислых газов. Это приводит к тому, что турбоустановка раскручена достаточно слабо и резкое ускорение автомобиля невозможно.

При возникновении подобной ситуации, электронный управляющий блок подает импульс, по которому происходит смещение лопаток, задающих направление, и уменьшение расстояния между ними.

Объем потока отработавших газов остается прежним. Однако, поскольку коридор, по которому необходимо пройти свой путь газам, уменьшился в несколько раз, скорость движения их увеличивается пропорционально уменьшению размера прохода.

Элементы турбины вращаются на высокой частоте и создают высокое давление наддува, несмотря на то, что параметры объема потока вредных газов остался прежним.

Признаки поломки турбины

Большинство неисправностей автомобильных турбин возникают либо по причине некачественного и несвоевременного обслуживания, либо из-за повышенных нагрузок, приходящихся на систему турбонаддува.

Это подтверждается тем, что автомобили, купленные в салоне и проходящие техническое обслуживание, в регламентируемые, заводом-изготовителем, сроки, очень редко попадают на станции технического обслуживания. А если такое случается, то причиной неисправности является заводской брак данного изделия.

Также бывают ситуации, когда турбокомпрессор выходит из строя не внешних факторов, например: некорректная работа силовой установки.

Исходя из этого, перед установкой нового изделия, необходимо найти и устранить причину, по которой вышел из строя предыдущий турбокомпрессор.

Автомобильная турбина является высокотехнологичным агрегатом автомобиля и к ней предъявляются самые высокие требования. Для ее ремонта необходимо иметь определенные навыки и специальное оборудование, которое поможет осуществить качественное обслуживание.

Также помещение, в котором производятся операции по ремонту и техническому обслуживанию элементов турбины должно быть максимально чистым, поскольку любое попадание пыли или грязи на поверхности турбокомпрессора может сказаться на долговечности его службы.

Именно по этой причине автовладельцу стоит задуматься, прежде чем заливать некачественное масло или использовать дешевые фильтры, а также необходимо тщательно подойти к выбору станции технического обслуживания автотранспортного средства.

  • Первый признак неисправности турбины: Синий цвет выхлопных газов на прогретом двигателе, когда осуществляется резкий разгон автомобиля. При постоянном количестве оборотов коленчатого вала данное явление не наблюдается. Причиной этому является то, что из-за не герметичности каналов турбокомпрессора, моторное масло сгорает в рабочих полостях цилиндров двигателя.
  • Второй признак: Выхлопные газы имеют черный цвет. Происходит это потому, топливовоздушная смесь является слишком обогащённой. Система управления турбокомпрессором дает сбой и наблюдается недостаточное поступление количества кислорода в цилиндры двигателя.
  • Третьим признаком неисправности может являться то, что выхлопные газы имеют белый оттенок. Происходит это потому, что засорен сливной маслопровод турбокомпрессора.

Признак четвертый. Внезапное увеличение расхода масла, вплоть до 1 л на 1000 км пробега и попутное наблюдение следов подтеков масла на корпусе турбины, в местах, где соединяются патрубки воздушного тракта. Это может происходить по одной из следующих причин: засорились каналы, по которым подается воздух или сливается масло, а также ось турбокомпрессора может быть закоксована.

Пятым признаком может быть ухудшенная динамика разгона автотранспортного средства по причине недостаточного поступления воздушной смеси в силовой агрегат. Это случается, поскольку система управления компрессором турбины дает сбой либо совсем выходит из строя.

Появления шума или свиста во время работы мотора является шестым признаком неисправности автомобильной турбины. Возникает это, когда нарушена герметизация между компрессорным выходом и силовой установкой.

Высокая скорость движения потоков отработавших газов, попадающие в образовавшиеся отверстия, создает шум в моторном отсеке.

Седьмой признак. Им является появления скрежета во время работы турбокомпрессора на высокой частоте. Этому способствует появившиеся на корпусе турбины трещины или вмятины. При вращении лопастей турбокомпрессора происходит контакт с деформировавшимися поверхностями, происходит нарушение частоты вращения оси, что влечет за собой скорый выход из строя всего агрегата.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Агп что это такое

Следующий признак представляет собой увеличение расхода топлива и токсичности выхлопа. Это гарантированно означает что фильтр или каналы, по которым проходит поток отработавших газов к турбокомпрессору, засорены посторонними предметами и веществами.

Утачка масляной жидкости из турбины является десятым признаком и проявляется она в той стороне, где расположен компрессор турбонагнетателя.  Закоксованный корпус, на котором расположена ось турбины, некорректная работа смазочных систем, повреждение компрессора – все эти моменты являются факторами, обеспечивающими появление этого признака неисправности.

И наконец, последний. Он заключается в появлении турбоямы, а также задымлении отсека, в котором располагается силовой агрегат. Байпасный клапан оснащен своим корпусом, в котором со временем могут появиться трещины и потертости. Через них, при запуске двигателя, возможно образование небольшого облака отработавших газов в моторном отсеке автомобиля.

Принцип работы на дизельном двигателе Фольксваген

Автомобили немецкой компании, в которых установлен дизельный силовой агрегат с турбиной, получил маркировку TDI. В переводе на русский язык, расшифровка этих символов означает — Турбонагнетатель с системой непосредственной подачи топлива.

Именно благодаря нагнетателю, эти агрегаты обладают возможностью регулировки маршрутных и скоростных параметров потока вредных газов. Функционирование элементов турбонаддува силовой установки TDI способствует обеспечению оптимальных параметров давления воздушной смеси. Это возможно из-за регулировки энергии, с которой движется воздушная масса.

Турбина на дизельном двигателе Камаз

Изделие имеет очень простое устройство и компрессорный тип. Это изделие произведено путём совмещения газовой турбины и центробежного турбокомпрессора. В отличие от колеса газовой турбины, в которую поступают и из которой выходят отработанные газы, компрессорное колесо работает с атмосферным воздухом.

Материал исполнения корпусов является особо прочным, поскольку работа осуществляется на высоких температурах.

Турбина чаще всего устанавливались на дизельном двигателе с изменяемой геометрией

Причиной этому является более высокая надежность и работоспособность при эксплуатации автомобиля в условиях с пониженной температуры воздуха. Среди плюсов использования турбины с системой изменяемой геометрии стоит отметить: уменьшенные расход топлива и выбросы в окружающую среду вредных газов, а также повышение крутящего момента и мощности силовой установки.

Главным отличием от конструкций имеющий классический тип, является наличие колец, состоящих из специальных лопастей. Привод, с помощью которого возможно вращение этих лопастей, бывает нескольких типов: гидравлический, пневматический, вакуумный либо мембранный.

На дизельном двигателе БМВ возможна установка до четырех турбин одновременно

Этот шаг немецкая компания осуществляет для увеличения динамических параметров разгона. С установкой каждого дополнительного элемента мощность увеличивается на определенное количество лошадиных сил.

При этом наличие большого количество турбин не означает, что расход дизельного топлива будет увеличиваться. Напротив, с каждым новым агрегатом, наблюдается уменьшение на 5% потребления солярки.

Использование турбины на двигателе Каменс

Cummins- это американская компания, зарекомендовавшая себя как производитель надежных дизельных силовых агрегатов, устанавливаемых на тягачи, автобусы и автомобили. Также идет производство в отдельных цехах его компонентов по отдельности, в том числе турбин.

Среди преимуществ турбонаддува этой компании выделяется: невысоки расход топливной жидкости, увеличение числа лошадиных сил двигателя, без увеличения рабочего объема и частоты вращения коленчатого вала.

Турбина на двигателе Рено

Французская компания уделила этому изделию автомобиля большое внимание, потому что благодаря ему, возможно увеличение мощности дизельного двигателя в два раза. Их двигатель с объемом 1.9 литра, занимает лидирующие позиции среди дизельных установок с турбиной.

Применение турбоустановок на Мерседес

Самыми популярными турбинами на мерседес являются: компрессорные установки. Однако при повышенных нагрузках во время эксплуатации наблюдается частый выход из строя подшипников на роторе, а также муфты. Ремонт турбины Мерседес в настоящее время стал возможным благодаря использованию высокоточного технологичного оборудования.

Схема подключения турбины на Опель

Источник: http://eronturbo.ru/news/ID_14.html

Причины поломки и выхода турбокомпрессора из строя

Причин для выхода турбины из строя может быть несколько, однако, если вы соблюдаете все технический регламенты по обслуживанию машины, замене масла и вовремя проводите обслуживание автомобиля, то турбокомпрессор установленный на автомобиль прослужит вам долгие годы и пробег автомобиля 200-250 т. км с одной турбиной это не редкость, а просто внимательное отношение к своему автомобилю и соблюдение требований для его длительной и безпроблемной эксплуатации.

Рекомендуем вас посмотреть виде ролик от фирмы Garrett посвещенный проблемам с турбинами и правильному обращению с ними:

Теперь поговорим о проблемах поподробнее:

1. Моторное масло загрязнено

1.1 Моторное масло имеет включения достаточно крупных абразивных частиц

При наличии в масле крупных абразивных частиц наблюдается сильный износ опорных шеек ротора турбокомпрессора. На шейках и втулках  опорных и упорных подшипников можно наблюдать довольно глубокие задиры (фото 1-4).

Фото 1.

Фото 2.

Фото 3.

Фото 4. (справа – новая втулка)

Среди наиболее вероятных причин такого состояния моторного масла прежде всего следует назвать некондиционный масляный фильтр, перепускной клапан которого негерметичен. Вследствие этого часть масла поступает в каналы двигателя без фильтрации.

Также причиной может стать загрязнение моторного масла после неаккуратного ремонта. Зачастую грязь может попасть в масло после вскрытия  клапанной крышки головки блока, поддона масляного картера или каких-либо других работ с частичной разборкой двигателя. При этом даже качественный масляный фильтр может оказаться полностью блокированным загрязнениями, после чего срабатывает перепускной клапан и масло поступает в магистраль без фильтрации.

1.2. Моторное масло имеет загрязнения в виде мелких абразивных частиц

Визуально загрязнение масла такого характера проявляется в значительном износе опорных шеек ротора ТК, причем на граничных кромках зон трения будет наблюдаться эффект «зализывания». Втулки радиальных подшипников изнашиваются подобным образом – хорошо видны скругления их кромок. Также хорошо виден износ на внутренней стороне упорного подшипника (фото 5-7).

Фото 5.

Фото 6.

Фото 7.

Наиболее вероятные причины загрязнения такого характера:

—  значительное превышение срока службы моторного масла. Любое масло постепенно теряет свои смазывающие свойства, стареет и закоксовывается от воздействия высоких температур. Мелкие частицы кокса проникают сквозь фильтрующий элемент масляного фильтра и  постепенно «шлифуют» поверхности трения в подшипниках турбокомпрессора.

— После обкатки двигателя масло не было вовремя заменено. Обкатка сопровождается образованием мелких абразивных частиц металла. При этом абразивные частицы  попадают в систему смазки турбокомпрессора, что приводит к его повышенному износу.

2. Моторное масло имеет химические загрязнения

Загрязнение масла такого характера проявляется в виде значительного износа опорных шеек ротора ТК. При этом наличествуют явные признаки перегрева в виде  цветов побежалости. Аналогичная картина наблюдается и на внутренних поверхностях опорных втулок подшипников скольжения. (фото 8,9)

Фото 8.

Фото 9.

Наиболее вероятные причины такого загрязнения:

— смешивание моторного масла в картере двигателя с топливом. Причиной может быть нарушение в работе системы подачи топлива. Если одна или несколько форсунок системы впрыска работают неправильно, часть топлива может попадать в картер. Также топливо может попасть в масло вследствие неаккуратного техобслуживания, к примеру измерения компрессии в цилиндрах;

— наличие в масле чрезмерного количества присадок, улучшающих отдельные его свойства;

— применение в двигателе некачественного моторного масла либо вполне качественного, но не предназначенного для использования в моторах с турбокомпрессором.

Химические загрязнения приводят к резкому снижению прочности масляной пленки в подшипниках скольжения ТК. На интенсивных режимах работы агрегата пленка может разрушаться, что приводит к сухому трению как раз в тот момент, когда смазка нужна больше всего.

3. Повреждения, связанные с эксплуатацией ТК на предельных режимах

3.1. Повреждения ТК по причине выхода на запредельные температурные параметры работы

Превышение температурных показателей работы турбокомпрессора приводит к образованию масляного нагара на шейках ротора и значительному закоксовыванию вала. От перегрева тыльная сторона турбинного колеса становится слегка вогнутой, а иногда на ней и примыкающей части вала появляется  «апельсиновая корка» (фото 10,11). Наиболее серьезные последствия перегрева – образование на тыльной стороне колеса  глубоких трещин (фото 12).

Фото 10.

Фото 11.

Фото 12.

Причины работы турбокомпрессора на запредельных температурах:

—  Нарушение в работе системы охлаждения. Самая распространенная причина – неисправный термостат. Также причиной может стать недостаточный уровень охлаждающей жидкости;

— Нарушения в работе газораспределительной системы, к примеру, неправильный угол опережения зажигания или несвоевременный впрыск топлива;

— Использование в двигателе топлива, не соответствующего рекомендованного изготовителем автомобиля;

— для ТК с водяным охлаждением – образование в водяной рубашке ТК воздушной пробки, образование накипи в патрубках системы охлаждения, что приводит к уменьшению их сечения вплоть до полного перекрытия.

3.2. Повреждения ТК, связанные с выходом на запредельные обороты ротора

При превышении максимальных значений частоты вращения ротора ТК  может сопровождаться образованием трещин  лопаток турбины. При дальнейшей работе агрегата на таких режимах часть лопаток может быть разрушена, вплоть до полного разрыва всего колеса турбины (фото13,14).

Фото 13.

Фото 14.

Причины выхода турбокомпрессора на запредельные частоты вращения:

— Неисправность системы регулирования турбокомпрессора. Наиболее распространенная причина – выход из строя датчика  давления воздуха, расположенного во впускном коллекторе двигателя;

— неисправность байпасной системы. Данная неисправность возникает в турбокомпрессорах, в которых предусмотрен перепуск выхлопных газов. Примером может служить турбокомпрессор с нормально закрытыми предохранительными клапанами;

— для ТК с системой VNT ( с изменяемой геометрией) и системой VST (с дросселированием) – заклинивание регулируемых элементов в положении, соответствующем наибольшей производительности турбинной части агрегата.

4. Недостаток смазки турбокомпрессора

4.1.Неисправности узлов и деталей ТК в связи  с недостаточностью смазки, как временной, так и постоянной

Дефицит смазки в турбокомпрессоре имеет симптомы, во многом  схожие с теми, которые возникают при химическом загрязнении масла. При этом наблюдается изменение цвета  ротора и втулок подшипников скольжения.

С серебристо-белого эти детали меняют цвет на желтый или даже иссиня-черный. Впоследствии, если причина дефицита смазки не устраняется, может последовать разрушение вала ротора. Самым серьезным последствием может стать отрыв колеса турбины.

Также разрушаются дистанционные втулки и подшипники скольжения (фото 15-17).

Фото 15.

Фото16.

Фото 17.

Возможные причины дефицита смазки ТК:

— общая неисправность системы смазки двигателя, в том числе износ деталей маслонасоса, неисправность редукционного клапана маслонасоса, чрезмерное засорение масляного фильтра;

— наличие в поддоне картера больших отложений закоксованного масла и посторонних предметов (кусков прокладок, металлических осколков и т.д.)

В данном случае при работе двигателя на холостых оборотах давление масла в системе находится в пределах нормы.

С повышением частоты вращения коленвала увеличивается производительность маслонасоса, что приводит к подтягиванию к сетке маслоприемника имеющихся в поддоне загрязнений, а это может привести к значительному падению давления в системе как раз в тот момент, когда двигатель работает под нагрузкой и нуждается в смазке.

Датчик аварийного давления в системе смазки при этом не срабатывает – давление в системе остается выше минимального, но его недостаточно для обеспечения смазки турбокомпрессора, который работает в наиболее тяжелых условиях;

— снижение количества подаваемого в турбокомпрессор масла из-за ненадлежащего состояния подающей трубки. Трубка может быть засорена коксовыми отложениями либо повреждена механически;

— засорение масляных каналов корпуса турбокомпрессора. Причин у такого явления может быть несколько, и самая вероятная из них это попадание частиц кокса в каналы из подающей магистрали системы смазки ТК. При ремонте агрегата рекомендуется заменить подающую магистраль  на новую.

В крайнем случае достаточно ее тщательно промыть и продуть, чтобы по возможности исключить наличие в ней загрязнений. Масляные каналы корпуса ТК могут быть перекрыты и по другим причинам. Некоторые модели турбокомпрессоров имеют дополнительный масляный фильтр, который представляет собой мелкую сетку в корпусе из пластмассы. Пластмасса в процессе эксплуатации может разрушаться.

и ее частицы попадают в каналы и перекрывают их. Также пластмассовый корпус может разрушиться в результате неправильного монтажа.

5. Повреждения турбокомпрессора механического характера

5.1.Повреждения рабочего колеса компрессора твердыми предметами

Твердые предметы, попадающие в канал подачи воздуха и далее в компрессор могут нанести ему непоправимый вред. Это может быть шайба, гайка или какая-либо пластмассовая деталь, попавшая в канал в результате неаккуратного ремонта. Поврежденная крыльчатка компрессора теряет балансировку, после чего турбокомпрессор полностью выходит из строя в течение небольшого периода времени. В худшем случае может  произойти обрыв вала ротора или  обрыв рабочего колеса компрессора (фото 18-20).

Фото 18.

Фото 19.

Фото 20.

5.2. Повреждения рабочего колеса компрессора мягкими предметами

Несмотря на то, что некоторые предметы, попадающие в компрессор, являются мягкими, последствия от этого не менее плачевные. В компрессор могут попасть сухие листья, кусок ветоши, бумаги или картона, и любой из этих предметов наносит рабочему колесу серьезный вред, после чего выходит из строя весь агрегат.

Причина состоит в нарушении балансировки ротора, что приводит к быстрому разрушению дистанционных втулок и подшипников. В худшем случае может произойти излом вала ротора.

Мягкие предметы становятся причиной деформации лопаток колеса компрессора, а в некоторых случаях происходит усталостное разрушение лопаток (фото 21,22).

Фото 21.

Фото 22.

5.3.Абразивные повреждения лопаток  рабочего колеса компрессора

В воздушную магистраль турбокомпрессора могут попадать абразивные частицы (пыль, песок), которые постепенно изнашивают рабочее колесо. Изменяется форма лопаток, они сглаживаются и истончаются. И хотя дисбаланса при этом не наблюдается – поверхности стираются равномерно, но происходит уменьшение рабочей поверхности колеса, что приводит к падению производительности агрегата (фото 23).

Фото 23.

Наиболее вероятные причины попадания в воздушный канал абразивных частиц – проблемы с воздушным фильтром. В частности, он может быть деформирован таким образом, что часть воздуха не подвергается фильтрации. Также причиной может быть негерметичность  патрубка от воздушного фильтра до входа в турбокомпрессор. В этой части наблюдается разрежение, и пыль и песок попросту засасывает внутрь. Еще одна возможная причина – негерметичность системы вентиляции картера.

5.4. Повреждения посторонними предметами на стороне турбины

Как уже было сказано, турбокомпрессор работает на режимах, близких к предельным. Поэтому попадание в турбинную часть даже небольших посторонних предметов может привести к катастрофическим последствиям. Это может быть окалина, твердый нагар, частицы песка, осколок поршня или клапана. Наиболее тяжелый случай – отрыв рабочего колеса турбины. В системах с изменяемой геометрией (VNT) могут быть повреждены лопатки, что приведет к выходу из строя системы регулирования (фото  24, 25).

Фото 24.

Фото25.

Источник: https://turbo-magazin.ru/prichinyi-vyihoda-turbokompressora-iz-stroya.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
ПРО Технику
Как сделать раму на минитрактор

Закрыть