Срок службы турбины на дизеле

Избыточное давление. Всё про наддув

Наддув — самый доступный и простой способ увеличить мощность двигателя внутреннего сгорания. Теория проста: чтобы выросла отдача, нужно сжечь как можно больше топлива. Но для его горения необходим ещё и воздух. И если «налить» в цилиндры сколько угодно топлива проще простого (качай себе и качай мощным насосом), то с воздухом дело обстоит сложнее — для него тоже нужен своеобразный насос. И роль такого агрегата в двигателях играют нагнетатели. Вне зависимости от его типа, оснащённый наддувом двигатель обладает большей мощностью и крутящим моментом, чем аналогичный атмосферник. Почему это возможно, какие существуют конструкции и какие побочные эффекты имеет наддув? Рассказываем в нашей справке по современным системам.

Охлаждение перед выключением

В среднем ресурс турбины составляет около 150 тыс. км. Для многих турбомоторов обязательным является интеркулер для охлаждения воздуха, нагретого турбиной. Он полезен, так как в холодном воздухе содержится больше кислорода, из-за чего смесь становится более эффективной и лучше сгорает. Возрастает мощность мотора.

Во время работы лопасти турбины раскручиваются до огромных скоростей, более 100 тысяч оборотов в минуту. Ось, которая приводится в движение ведущей крыльчаткой, крепится с помощью подшипников скольжения к корпусу турбины и сильно разогревается. Для смазки подшипников используется моторное масло, а также штатная система охлаждения.

После активной езды корпус турбины сильно разогревается от большого количества проходящих раскаленных отработанных газов. Если припарковать машину и резко выключить двигатель, то внутри турбины начинаются негативные процессы, приводящие к снижению ее ресурса. Масляный насос перестает поддерживать давление смазывающей жидкости, ее циркуляция прекращается. Разогретый докрасна корпус перестает охлаждаться маслом и буквально поджаривает остатки смазывающей жидкости, что приводит к выпадению присадок, а затем к локальному образованию налета на стенках. Подвижные элементы технического узла закоксовываются.

Поэтому нельзя сразу глушить мотор после остановки машины. Необходимо дать турбине поработать на холостых пару минут и охладиться потоками масла и антифриза. Подъезжая к дому, можно заранее двигаться накатом и тормозить двигателем, чтобы дать насосу обильно прокачать масло и охладить натруженный турбонаддув.

Что такое компрессия двигателя и на что она влияет? Подробнее

Необходимые дополнения в состав системы турбонаддува: клапаны, интеркулер

Не один десяток лет потребовался инженерам, чтобы создать действительно эффективно работающий турбокомпрессор. Ведь это только в теории всё выглядит гладко: от преобразования энергии отработанных газов можно «вернуть» утерянный процент КПД и значительно увеличить мощность двигателя (например, со ста до ста шестидесяти лошадиных сил). Но на практике подобного почему-то не получалось.

Кроме того, при резком нажатии на акселератор приходилось ждать увеличения оборотов мотора. Оно происходило только через некоторую паузу. Рост давления выхлопных газов, раскрутка турбины и загонку сжатого воздуха происходили не сразу, а постепенно. Данное явление, именуемое «turbolag» («турбояма») никак не удавалось укротить. А справиться с ним получилось, применив два дополнительных клапана: один – для перепускания излишнего воздуха в компрессор через трубопровод из двигательного коллектора. А другой клапан – для отработанных газов. Да и в целом, современные турбины с изменяемой геометрией лопаток даже своей формой уже значительно отличаются от классических турбин второй половины ХХ века.

Дизельный турбокомпрессор «Бош»

Другая проблема, которую пришлось решать при развитии технологий дизельных турбин, состояла в избыточной детонации. Детонация эта возникала из-за резкого увеличения температуры в рабочих полостях цилиндров при нагнетании туда дополнительных масс сжатого воздуха, особенно на завершающей стадии такта. Решать данную проблему в системе призван промежуточный охладитель наддувочного воздуха (интеркулер).

Интеркулер – это не что иное, как радиатор для охлаждения наддувочного воздуха. Кроме снижения детонации, он снижает температуру воздуха ещё и для того, чтоб не снижать его плотность. А это неизбежно во время процесса нагрева от сжатия, и от этого эффективность всей системы в значительной степени падает.

Кроме того, современная система турбонаддува двигателя не обходится без:

• регулировочного клапана (wastegate). Он служит для поддержания оптимального давления в системе, и для его сброса , при необходимости, в приёмную трубу;
• перепускного клапана (bypass-valve). Его предназначение – отвод наддувочного воздуха назад во впускные патрубки до турбины, если нужно снизить мощность и дроссельная заслонка закрывается;
• и/или «стравливающего» клапана (blow-off-valve). Который стравливает наддувочный воздух в атмосферу в том случае, если дроссель закрывается и датчик массового расхода воздуха отсутствует;
• выпускного коллектора, совместимого с турбокомпрессором;
• герметичных патрубков: воздушных для подачи воздуха во впуск, и масляных – для охлаждения и смазки турбокомпрессора.

Ремонт турбин дизельных двигателей – изучаем устройство механизма

Турбина представляет собой крыльчатку, насаженную на вал, через который приводится в движение компрессор. Его корпус изготавливается из жаропрочного алюминиевого сплава, а вал делают из среднелегированной стали. Эти детали ремонту практически не поддаются и в случае выхода из строя их просто заменяют новыми.

Корпус турбонаддува дизельного двигателя отливается из чугуна. В процессе активной работы, в основном, происходит износ постели под подшипниками и гнезда уплотнительного кольца. Улитку турбины отливают из чугуна, за счет ее сложной формы образуется поток газов, который и приводит в движение весь описанный агрегат.

Под улитку компрессора изготавливают алюминиевую отливку с местом под крыльчатку. Во время вращения компрессор затягивает через центральное отверстие воздух, после чего сжимает и по кольцевому каналу нагнетает в двигатель. Устройство данного механизма не отличается сложностью, но для его изготовления требуется высокая точность литья и минимальные допуски при подгонке деталей.

Ресурс турбокомпрессора на дизельном моторе

Турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания, хотя и является достаточно уязвимым при нарушениях правил эксплуатации и обслуживания, изначально обладает достаточно большим моторесурсом. Нередко производитель закладывает для него даже больший плановый ресурс, чем для самого двигателя. И всё же на практике турбина выходит из строя куда раньше, поскольку те оптимальные условия эксплуатации, которые предполагает производитель, в реальной жизни труднодостижимы.

Поломки дизельного турбокомпрессора

Турбина дизельного двигателя живет в среднем от 150 до 250 тыс. километров. При этом на срок службы оказывают значительное влияние особенности конструкции конкретного турбонагнетателя, а также условия, в которых он эксплуатируется.

Примечательно, что из-за некоторых конструктивных особенностей турбин для дизельных моторов они плохо поддаются ремонту, поэтому ухаживать за ними следует со всей внимательностью. Также настоятельно рекомендуется строго выдерживать рекомендации по эксплуатации турбины.

Самой распространенной причиной проблем с турбонагнетателем является недостаточно качественная работа смазочной системы, в особенности смазка ротора. Всё дело в том, что турбина очень чувствительна к любым отклонениям от нормы в смазочной системе. Пониженное давление, некачественное или загрязненное масло — вот главные убийцы дизельных (да и бензиновых) турбин.

Как известно, в процессе работы двигателя в моторном масле постепенно накапливаются твердые частички различного происхождения (в основном микроскопическая металлическая стружка и продукты сгорания топлива). Попадая в турбину, они способны очень быстро вывести ее из строя. Кроме того, постепенное падение производительности масляного насоса из-за естественного износа также вредит турбине, которая недополучает необходимое ей масло. Таким образом, ресурс турбокомпрессора в значительной степени зависит от общего технического состояния автомобиля и регулярности его обслуживания.

Рекомендации по увеличению моторесурса турбины

Разумеется, дизельный мотор способен работать без турбины. В прежние времена турбокомпрессор вообще был редкостью, да и сегодня его ставят далеко не на каждую дизельную машину. Тем не менее, если уж конкретный автомобиль укомплектован турбиной, значит, и сам двигатель сконструирован и отлажен так, чтобы работать вместе с турбиной. Ее поломка или нестабильная работа приводит к сбоям в работе и самого двигателя, снижению мощности, повышению топливных аппетитов и ухудшению состава выхлопных газов.

Таким образом, невозможно нормально эксплуатировать турбодизельный мотор Cummins, если турбина требует ремонта. Чтобы свести к минимуму вероятность ее поломки, следует придерживаться нескольких простых правил:

— Поскольку самой распространенной причиной поломок турбокомпрессора является грязное масло, важно своевременно производить смену моторного масла и маслофильтра. — Время от времени рекомендуется производить полную промывку смазочной системы, особенно после проведения ремонта двигателя или турбины

— При промывке маслосистемы не будет лишним снять картер для более качественной очистки. — — — Иногда может потребоваться даже замена маслоподводящей магистрали, питающей компрессор. — Не меньше внимания следует уделить системе воздухоподачи, поскольку грязь может попасть в турбину и с потоком воздуха. Периодически необходимо осуществлять промывку интеркулера и всех воздушных магистралей. — Разумеется, воздушный фильтр нужно менять со строгой регулярностью. — Любой ремонт самого турбокомпрессора следует выполнять только на профессиональном автосервисе.

Компрессорный блок

Часть турбины, через которую нагнетается атмосферный воздух, называют компрессором. Главные компоненты: корпус (холодная улитка), ротор. Ротор жестко установлен на общую ось с крыльчаткой турбины. При вращении первой происходит движение роторного колеса в обратном направлении. За счет вращения алюминиевых лопастей ротора воздух затягивается вихревым потоком, давление воздуха увеличивается за счет перехода потока с центра ротора на его стенки.

Двойная турбина задействуется на многоцилиндровых блоках

Воздушный фильтр, установленный на входе во впускной коллектор, препятствует попаданию грязи, мелкого мусора, и пр. в турбину.

Профилактика поломок турбины

Чтобы продлить срок работоспособности турбонагнетателя, следуйте простым правилам:

1. Своевременно меняйте воздушные фильтры.
2. Заливайте оригинальное масло и качественное топливо.
3. Полностью меняйте масло в системе турбонаддува после каждых 7 тыс.км пробега.
4. Следите за величиной давления наддува.
5. Обязательно прогревайте автомобиль с дизельным двигателем и турбокомпрессором.
6. После длительной поездки дайте горячему двигателю остыть – поработать на холостых оборотах минимум 3 минуты, прежде чем выключать его. Не будет углеродного осадка, который вредит подшипникам.
7. Регулярно проводите диагностику и позаботьтесь о профессиональном обслуживании.

Источник

Масло

НУ и наверное третья причина — это масло дизельного двигателя. Если не лезть сейчас в дебри, смазка для бензинового и дизельного варианта отличается, но не критично. Скажу больше, база у них одна, но различные присадки (у дизеля их банально больше и они немного другие).

При работе мотора на тяжелом топливе, зачастую образуется много серы (это побочные вещества при сгорании). Сера – это твердые кристаллы, которые могут быть причиной излишнего износа цилиндров, валов, вкладышей и т.д. Ее нужно убирать из силовой установки.

Для этого и существуют эти моющие присадки внутри дизельного масла. Таким образом, смазка турбины происходит эффективнее, чем у оппонента.

ДА И ИНТЕРВАЛ ЗАМЕНЫ, у мотора на «тяжелом топливе», должно проходить чаще. Например, на бензине сейчас рекомендованный интервал 15 000 км, а у дизеля – 10 000 км. Смазка лучше и качественнее что положительно влияет на все узлы и агрегаты.

Сейчас видео версия смотрим.

НА этом я заканчиваю, думаю мои материалы были вам полезны, ИСКРЕННЕ ВАШ АВТОБЛОГГЕР

(6 голосов, средний: 4,67 из 5)

Похожие новости

Ресурс ремня ГРМ. Разберем иномарки, а также ПРИОРУ, КАЛИНУ и ГР.

Автоодеяло, типа АВТОТЕПЛО – а если смысл? Мой отзыв. Разберем п.

Двигатель ХЕНДАЙ СОЛЯРИС и КИА РИО (GAMMA и KAPPA – G4FA, G4FC, .

Ремонт турбины дизельного двигателя своими руками

Чтобы сделать ремонт турбины на дизельном двигателе, необходимо иметь все нужные инструменты, детали, а также большой опыт выполнения сложных ремонтных работ. В противном случае рекомендуется отправиться в автосервис.

Если же на вашем авто дизельный двигатель, и вы собираетесь провести ремонт своими руками, но у вас мало опыта, результат может быть неудовлетворительным. Например, внутрь устройства попадет песок, и в итоге турбина окончательно сломается. Поэтому выполнять ремонт самостоятельно можно, только если вы уверены, что справитесь.

Прежде чем приступить к работе, необходимо обзавестись ремкомплектом. Что придется приобрести: вкладыши, сальники, винты, шурупы и шайбы. А также для ремонта потребуются такие инструменты, как торцевые и рожковые ключи, отвертки, кусачки с раздвижными губками, фигурная правка, съемник и киянка. С их помощью вы сможете сделать ремонт турбины на дизельном двигателе самостоятельно.

Если вы собрались сделать ремонт на легковом либо грузовом авто, прежде всего нужно демонтировать турбину. Как это сделать:

• откручиваем болты либо убираем стопоры, с помощью которых крепится корпус компрессора и турбины;
• в случае если турбокомрпессор прикипел, стучим по корпусу киянкой;
• затем демонтируем улитку.

Теперь приступаем к диагностике подшипников картриджа. Не должно быть продольного люфта, допускается небольшой поперечный люфт. Чтобы убрать стопорное кольцо компрессора, воспользуйтесь кусачками с раздвижными губками. В этот момент обратная сторона вала должна быть зафиксирована при помощи фигурной правки. Разбирая механизм, помните о левой резьбе на валу.

Чтобы демонтировать компрессорное колесо, потребуется съемник. Как не допустить его разбалансировку? Необходимо монтировать детали в правильное положение. Поэтому наносим метки на колесо и гайки.

Ремонт турбины на дизельном двигателе будет выполнен правильно, если вы сможете хорошо очистить все элементы и удостовериться, что они не сломаны.

Какие детали могут прийти в негодность? Прежде всего, это втулки, которые быстро изнашиваются, появляется люфт картриджа. Для ремонта втулок придется демонтировать стопорные кольца, а затем убрать болты крепления. Кроме того, заменить нужно вкладыши, которые удерживает стопор. Прежде чем снимать кольца уплотнителя, тщательно удаляем нагар с вала картриджа, а также крыльчатки.

Обнаружили, что вал изношен? Тогда следует заменить вкладыши. Вал обтачивается под ремонтный размер, затем выполняется его балансировка. Заметили, что выработка есть только на вкладышах, устанавливаем новые детали подходящего размера.

Как только ремонт будет завершен, производим сборку механизма, монтируем его обратно. Также следует удостовериться в том, что стопорные кольца установлены на картридж достаточно плотно. В случае если они не сядут в гнезда, турбокомпрессор придет в негодность.

Прежде чем установить обратно вкладыши, втулки и маслосъемные кольца, следует нанести на них смазку. Только так не появятся задиры при запуске механизма. Собирать турбокомпрессор нужно в обратной последовательности. Усилие, с которым следует затягивать гайку крепления, составляет 5 Нм, однако рекомендуется заранее изучить инструкцию по эксплуатации турбины. Затем механизм устанавливается на мотор и крепится при помощи винтов и стопоров.

Обратите внимание! Многие неопытные водители при ремонте турбины на дизельном двигателе допускают частую ошибку. Между корпусом, втулкой и валом картриджа есть специальные зазоры, они заполнены смазкой

Нужны эти зазоры для компенсации демпферного эффекта. Автолюбитель-новичок считает, что это завышенный люфт, поэтому монтирует втулки большего размера, в натяг. Все это приводит к тому, что ротор не может нормально вращаться, втулка быстро приходит в негодность по причине эффекта демпфера и недостаточного количества масла. В итоге вал деформируется.

Кроме того, следует помнить о том, что механизм должен быть отбалансирован на стенде после проведения ремонта турбины на дизельном двигателе. Конечно, можно сделать балансировку своими силами, однако у вас должен быть опыт проведения подобной работы. Если собрать механизм неправильно, турбокомпрессор сломается, а водителю придется потратить крупную сумму на его замену или восстановление. Именно по этой причине специалисты советуют выполнять ремонт турбины на дизельном двигателе на СТО.

Недостатки

Первый недостаток исходит из достоинства, как бы это странным не казалось. Турбодвигатель будет расходовать больше топлива, чем атмосферник. Тут и еще 1 недостаток – таким двигателям нужно хорошее, качественное топливо, чтобы не терять ресурс.

Еще 1 недостаток, хотя он довольно сомнителен – ему нужно только качественное масло. Каждому авто нужно качественное масло, но турбо – более требователен. На самом деле, просто нужно лить то масло, которое советует производитель. Да и масло нужно менять чаще, чем на атмосферниках.

Ресурс среднестатистической турбины – 150 тысяч км. Да, некоторые ходят и по 250 тысяч, но это редкость. Ремонт или замена турбины – удовольствие дорогое.

Турбину после каждой поездки надо охлаждать – тут нельзя, как с обычным атмосферником, заглушить и идти по своим делам. Турбина должна поработать около 5 минут, чтобы остыть и очиститься.

Охлаждение надувочного воздуха (интеркулляция)

КОММЕНТАРИИ — 0

Воздух, сжатый турбо­компрессором, как и другие газы, нагревается и расширяется. Горячий воздух обладает меньшей плотностью и содержит значительно меньше ки­слорода, чем холодный. Плотность холодного воздуха увеличивается приблизительно на 10 — 15 %. Большее количество кислорода означает большее количество сгорев­шего топлива, т.е. двигатель развивает большую мощность. Второй, но не менее важный эффект – это положительное влияние снижения температуры воздушного заряда на процесс сгорания, вследствие снижения детонации. Подача в двигатель более холодного воздуха заметно снижает температурную нагрузку, что благоприятно влияет на его надежность и долговечность. По этим причинам перед подачей воздуха в цилиндры, для повышения мощности двигателя его следует охлаждать.

Интеркуллер – это радиатор или, более правильно, охладитель, помещенный между компрессором и впускным коллектором.

Наиболее часто применяются охладители типа воздух/воздух и системы, которые используют охлаждающую жидкость для охлаждения воздуха (охла­ждающая жидкость/воздух. Интеркуллеры типа воздух/воздух имеют наибольшее распространение в силу своей простоты и надежности, так как они не имеют никаких движущихся частей. Такой интеркуллер состоит из трубы и радиатора и изготавливается преимущественно из алюминия. Эффективность работы интеркуллера зависит от его объема, а значит от наличия свободного пространства для установки. Теплопередающая способность достаточна, но потери давления могут быть высокими, особенно при малых размерах. Данная потеря давления на интеркуллере обнаруживается как увеличение более чем вдвое давления в выпускном коллекторе – одного из главных врагов турбонаддува.

Интеркуллер воздух-вода сложнее. Он состоит из двух радиаторов, один между турбиной и двигателем, другой перед стандартным радиатором системы охлаждения. Вода циркулирует при помощи электрического насоса. Выбор использования типа интеркуллера основывается на факторах свободного пространства, возможностью обдува воздухом интеркуллера, используемыми датчиками расхода воздуха. Например, для 6 цилиндрового BMW используется интеркуллер на основе воды, так как для интеркуллера воздух/воздух соответствующих размеров, нет места. Кроме этого отсутствует поток воздуха с высокой скоростью в местах, где можно было бы разместить интеркуллер. С другой стороны, в Ford Mustang GT ситуация идеальная, для установки интеркуллера воздух/воздух. Пространства достаточно для действительно огромного интеркуллера и он в зоне мощного воздушного потока.

Кроме систем воздух/воздух и жидкость/воздух ведутся разработки по применению распыленной воды в систему впуска. Теплота, поглощенная при испарении воды имеет сильный эффект охлаждения горячего сжатого воздуха, выходящего из турбины. Понижение в температуры наддувного воздуха снижает тенденцию к детонации.

Существуют также специальные конструкции, в которых охлаждение воздуха происходит до температуры ниже окружающей среды, за счет использования льда.

Tags: Турбонаддув

Вперед Резонансные трубопроводы

Все записи

Назад Блок цилиндров двигателя

Срок службы турбин на дизельном и карбюраторном двигателях

При установке турбокомпрессора на дизельный или бензиновый двигатель предусмотрен сравнительно длительный срок эксплуатации системы турбонаддува. Часто случается, что при проведении планового обслуживания данная система работает намного дольше заявленного ресурса конкретного силового агрегата. В среднем турбина дизеля стабильно выдерживает пробег в 150 – 250 000 км. Бензиновые турбомоторы могут работать дольше дизельных при условии соблюдения правил эксплуатации авто.

Особенности работы турбины

На современных турбодизелях часто устанавливаются нагнетатели, способные управлять потоками отработавших газов. Такие устройства называются турбинами с изменяемой геометрией. В отличие от стандартных турбин изменяемая геометрия имеет существенные минусы:

1. Сравнительно высокая стоимость.
2. Трудно поддается ремонту.
3. Не все службы турбосервиса берут в работу дизели, оснащенные такими турбинами.

Бензиновые аналоги получают турбины только с фиксированной геометрией. Это вызвано сверхвысокими температурами выхлопных газов, которые намного превышают температуру выхлопа дизельных моторов. Данные конструкции служат намного дольше и легко поддаются ремонту с последующей балансировкой элементов турбины.

Вам такжке может быть интересно прочитать про: ТУРБИНА С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ

Причины поломок элементов турбонаддува

При возникновении неисправностей турбокомпрессора необходимо проводить срочную диагностику и устранение выявленных дефектов. При этом требуется определить причину выхода из строя важных узлов. Это позволит не допустить повторных отказов после проведенного ремонта.

Основной причиной поломки турбонагнетателей является снижение эффективности моторного масла, поступающего к рабочим деталям ротора турбокомпрессора. Известно, что смазочный материал турбомотора функционирует в экстремальных условиях:

• повышенные нагрузки;
• сверхвысокие температуры;
• выполнение функции по отводу тепла.

Поэтому к данному маслу предъявлены особые требования. В систему смазки турбодвигателя должно заливаться только рекомендованное моторное масло, обладающее определенными техническими и эксплуатационными характеристиками.

Условия обеспечения бесперебойной работы турбомоторов

Если не проводится плановое сервисное техобслуживание авто с обязательной заменой смазочного материала, происходит нарушение работоспособности системы наддува. Наиболее частые поломки турбины:

1. Ускоренный износ элементов масляного насоса.
2. Нарушение пропускной способности масляных магистралей (отложения, нагар).
3. Повреждения ротора турбины вследствие попадания в состав моторного масла продуктов износа деталей силового агрегата (металлических крупных фрагментов, мелких частиц).

Для продления срока службы турбокомпрессора необходимо регулярно проводить следующие мероприятия:

• промывка картера и системы смазки силового агрегата;
• замена маслопроводящих магистралей, моторного масла, фильтрующего элемента;
• промывка интеркулера;
• продувка воздушных трубопроводов;
• демонтаж старого и установка нового воздушного фильтра.

После проведения технического обслуживания специалисты осуществляют настройки турбокомпрессора. При этом регулируется интенсивность воздушных потоков, поступающих в рабочие цилиндры, в зависимости от режимов работы мотора.