Давление в турбине дизельного двигателя

Как увеличить наддув турбины на дизеле?

Как увеличить наддув турбины на дизеле? Этот вопрос интересует многих автолюбителей, поскольку увеличение давления предусматривает повышение мощности авто, что является огромным преимуществом для транспортного средства. Ниже представлена информация о турбокомпрессорах, которая поможет лучше разобраться в устройстве и улучшить эксплуатационные характеристики своего «железного коня».

Что нужно знать про наддув?

Наддув является самым распространенным, и при этом доступным способом увеличения мощности мотора. Для повышения отдачи нужно израсходовать как можно больше топлива. Но для его сгорания также нужен воздух. Для управления данным ресурсом понадобится специальный насос, в роли которого выступает нагнетатель. Конструкция турбонагнетателей достаточно проста. Их единый вал предусматривает размещение двух крыльчаток, каждая из которых вращается в так называемой «улитке». Одна крыльчатка работает под воздействием потока выхлопных газов, а вторая забирает с улицы воздух и направляет его во впускной тракт. Чем выше будут обороты движка, тем больше будет вырабатываться газов.

При наличии механических нагнетателей для получения дополнительной мощности мотор сначала должен часть этой мощности отдать. Главным преимуществом таких механизмов является отсутствие эффекта «турбоямы».

Как увеличить давление турбины на дизеле?

Принцип работы силовых агрегатов очень прост. При попадании отработавших газов в турбину начинает раскручиваться крыльчатка и всасывать воздух. При этом создается высокое давление, после чего сжатый воздух направляется в интеркулер. Там он охлаждается и попадает в камеру сгорания. Контролировать наддув можно путем регуляции выходящих газов в горячей части силового агрегата. Для этого механизм предусматривает прочный клапан или вестгейт. При закрытом клапане все газы воздействуют на лопатки. Но если этот клапан открыт, то часть газов мимо крыльчатки идёт в выпускную систему, в результате чего скорость оборотов лопаток уменьшается и соответственно понижается давление.

Теперь стоит разобраться, как осуществлять контроль функционирования вестгейта. С этой задачей справляется актуатор. Когда двигается его шток, открывается вестгейт. Чтобы правильно и качественно настроить систему контроля, следует вмонтировать подходящий преднатяг. Большая часть актуаторов имеют шток с изменяемой длиной. Внутри изделия также есть возвратная пружина. Её отсутствие понижает давление выпускных газов и провоцирует открытие вестгейта. В результате этого невозможно будет создать избыточное давление.

При установке пружины наддув можно будет контролировать её жёсткостью. Максимальных показателей наддува можно добиться, если убрать давление на актуатор. Способ повышения давления при помощи пружины можно использовать не только при монтаже турбокомпрессора, но и при желании улучшить характеристики обычной системы контроля. Принцип регулировки очень прост. При уменьшении подачи давления на актуаторы увеличивается сила, необходимая для открытия клапана, и тем самым повышается наддув.

Ещё один способ, который позволяет увеличить давление – это покупка рестриктора. Чем меньше диаметр данного элемента, тем меньший объём давления будет попадать на актуатор, в результате чего образуется избыточный наддув. Диаметр рестриктора в среднем должен составлять от 0,8 до 1,5 мм.

Выше указанные варианты регулировки наддува являются механическими. На сегодня большинство движков оснащается электронными системами управления, а именно:

  • • системы с 2-портовым соленоидом;
  • • системы с 3-портовым соленоидом.

Используя данные схемы подключения, вы сможете легко и безопасно контролировать наддув. Многие автовладельцы используют разные способы повышения мощности турбо-мотора. Самый распространенный из них предусматривает установку системы выпуска большого диаметра. При этом обратное давление в системе должно быть понижено. Также можно установить холодный впуск, в результате чего наддув турбины повысится на 10-15%. Это гарантирует прибавку мощности на 20%.

Для осуществления каких-либо манипуляций по регулировки давления необходимы определенные навыки. Чтобы всё было сделано правильно, лучше обратиться к специалистам. Если у вас нет на примете конкретных компаний, информационный портал Birud готов с этим вопросом помочь. На нашем сайте пользователи обмениваются полезной информацией и оставляют отзывы о тех или иных компаниях. Если вы хотите найти СТО в конкретном городе, воспользуйтесь специальной системой поиска.

Устройство турбины дизельного двигателя

Ни для кого не секрет, что раньше дизельные двигатели были очень громкими, и при работе выделялся неприятный запах. Но прогресс не стоит на месте, и с каждым днем в дизельные двигатели добавляют все больше мощности. Несмотря на то, что дизельные моторы издавали громкие звуки при работе и выделяли неприятный запах, эти двигатели все же стали улучшать. Происходило это по причине того, что они обладали большой мощностью, из-за чего чаще ставились на грузовые машины и тяжелую технику. Но в последние годы ДВС, работающие на дизеле, стали устанавливать в джипы и некоторые легковые автомобили.

Устройство

Чтобы увеличить мощность двигателя, был разработан турбированный наддув. Этот наддув нужен для того, чтобы ДВС потреблял больше воздуха. Основным преимуществом наддува является то, что он подает двигателю уже сжатый воздух. Помимо наддува существует еще несколько видов увеличить ресурс мотора. Они заключаются в том, чтобы увеличить объем камеры сгорания, либо увеличение количества цилиндров. В обоих случаях значительно увеличится расход топлива, но, если нужно увеличить мощность мотора без серьезных потерь топлива, нужно устанавливать наддув.

В случае с наддувом увеличивается объем подаваемого воздуха, благодаря чему топлива расходуется больше, но не на много. В случае выбора именно этого принципа работы увеличится мощность двигателя, но не изменится его объем.

Термин наддув означает процесс, в ходе которого в двигателе увеличивается давление, вследствие чего повышается свежий заряд топлива. Этот принцип работы предназначается для того, чтобы добавить мощности автомобилю без потери топлива. Когда все правильно работает, ресурс достигает 45 процентов.

Чаще всего встречается турбированный наддув. Более профессиональное его название –агрегатный наддув. Название произошло из-за того, что в основе такого наддува лежит турбина. Несмотря на то, что такой наддув пользуется большой популярностью, он все же уходит в прошлое, а на смену ему приходит турбина.

Принцип работы турбонаддува основывается на том, чтобы грамотней использовать выхлопные газы. Наддув нагнетает давление в этих газах, и эта энергия помогает увеличить мощность мотора. Вследствие чего значительно увеличивается ресурс работы двигателя без больших потерь топлива.

Особенности

Главной особенностью турбины является то, что увеличивается мощность при сохранении габаритов мотора. Это очень важно на легковых автомобилях и джипах. Дело в том, что подкапотное пространство городских машин не настолько большое, чтобы вместить в него ДВС с большим количеством цилиндров.

Второй особенностью считается то, что турбина способна перерабатывать выхлопные газы в мощность двигателя. Происходит это по причине того, что газы выходя наружу попадают на крыльчатку, тем самым заставляя ее вращаться. На этом же валу, где расположена крыльчатка, установлен компрессор, который нагнетает давление, а оно увеличивает мощность мотора, а вот ресурс, к сожалению, падает.

Третьей особенностью является то, что мощность ДВС увеличивается, а ресурс оборотов коленчатого вала нет. Это обусловлено тем, что в камеры сгорания попадает больше топливной смеси и увеличивается давление.

Недостатки

Как это ни странно, но у этого устройства есть свои недостатки. Основной недостаток – это, конечно же, то, что турбина приводит к большой потере топлива. Происходит это потому, что в камеру сгорания попадает больше воздуха, соответственно и топлива тоже больше.

Вторым недостатком считается то, что при работе двигателя и турбины в таком режиме увеличивается температура, которую требуется немедленно понизить. Чтобы мотор не сломался, потребуется дополнительное охлаждение. Усовершенствование системы охлаждения тоже подразумевает финансовые потери. Скорее всего, придется модернизировать принцип работы системы охлаждения.

Регулировка

Частой проблемой водителей, которые сами поставили турбину, считается то, что их моторы вскипают в процессе эксплуатации. Происходит это из-за того, что неправильно отрегулирован клапан турбины, который отвечает за давление в устройстве. Эта проблема не появляется у тех, кто правильно сделал систему охлаждения. Кто этого не делал, у них мотор перегревается по двум причинам.

Регулировать клапан давления нужно в обязательном порядке. Дело в том, что мотор во время работы вырабатывает выхлопные газы, которые забирает турбина для нагнетания, в результате повышается давление. Когда мотор работает быстрее, соответственно газов выделяется больше, и турбина выдает больший ресурс, это может продолжаться до тех пор, пока ДВС не сломается из-за скопления большого давления.

Именно для этого был предусмотрен перепускной клапан. Этот клапан может устанавливаться как внутри турбины, так и снаружи. Когда клапан расположен внутри, во время его закрытия выхлопные газы просто выходят из корпуса и давление в устройстве не повышается, а в случае с внешним клапаном эти газы даже не попадают в турбину.

Устройство этого клапана позволяет брать нужное количество воздуха и закрывать его во время работы турбины. Производится все это через отверстие в клапане, которое автоматически закрывается в нужный момент.

Чтобы отрегулировать клапан давления без финансовых потерь на своем автомобиле, потребуется поискать инструкции по эксплуатации. В них подробно сказано как это делается. Если турбина была установлена на машине с завода, то следует в книге по эксплуатации посмотреть, как регулировать клапан. Если же она была приобретена и установлена самостоятельно, то информацию можно найти в книге по эксплуатации, которая должна быть в комплекте.

Резюме

Для того, чтобы эксплуатировать турбину, ее нужно сначала правильно отрегулировать для правильной подачи мощности мотору по специальным эксплуатационным книгам. Если машина новая, то на ней все регулировки уже были проведены. Следует отметить, что это устройство тоже имеет свои недостатки при эксплуатации, которые будут весьма существенны, если машина и до этого потребляла много топлива. Несмотря на все это, устройство для нагнетания выхлопных газов все же устанавливают на машины, как производители, так и владельцы.

Принцип работы турбины на дизельном двигателе

Турбонаддув обязан свои появлением пресловутой немецкой рачительности и практичности во всём. Ещё Рудольфу Дизелю и Готлибу Даймлеру, в конце XIX века, не давал покоя такой вопрос. Как же так: выхлопные газы просто так выбрасываются в трубу, а энергия, которой они обладают, не приносит никакой пользы? Непорядок… В веке двадцать первом, двигатели, оснащённые турбиной, давно перестали быть экзотикой и используются повсеместно, на самой разной технике. Почему турбины получили распространение прежде всего на дизельных двигателях и каков принцип работы этих полезных агрегатов, разберём далее – в строго научно-популярной, но наглядной и понятной каждому форме.

Читайте также  Присадки для раскоксовки поршневых колец бензиновых двигателей

Об истории изобретения и внедрения турбонаддува

Итак, идея «пустить в дело» энергию отработанных выхлопных газов появилась уже вскоре после изобретения и успешных опытов применения двигателей внутреннего сгорания. Немецкие инженеры и первопроходцы автомобиле- и тракторостроения, во главе с Дизелем и Даймлером, провели первые опыты по повышению мощности двигателя и снижению расхода топлива с помощью нагнетания сжатого воздуха от выхлопов.

Готдиб Даймлер выпускал вот такие автомобили, а уже задумывался о внедрении системы турбонаддува

Но первым, кто построил первый эффективно работающий турбокомпрессор, стали не они, а другой инженер – Альфред Бюхи. В 1911 году он получил патент на своё изобретение. Первые турбины были таковы, что использовать их было возможно и целесообразно только на крупных двигателях (например, судовых).

Далее турбокомпрессоры начали использоваться в авиационной промышленности. Начиная с 30-х годов ХХ века, в Соединённых Штатах регулярно запускались в «серию» военные самолёты (как истребители, так и бомбардировщики), бензиновые двигатели которых были оснащены турбонагнетателями. А первая в истории грузовая автомашина с турбированным дизельным мотором была сделана в 1938 году.

В 60-е годы корпорация «Дженерал Моторс» выпустила первые легковые «Шевроле» и «Олдсмобили» с бензиновыми карбюраторными двигателями, оснащёнными турбонаддувом. Надежность тех турбин была невелика, и они быстро исчезли с рынка.

Oldsmobile Jetfire 1962 года – первый серийный автомобиль с турбонаддувом

Мода на турбированные моторы вернулась на рубеже 70-х/80-х, когда турбонаддув начали широко использовать в создании спортивных и гоночных автомобилей. Приставка «турбо» стала чрезвычайно популярной и превратилась в своеобразный лейбл. В голливудских фильмах тех лет супергерои нажимали на панелях своих суперкаров «магические» кнопки «турбо», и машина уносилась вдаль. В реальной же действительности турбокомпрессоры тех лет ощутимо «тормозили», выдавая существенную задержку реакции. И, кстати, не только не способствовали экономии топлива, а наоборот, увеличивали его расход.

Труженик советских полей – трактор К-701 «Кировец» с турбонаддувом

Первые действительно успешные попытки внедрения турбонаддува в производство автомобильных двигателей серийного производства осуществили в начале 80-х годов «SAAB» и «Mercedes». Этим передовым опытом не замедлили воспользоваться и другие мировые машиностроительные компании.

Почему в итоге турбины получили распространение именно на дизельных, а не бензиновых двигателях? Потому что дизельные моторы имеют гораздо большую степень сжатия воздуха, а их выхлопные газы – более низкую температуру. Соответственно, требования к жаропрочности турбины гораздо меньше, а её стоимость и эффективность использования – гораздо больше.

Устройство системы турбонаддува

Система турбонаддува состоит из двух частей: из турбины и турбокомпрессора. Турбина служит для преобразования энергии отработанных газов, а компрессор – непосредственно для подачи многократно сжатого атмосферного воздуха в рабочие полости цилиндров. Главные детали системы – два лопастных колеса, турбинное и компрессорное (так называемые «крыльчатки»). Турбокомпрессор представляет собой технологичный насос для воздуха, приводимый в действие вращением ротора турбины. Единственная его задача – нагнетание сжатого воздуха в цилиндры под давлением.

Составные части устройства турбонаддува:

  • корпус компрессора;
  • компрессорное колесо;
  • вал ротора, или ось;
  • корпус турбины;
  • турбинное колесо;
  • корпус подшипников.

Основа системы турбонаддува – это ротор, закреплённый на специальной оси и заключённый в особый жаропрочный корпус. Беспрерывный контакт всех составных частей турбины с чрезвычайно раскалёнными газами определяет необходимость создания как ротора, так и корпуса турбины из специальных жаропрочных металлосплавов.

Крыльчатка и ось турбины вращаются с очень высокой частотой и в противоположных направлениях. Это обеспечивает плотный прижим одного элемента к другому. Поток отработанных газов проникает вначале в выпускной коллектор, откуда попадает в специальный канал, что расположен в корпусе турбо-нагнетателя. Форма его корпуса напоминает панцирь улитки. После прохождения этой «улитки» отработанные газы с разгоном подаются на ротор. Так и обеспечивается поступательное вращение турбины.

Ось турбонагнетателя закреплена на специальных подшипниках скольжения; смазка осуществляется подачей масла из системы смазки моторного отсека. Уплотнительные кольца и прокладки препятствуют утечкам масла, а также прорывам воздуха и отработанных газов, а также их смешиванию. Конечно, полностью исключить попадание выхлопа в сжатый атмосферный воздух не удаётся, но в этом и нет большой необходимости…

Как работает турбина дизельного двигателя

Мощность любого двигателя и производительность его работы зависит от целого ряда причин. А именно: от рабочего объёма цилиндров, от количества подаваемой воздушно-топливной смеси, от эффективности её сгорания, а также от энергетической части топлива. Мощность двигателя возрастает пропорционально росту количества сжигаемого в нём за определённую единицу времени горючего. Но для ускорения сгорания топлива необходимо увеличение запаса сжатого воздуха в рабочих полостях мотора.

То есть, чем больше за единицу времени сжигается горючего, тем большее количество воздуха потребуется «впихнуть» в мотор (не очень красивое слово «впихнуть» здесь, тем не менее, очень хорошо подходит, поскольку сам мотор не справится с забором избыточного количества сжатого воздуха, и фильтры нулевого сопротивления в этом ему не помогут).

В этом, повторимся, и состоит основное назначение турбонаддува – в наращивании подачи воздушно-топливной смеси в камеры сгорания. Это обеспечивается нагнетанием сжатого воздуха в цилиндры, которое происходит под постоянным давлением. Оно происходит вследствие преобразования энергии отработанных газов, проще говоря, из бросовой и утерянной – в полезную. Для этого, прежде чем выхлопные газы должны быть выведены в выхлопную трубу, а далее и, соответственно, в атмосферу, их поток направляется через систему турбокомпрессора.

Этот процесс обеспечивает раскручивание колеса турбины («крыльчатки»), снабжённого специальными лопастями, до 100-150ти тысяч оборотов в минуту. На одном валу с крыльчаткой закреплены и лопасти компрессора, которые нагнетают сжатый воздух в цилиндры двигателя. Полученная от преобразования энергии выхлопных газов сила используется для значительного увеличения давления воздуха. Благодаря чему и появляется возможность впрыскивания в рабочие полости цилиндров гораздо большего количества топлива за фиксированное время. Это даёт значительное увеличение как мощности, так и КПД дизеля.

Дизельная турбина в разрезе

Проще говоря, турбосистема содержит две лопастных «крыльчатки», закреплённых на одном общем валу. Но находящихся при этом в отдельных камерах, герметично отделённых друг от друга. Одна из крыльчаток вынуждена вращаться от постоянно поступающих на её лопасти выхлопных газов двигателя. Поскольку вторая крыльчатка с нею жёстко связана, то и она также начинает вращаться, захватывая при этом атмосферный воздух и подавая его в сжатом виде в цилиндры двигателя.

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).

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.

Применение турбонаддува в мировом машиностроении

На дворе двадцать первый век, и никто уже не гонится за тем, чтобы название его легкового автомобиля было с модной в веке ХХ-м приставкой «турбо». Никто и не верит более в «магическую силу турбины» для резкого ускорения автомобиля. Смысл применения и эффективность работы системы турбонаддува всё-таки не в этом.

Разумеется, наиболее эффективен турбонаддув при его использовании на двигателях тракторов и тяжёлых грузовиков. Он позволяет добавить мощности и крутящего момента без возникновения перерасхода топлива, что очень важно для экономических показателей эксплуатации техники. Там он и используется. Нашли своё широкое применение турбосистемы также на тепловозных и судовых дизелях. И это наиболее мощные из созданных человеком турбин для дизельного двигателя.

Методы диагностики турбины на дизельных и бензиновых двигателях.

Современные автомобили являются очень технологичными, и чаще всего имеют на своем борту турбину. Турбина позволяет экономить автомобилю топливо, и при этом развивать неплохую динамику, увеличивая мощность двигателя. Если Вы покупаете такой автомобиль новым, то переживать нечего, на все агрегаты дается гарантия, и в случае чего Вам все починят бесплатно. Но если Вы покупаете поддержанный нужно обязательно знать, как проверить турбину, иначе можно попасть на ремонт, который сильно ударит по карману.

  1. Проверка турбины на слух.
  2. Проверка турбины на ходу.
  3. Проверка турбины на жор масла.
  4. Как проверить работу турбины на заведенном двигателе
  5. Проверка турбины на дизеле
  6. Профилактика турбины.
Читайте также  Станок из двигателя от стиральной машины своими руками

Проверка турбины на слух.

Первое, что необходимо сделать, при самостоятельной проверки турбины, это послушать как она работает, делать это необходимо на холодную, так как при нагреве металл будет расширяться, и явные неисправности становится услышать очень трудно.

После запуска двигателя, неисправный турбонаддув сразу же проявит себя неприятным шумом. Шум будет выражаться в виде скрежета и свиста. Если такой признак есть, это говорит о неполадках подшипников турбины, который ведет за собой люфт в крыльчатке. Из-за этого люфта, она скребет лопастями по стенкам корпуса.

Решением данной проблемы, будет полный ремонт турбины с заменой всех прокладок, подшипников и сальников.

Если данная неисправность турбины появилась, то рекомендуем Вам не медленно загонять автомобиль на ремонт, так как дальнейшая работа в таком состоянии неприемлема, и чревата большими проблемами вплоть до замены.

Проверка турбины на ходу.

Данный метод не дает 100% гарантию того, что неисправна именно турбина. Но чаще всего описанные ниже симптомы связаны именно с ней.

Проверка турбины осуществляется на прогретом автомобиле. Стоит просто на нем прокатится, автомобиль должен выдавать как минимум заводские характеристики с погрешностью плюс-минус несколько процентов. Например если на автомобиле установлен двигатель объемом 2 литра с турбиной, и мощностью порядка 200 л.с, то он должен ускоряться до 100 км/ч примерно за 7 секунд. Если сев в такой автомобиль, вы чувствуете, что 7-ю секундами там и не пахнет, значит, что-то не в порядке и стоить заняться диагностикой.

Также, признаком потери мощности из-за неисправности турбины, могут послужить выхлопные газы черного цвета. Это говорит, о том что засорился клапан или происходит утечка в выпускном коллекторе, которая не дает раскручиваться турбине как следует.

Устранением данной проблемы будет чистка клапана или замена прокладки турбокомпрессора.

Проверка турбины на жор масла.

Автомобиль должен потреблять масло, но в умеренном количестве. Если за 10 т/км вы добавляете больше 1.5 литров масла, значит.

Обычно при жоре масла, выхлоп будет сильно задымленный и иметь сизый или синеватый оттенок. Это говорит о том, что происходит сгорание масла. Оно может происходить либо в двигателе, либо в выхлопной системе. И тот, и тот вариант не очень радостный.

Для того чтобы понять что турбина не работает как надо, нужно снять воздушный фильтр и проверить его состояние, если он загрязнен, то уже не сможет работать в нормальном режиме, и из-за разницы в давлении между корпусом подшипников турбины и корпусом компрессора начинает проникать масло.

Если с фильтром все в порядке, то нужно проверить ротор турбины и сливной маслопровод. Необходимо, чтобы на нем не было пробок и перегибов, а также других повреждений, которые будут мешать нормальной работе турбины.

Далее нужно провести проверку деформации элементов строения турбины. Изношенная турбина, будет иметь признаки физического воздействия, и люфт оси крыльчатки. А также, стенки турбины будут иметь царапины и зазубрины.

Турбина считается неисправной, если осевой люфт составляет 0.05 – 0.07 мм, а значение радиального люфта превышает 1мм.


Еще один способ проверить не гонит ли турбина масло, это отсоединить все патрубки. Если в них будут набольшие запотевания, то это нормально. Но если там будет много масла, и характерный запах жженого масла, то нужно выяснять причину, почему так происходит.

Основные причины поломки турбины, связаны с несвоевременной заменой, или некачественным маслом. Дело в том, что при использовании загрязненного масла или некачественного, происходит преждевременный износ подшипников, выражаемый в перегреве и недостаточной смазкой.

Как правило, выше перечислимых способов хватает, для того чтобы определить неисправность турбины, но для полной уверенности, рекомендуется провести еще несколько вариантов проверки.

Как проверить работу турбины на заведенном двигателе

Еще один способ как проверить турбину на неисправность, это проверка на давление. Для того, чтобы реализовать данный метод, необходим помощник.

Алгоритм действий такой:

  1. Необходимо завести автомобиль
  2. Найти патрубок между турбиной и впускным коллектором
  3. Передавить его
  4. Нажать на педаль акселератора

Если все хорошо, то будет чувствоваться что патрубок надувается. Если нет, то значит есть проблемы, и необходимо производить диагностику турбины.

Проверка турбины на дизеле

Турбины для дизельных и бензиновых двигателей схожи по своему строению, отличие заключается лишь в материалах из которых они изготовлены. Так как КПД у дизельного двигателя больше, то температура выхлопа, не превышает 600 градусов, в то время как у бензинового мотора, выхлоп составляет 1000 тысяча градусов. Отсюда можно сделать вывод, что для дизельного двигателя, используются менее жаропрочные материалы чем для двигателя работающего на бензине.

Неисправности турбины дизельного двигателя выявляются теми же методами что и у двигателей работающих на бензине.

На современных автомобилях, которые напичканы электроникой и датчиками, в случае неисправности турбины, загорится check engine на приборной панели. Это будет сигнализировать об ошибках низкого давления турбокомпрессора.

Профилактика турбины.

Для того чтобы Ваша турбина, отработала весь срок эксплуатации, необходимо соблюдать некоторые простые рекомендации.

  1. Частая замена масла.

Не стоит менять масло на автомобили каждые 10-15 тысяч километров, как рекомендуют производители. На турбо движках, масло нужно менять каждые 5-7 тысяч километров.

  1. Своевременная замена воздушных фильтров.

Так, как забитый воздушный фильтр будет препятствовать турбине втягивать воздух, ее работа будет нарушаться, а так же будет преждевременный износ ее деталей, из-за недостаточного охлаждения.

  1. После поездки, мы рекомендуем Вам не глушить сразу автомобиль, а постоять и дать ему поработать на холостых оборотах, для охлаждения турбины. (На современных автомобиля, такая функция уже есть, она называется турбо таймер).

Турбина является дорогостоящим элементом автомобиля. И ее замена очень бьет по карману. Редко бывает так, что она ломается, и автомобиль перестает ехать, турбина, как правило, умирает очень долго, и автомобиль сохраняет свою работоспособность, но если есть признаки неисправности турбины, то стоит их устранить, поверьте это будет гораздо дешевле чем покупать новую.

Стоит принять к сведению, что турбины для немецких автомобилей топовых брендов стоят от 50-150 тысяч рублей за оригинал. Китайская или тайваньская версия турбин стоят примерно в два раза дешевле, но как правило качество оставляет желать лучшего.

Устройство и принцип работы турбины на дизельном двигателе

Турбокомпрессор — устройство, которое позволяет примерно на 30% увеличить мощность мотора, при этом отсутствует необходимость физически увеличивать объём цилиндров. Такие агрегаты установлены практически на всех современных автомобилях, вне зависимости от типа используемого топлива. Ниже подробнее расскажем об устройстве и работе турбины дизельного двигателя, а также обрисуем минусы этого устройства и самые распространённые поломки.

Устройство и особенности турбины

Агрегат состоит из двух устройств — турбины и компрессора. Задача первой преобразовывать энергию выхлопных газов, а второго — подавать сжатый воздух в цилиндры. «Крыльчатки» — главные составляющие части этой системы, представляют собой два лопастных колеса (компрессорное и турбинное).

По своей сути компрессор — это насос, его единственная задача заключается в подаче сжатых атмосферных воздушных масс в цилиндры. Кислород необходим для сжигания топлива, чем больше его поступит, тем больше силовой агрегат сможет сжечь. В результате это приводит к значительному увеличению мощности движка без физического увеличения объёма или количества цилиндров. Система турбонаддува состоит из следующих компонентов:

  • корпус компрессора;
  • корпус турбины;
  • корпус подшипников;
  • компрессорное колесо;
  • турбинное колесо;
  • ось или вал ротора.

В турбонаддуве основным элементом выступает ротор, который защищается корпусом и крепится к специальной оси. И сам ротор, и корпус турбины изготавливаются из термостойких сплавов — это необходимо из-за того, что они находятся в постоянном контакте с газами высокой температуры.

Ротор и крыльчатка вращаются в разных направлениях с большой скоростью — такое решение обеспечивает их плотный прижим друг к другу. Принцип работы в следующем:

  1. Отработанные газы поступают в выпускной коллектор.
  2. Затем — в специальный канал, расположенный в корпусе нагнетателя, который выполнен в форме улитки.
  3. В «улитке» газы разгоняются до большой скорости и подаются на ротор.

Благодаря такому принципу и обеспечиваются вращение турбины. Что касается оси турбонагнетателя, то она крепится на специальных подшипниках скольжения и смазывается за счёт поступления жидкости из моторного отсека. Утечка смазочной жидкости предотвращается благодаря наличию прокладки и уплотнительным кольцам. Кроме того, дополнительную герметизацию обеспечивают смешанные и отдельные потоки отработанных газов и воздуха. Такое технологическое решение не обеспечивает гарантии в 100%, что выхлоп не попадёт в сжатый воздух, однако система этого и не требует.

Что ещё входит в систему турбонаддува

Турбина — сложный агрегат, инженерам потребовалось несколько десятилетий, чтобы довести систему до ума. Только на первый взгляд решение компенсировать потери КПД за счёт выхлопных газов кажется простой. Даже после создания устройства у него долгое время наблюдались определённые проблемы.

Например, не удавалось решить проблему турбоямы — задержки после нажатия на педаль газа и запуском ротора. Решение нашлось в виде использования двух клапанов. Один из них использовался для вывода излишек воздуха, а второй предназначался для выхлопных газов. Кроме того, современные турбины имеют изменённую геометрию лопаток, что серьёзно их отличает от подобных устройств второй воловины XX столетия.

Можно выделить ещё одну проблему, которая заключалась в излишней детонации — с ней тоже успешно справились современные инженеры. Проблема заключалась в том, что температура в рабочих секторах цилиндров резко увеличивалась во время нагнетания воздуха, особенно в последней стадии такта. Решение нашлось в установке интеркулера (промежуточного охладителя воздуха).

Интеркулер — устройство для охлаждения наддувочного воздуха. Он выполняет сразу две функции — препятствует детонации и не даёт уменьшиться плотности воздуха. В результате удалось сохранить работоспособность всей системы.

Также стоит отметить и другие важные составляющие турбины.

Читайте также  Двигатель 40630с технические характеристики

Регулировочный клапан. Отвечает за поддержание заданного уровня давления, излишки давления поступают в приёмную трубу.

Перепускной клапан. Используется для вывода излишних воздушных масс обратно во впускные патрубки — это нужно для снижения мощности при её избытке.

Стравливающий клапан. Если дроссель закрывается и нет датчика массового расхода воздуха, клапан будет возвращать излишки воздуха обратно в атмосферу.

Патрубки. Герметичные отрезки трубы. Одни используются для подачи воздуха, вторые для подачи смазочного масла.

Выпускные коллекторы. Должны быть совместимы с турбокомпрессором.

Принцип работы

Для начала нужно разобраться с двумя терминами.

Турбоподхват — состояние, при котором быстро вращающийся ротор увеличивает подачу воздуха в цилиндры, благодаря чему повышается мощность силового агрегата.

Турбояма — короткая задержка, которая возникает в работе турбины при повышении количества поступившего топлива во время нажатия педали газа. Задержка появляется из-за того, что ротору необходимо некоторое время, пока газы его не разгонят.

Турбонаддув повышает давление выхлопных газов за счёт более интенсивной работы мотора, но в то же время увеличивается и давление наддува. При достижении критических величин может произойти поломка, а потому этот процесс необходимо контролировать. За регулировку давления отвечают клапана, а мембрана и пружина следят за предельно допустимыми значениями. При достижении определённой величины мембрана открывает клапан для стравливания давления.

Работа турбины на дизельном двигателе нуждается в контроле давления, который осуществляется следующими процессами:

  • если поступило слишком много воздуха, компрессор (используя клапан) освобождается от излишков;
  • клапан стравливает давление в случаях, когда воздуха поступило слишком много — при этом агрегат работает стабильно и забирает ровно столько воздуха, сколько требуется.

Работа турбокомпрессора на дизельном двигателе

Работа осуществляется по следующие схеме:

  1. Компрессор нагнетает сжатый атмосферный воздух.
  2. Воздушная масса смешивается с топливом и поступает в цилиндры.
  3. Полученная топливно-воздушная смесь воспламеняется, что приводит поршни в движение.
  4. Параллельно с этим процессом появляются отработанные газы, которые направляются в выпускной коллектор.
  5. Скопившиеся в корпусе газы значительно увеличивают скорость.
  6. Вращение переходит (по валу) на компрессорный ротор, он втягивает новую порцию воздуха.

Получается интересное взаимодействие. Ротор вращается быстрее — больше поступает воздуха. Чем больше воздуха поступает — тем быстрее вращается ротор.

Минусы турбины на дизельном двигателе

Как и любое устройство, у турбины есть свои положительные характеристики (которые были описаны выше), так и недостатки. К минусам можно отнести в первую очередь увеличенный расход топлива, особенно это касается неправильно отрегулированных агрегатов. Второй минус — чувствительность к качеству топлива, что особенно актуально в российских условиях. Дело в том, что некачественный дизель может привести к детонации. Отметим и другие недостатки:

  • общее удорожание двигателя;
  • повышенная требовательность к моторному маслу;
  • масло и фильтры приходится менять чаще (примерно каждые 5-6 тыс. км);
  • нужно часто менять воздушный фильтр;
  • ресурс турбины на дизельном двигателе значительно ниже, чем на бензиновом (из-за более высокой температуры выхлопа);
  • средний ресурс агрегата составляет 200-250 тыс. км, после чего потребуется замена или, как минимум, капитальный ремонт;
  • достаточно сложный ремонт, провести его среднестатистическому автовладельцу самому не получится.

Однако стоит отметить, что плюсы всё-таки перевешивают минусы. В противном случае турбины не пользовались бы такой большой популярностью.

Основные неисправности — признаки и причины

Сразу стоит оговориться, что основная причина поломок — это несвоевременное техническое обслуживание агрегата, его рекомендуется проводить минимум один раз в год. Следующая причина — низкое качество масла, либо его несвоевременная замена. Третья — попадание в устройство посторонних предметов (например, мелких камушков). Наконец, четвёртая — банальный износ отдельных компонентов турбины, ведь у каждого оборудования есть свой срок эксплуатации. Теперь опишем признаки, которые могут говорить о неисправности.

Чёрный дым из выхлопной трубы. Топливо сгорает в интеркулере или нагнетающей магистрали. Скорее всего — неисправность системы управления.

Сизый дым. Возможно, из-за нарушения герметизации турбины масло просачивается в камеру сгорания.

Белый дым. Сливной маслопровод загрязнился, потребуется его чистка.

Повышенный расход топлива. Воздух не доходит до компрессора.

Увеличен расход масла. Нужно проверить стыки патрубков — возможно, нарушена герметичность.

Уменьшение динамики разгона. Скорее всего вышла из строя система управления, из-за чего возник недостаток кислорода.

Посторонний свист, скрежет или шумы. Это может быть изменение зазора ротора, дефект в корпусе, утечка воздуха между двигателем и турбиной, либо загрязнение маслопровода.

Всегда нужно соблюдать правила эксплуатации агрегата — это снизит вероятность появления поломки и продлит срок службы устройства. Следует придерживаться нескольких простых правил:

  • следите за качеством топлива и масла;
  • не забывайте вовремя менять масло и фильтры;
  • начинайте движение только после того, как движок прогреется;
  • после прекращения движения нужно дать мотору поработать на холостых, а не сразу его выключать.

И, конечно же, следует регулярно проходить ТО.

Что делать, если турбина сломалась

Если обнаружилась неисправность первое, что нужно сделать — провести диагностику. Причём чем раньше, тем лучше. Если вовремя заменить неисправную деталь, удастся избежать более серьёзных проблем. Например — зачастую автовладелец не обращает внимание на лёгкое постукивание думая, что это не имеет значения, в результате через какое-то время приходится покупать новую турбину, хотя изначально можно было обойтись небольшим ремонтом.

Следует отметить, что недостаточно знать, как работает турбина на дизеле — нужно идеально разбираться во всех её компонентах. Только обладая соответствующими навыками, опытом и оборудованием получится провести качественный ремонт. Именно поэтому рекомендуем не пытаться самостоятельно отремонтировать агрегат (можно сделать только хуже), а обратиться в компанию «Дизель-Мастер». Специализируемся на ремонте турбин с 1998 года, а потому знаем о них всё.

5 причин обратиться именно к нам:

  1. В наличие высокоточное диагностическое оборудование (стенды Bosch и Delphi);
  2. В штате — специалисты с большим практическим опытом подобных работ.
  3. Быстрый ремонт в течение дня без потери в качестве.
  4. Используем только оригинальные комплектующие и ремкомплекты.
  5. Предоставляем официальную гарантию на комплектующие и выполненный ремонт.

При первых признаках дефекта — обратитесь к нам. Установим причину неисправности и предложим эффективный, экономичный способ её решения.

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.

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.

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.

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.

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.

Самостоятельная проверка турбокомпрессора дизельного двигателя. Проверка нагнетателя без снятия. Наличие масла в корпусе турбины, люфт вала, крыльчатка.

Когда и почему возникает необходимость настроить актуатор турбокомпрессора. Принцип работы устройства, особенности и доступные способы настройки вестгейта.

От чего зависит срок службы турбонагнетателя дизельного ДВС. Особенности и рекомендации касательно эксплуатации и ремонта турбин с изменяемой геометрией.

Устройство турбокомпрессора, главные элементы конструкции, выбор турбины. Преимущества и недостатки бензиновых и дизельных двигателей с турбонаддувом.

Что представляет собой двигатель с наддувом и чем отличается от атмосферного. Основные преимущества и недостатки турбированных ДВС. Какой мотор выбрать.

Выбор механического нагнетателя или турбокомпрессора. Конструкция, основные преимущества и недостатки решений, установка на атмосферный тюнинговый мотор.