Принцип работы актуатора турбины на дизеле

Электрический актуатор турбины

Принцип работы актуатора турбины

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.

Принцип работы актуатора турбины на дизеле

Автомобиль – неизменных помощник практически половины населения страны. Не удивительно, что многие стараются получить максимальную пользу с машины, с минимальными вложениями. И сегодня, чтобы улучшить тяговые характеристики авто, не нужно что-то кардинально менять. Увеличить тяговые характеристики машины можно просто установив турбонаддув.

Суть улучшения – турбонаддув позволяет принудительно увеличить объемы воздуха, подающиеся в камеру сгорания, тем самым улучшить процесс сгорания топлива без необходимости физического изменения параметров самого двигателя.

Здесь важно учесть, что больший объем сожженного топлива увеличивает давление и объем выхлопных газов. Поэтому требуется усиленное, оперативное их отведение, чтобы освободить место для новой порции воздуха. Именно на этом и базируется принцип работы актуатора турбины, который мы сегодня рассмотрим.

Как работает актуатор турбины

Для начала определимся в терминологии. Актуатор может иметь множество разговорных названий – вестгейт, вакуумный регулятор, избыточный клапан. Все это одна деталь, базовая роль которой сводится к выполнению функции сброса повышенного давления воздуха (выхлопных газов), во время работы двигателя автомобиля. Этот элемент выступает промежуточным звеном между турбокомпрессором и двигателем, оберегая их от перегрузки.

Устанавливается практически на турбине.

• Принцип работы актуатора сводится к тому, что при высоких оборотах двигателя, когда возрастает давление выхлопных газов с одной стороны и воздуха, направляемого через турбокомпрессор в двигатель с другой открывается клапан и стабилизирует ситуацию. Во время открытия клапана часть выхлопных газов попросту проходят мимо турбинного колеса, что приводит к снижению эффективности работы турбинного нагнетающего колеса и снижает давление воздуха.

Снижение давления выхлопных газов и направление их в обход турбинного колеса выполняется через калитку вестгейта, управляемую актуатором. Тем самым потребность в воздухе для горючей смеси четко соответствует моменту очищения камеры сгорания от выхлопных газов.

Иные типы актуаторов

В турбинах с изменяемой геометрией также есть актуаторы, которые бывают электрические и пневматические (вакуумные). Актуаторы в этом случае служат для поворота лопаток механизма изменяемой геометрии. Обычно в таких турбинах нет калитки вестгейта с управлением актуатором от повышенного давления.

Наиболее распространенные поломки актуаторов

• повреждение электрических элементов;
• износ зубьев шестеренок и червяка у электрического актуатора;
• выходит из строя электромотор;
• повреждение мембраны вакуумного актуатора.

В таких случаях, чтобы отремонтировать актуатор турбины, необходимо выполнить его диагностику с целью точно определить поломку. Для устранения неисправности целесообразно обратиться в специализированный сервисный центр. Устранить поломку самостоятельно будет достаточно сложно – для определения неисправности нужно специальное оборудование, которое в большинстве случаев отсутствует в домашних условиях. А если покупать отдельно – намного дешевле ремонт актуатора провести в сервисном центре.

Проверка актуатора

Изначально, в момент реализации, актуатор имеет заводские настройки и, фактически, готов к работе. Но после установки на транспортное средство целесообразно проверить актуатор и отрегулировать. Характерным сигналом выполнить такие действия будет дребезжание компрессора в момент глушения двигателя авто. Здесь не стоит паниковать, это не поломка актуатора. Просто шток клапана излишне болтается в процессе работы .

Кроме этого, часто, если правильно настроить актуатор, можно существенно увеличить производительность турбокомпрессора путем наращивания давления воздуха, подаваемого в двигатель.

Регулировка осуществляется несколькими путями

1. Самый простой и распространенный способ – просто выполнить замену пружины на более мощную. То позволит увеличить и поддерживать высокое давление турбины до момента срабатывания выпускного клапана. Но это чревато превышением оборотов вала турбины.
2. Следующий вариант, это выполнить подтяжку (можно затянуть, либо послабить) регулятора, влияющего на процесс открытия и последующее закрытия заслонки. При расслаблении тяга удлиняется. Если немного подтянуть – укорачивается. От длины тяги напрямую зависит плотность закрытия заслонки. Чем она меньше, тем плотнее будет примыкать заслонка. Следовательно, чтобы ее открыть нужно больше давления и времени. Тем самым турбина получает возможность обеспечить высокие обороты за короткий промежуток времени.
3. Еще один вариант – установка буст-контроллера. Устройство устанавливают перед вестгейтом и обеспечивает снижение давления, при котором срабатывает мембрана актуатора. Фактически такое устройство берет на себя часть функции регулирования давления, вследствие чего клапан не получает информации о реальном давлении газов и продолжает работать в штатном режиме.

Настройка актуатора

Конечно, ремонт турбин следует выполнять в условиях профессиональных сервисных центров, имеющих все необходимое диагностическое оборудование и запасные детали в случае необходимости что-либо менять. Вместе с этим обычная настройка может быть выполнена в домашних условиях.

Для этого потребуется пассатижи и ключ на 10. Последовательность действий будет такой:

1. Снять турбокомпрессор (некоторые модели машин дают возможность добраться до клапана без необходимости выполнения этой процедуры).
2. Снять скобу со штока, ослабить гайку, подтянуть винт регулировки (необходимо крутить влево).
3. Выполнить легкое постукивание по заслонке. Подтягивать до момента, пока не пропадет небольшое дребезжание. Учитывайте, чем туже затягиваете, тем сильнее будет возрастать давление на мембране.
4. Затяните гайку, верните скобу в исходное положение.

Чтобы проверить правильность ваших действий при настройках – запустите мотор и опробуйте его на разных режимах работы. Если все действия были верными – посторонних звуков не будет, в том числе и в момент глушения двигателя.

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.

Актуатор турбины дизельного двигателя: устройство, принцип работы и настройка

Каждый автовладелец стремится сделать свою машину более динамичной и одновременно надежной. Как показывает практика, самый популярный способ тюнинга авто для улучшения эксплуатационных характеристик – установка турбины. Турбокомпрессор дизельного двигателя способна существенно улучшить производительного силового агрегата, но только при условии правильной настройки и эксплуатации. Особой популярностью пользуются турбины высокого давления. От традиционных аналогов они отличаются наличием клапана (актуатора). Его основная функция – справляться с избыточным давлением отработанных газов, которые образуются при работе двигателя на высоких оборотах.

В лексиконе механиков актуатор часто называют вакуумным регулятором или вестгейтом. Это одно и то же понятие, деталь, защищающая турбокомпрессор от перегрузок при нажатии педали газа. В процессе работы актуатор часто выходит из строя, поэтому для эффективной и безопасности эксплуатации авто с турбомотором нужно заменить изношенную деталь или произвести ремонт. Еще один важный момент – правильная регулировка актуатора, ведь от корректности настроек зависит производительность турбины и срок ее эксплуатации.

Принцип работы и устройство актуатора

Как отмечалось ранее, исправный клапан способен снижать давление выхлопных газов при работе силового агрегата на предельных оборотах. Для этого он монтируется в выпускной коллектор авто до турбины. Если мотор начинает работать на предельных оборотах, возрастает давление газов, клапан стремится пустить газы в обход колеса турбокомпрессора. В момент открытия актуатора через него выходят отработанные газы, а внутрь попадает больше воздуха, что способствует быстрому разгону нагнетателя.

Неисправности актуатора и их признаки

Специалисты выделяют три группы причин, способствующих износу клапана:

• Выход из строя электронных компонентов системы, которые регулируют его открытие и закрытие в момент изменения оборотов двигателя.
• Износ зубьев шестерен приводы, что сказывается на открытии и закрытии актуатора.
• Выход из строя электромотора, который отвечает за слаженность работы створки клапана. В результате система не может функционировать должным образом.

Важно! Любая из перечисленных неисправностей устраняется только в условиях сертифицированного сервисного центра. Чтобы понять, почему не работает актуатор, нужно найти и локализовать первичную причину, что делается с помощью специальных тестеров. Такое оборудование присутствует только в специализированных автомастерских, поэтому найти и устранить причину самостоятельно у вас не получится. В некоторых случаях клапан турбины проще заменить, чем ремонтировать. Так делают, если износились манжеты, маслосъемные колпачки и другие комплектующие, которые не подлежат замене. Специалисты сервиса снимают актуатор с турбины и заменяют его на новый.

Регулировка и настройка

После замены изношенного клапана нужно произвести корректную настройку. Практика показывает, что неправильная регулировка актуатора приводит к тому, что при перегазовке двигателя работа турбины будет сопровождаться постоянным дрожанием. Признак неправильной настройки – недостаточный наддув даже на высоких оборотах мотора. Такое может происходить и по причине недостаточной герметичности системы, поэтому лучше доверить этот этап специалистам.

В специализированных автосервисах настройка актуатора дизеля осуществляется тремя способами:

• Замена пружины. Самая простая методика, основанная на установке более прочной и упругой детали, которая способна значительно увеличивать давление. Установка пружины из более мягкого материала дает обратный эффект – давление снижается. Таким образом достигается желаемый показатель.
• Регулировка конца. За счет ослабления конца актуатора можно удлинить тягу клапана, за счет затягивания – сократить. Сокращение тяги приводит к тому, что для открытия заслонки приходится прилагать гораздо большие усилия, соответственно – крыльчатка раскручивается гораздо быстрее.
• Установка буст-контроллеров. Механизм устанавливается до клапана и способен отрегулировать давление до нужных параметров. Контроллер самостоятельно выпускает часть излишнего давления, снижая нагрузку на актуатор и делая его работу более плодотворной.

Преимущества обслуживания у нас

Специалисты сервисного центра «Дизель-Мастер» готовы выполнить ремонт, замену или регулировку актуатора турбины дизельного двигателя в сжатые сроки. Все ремонтные или сервисные работы производятся в течение 1 дня с момента обращения. Для того чтобы гарантировать качество, мы пользуемся только сертифицированным оборудованием и оригинальными деталями от производителями. Опыт специалистов, наличие современных диагностических стендов, продуманные условия сервиса делают сотрудничество с нами приятным и эффективным! Оставьте заявку или обсудите интересующий вопрос с консультантами, и мы поможем записаться на диагностику в максимально удобное время!

Актуатор турбины: как работает и для чего нужен

• Как работает актуатор турбины дизельного двигателя?
• Не работает актуатор турбины: признаки
• Как проверить актуатор турбины?
• Настройка актуатора турбины
• Настройка штока
• Замена актуатора: когда требуется?

Многие водители предпочитают тюнинговать двигатель турбокомпрессором. Это агрегат, правильное название которого — актуатор турбины. При корректной настройке устройство может серьезно увеличить мощностные характеристики мотора. Сейчас широкое распространение получили актуаторы высокого давления. В конструкции устройства есть клапан, который препятствует росту давления при работе двигателя на повышенных оборотах.

Как работает актуатор турбины дизельного двигателя?

На сленге автолюбителей этот узел имеет разные названия — например, вестгейт, вакуумный регулятор. Как и другие механические узлы, актуатор может сломаться, и тогда, чтобы продолжить эксплуатировать турбированный двигатель, его приходится менять. Но замена — это полбеды. Потом вестгейт придется регулировать, и это уже серьезная задача, правильно выполнить которую сможет только опытный водитель.

Регулятор ставят в выпускной коллектор машины. Принцип его действия простой. При увеличении скорости мотор начинает работать на повышенных оборотах. Давление отработанного газа растет. Появляется необходимость провести его мимо колеса турбины. Тогда и начинает действовать вестгейт — его клапан открывается и пропускает газы через себя.

Не работает актуатор турбины: признаки

Симптомов поломки турбокомпрессора несколько, но основной — синий выхлоп. Особенно ярко он выражается во время разгона, но когда работа силового агрегата стабилизируется, выхлоп приобретает обычный цвет. Дым синеет из-за сгорания масла, которое попало в мотор по причине его вытекания из турбокомпрессора.

Из выхлопной трубы может выходить и черный дым, что говорит о сгорании обогащенного топлива из-за утечки воздуха в интеркулере. Также выхлоп может быть черным из-за поломки управляющей системы турбокомпрессора.

Выход дыма белого цвета также говорит о неисправности турбокомпрессора. Выхлоп белеет из-за засора в сливе турбинного маслопровода. Другими явными признаками неисправности актуатора являются потеки масла на турбине и значительное увеличение его расхода. Это свидетельство засора в каналах подачи воздушной массы или маслопровода.

Если автомобиль стал разгоняться медленнее обычного, дело также может быть в турбокомпрессоре. Его неисправность может стать причиной недостаточного поступления воздушной массы в силовой агрегат. Нехватка воздуха приводит к серьезному падению мощности мотора.

Еще один признак поломок в турбине — сильный шум при работе двигателя. Его появление бывает вызвано протеканием воздуха между выходом компрессора и мотором. Вместе с шумом появляется неприятный скрежет при включенном турбокомпрессоре. Скрежет или шум могут быть следствием образования трещин, вмятин или других механических повреждений, которых касаются лопасти агрегата.

Если расход масла значительно увеличился, а выхлоп стал более токсичным, проверьте воздушный фильтр или подключенный к турбине воздушный канал. Может быть, проблема в том, что эти элементы засорились.

Последний признак нерабочего состояния вестгейта — самый распространённый. Это выход масла из компрессора. Причина неоригинальна — это все то же замусоривание кожуха оси турбогенератора. Также выход масла мог быть спровоцирован неисправностью смазочной системы или ее закоксовыванием.

Как проверить актуатор турбины?

Диагностика электронного турбокомпрессора начинается с проверки тестером. Актуатор можно тестировать на автомобиле, а можно предварительно демонтировать.
Проверке подлежат:

• вакуумный клапан;
• исполнительный механизм;
• турбинный клапан.

Диагностику нужно периодически проводить, даже если вестгейт не дает повода. Когда происходит незначительная поломка турбины, это ведет к чрезмерному нагреву подшипников и, как следствие, к полной поломке агрегата.

Тестирование можно производить так — запускаем двигатель и газуем на месте. При этом нужно посматривать на шток вестгейта — в какой-то момент он начнет двигаться. Запомните, на каких оборотах мотора турбокомпрессор начал срабатывать — это будет ориентиром для проверки его исправности. Более точные показания можно получить на стенде.

Настройка актуатора турбины

Регулировка актуатора турбины должна производиться обязательно. Если этого не сделать, во время работы двигателя вся система будет дрожать. Если же настройку произвести некорректно, наддув будет недостаточным. Однако неполный наддув может проявиться, если впуск системы потерял герметичность.

Приступаем к настройке. Сделать её можно по-разному:

1. Увеличить давление при помощи замены старой пружины на более упругую. Если, наоборот, надо снизить нажим, можно установить пружину из мягкой стали. Для удлинения тяги перепускного клапана нужно ослабить конец актуатора, для уменьшения, наоборот — затянуть. Если тяга будет сокращена, заслонку получится прижать плотнее. Тогда для ее открытия придется прикладывать значительное усилие, а значит, крыльчатка будет раскручиваться быстрее.
2. Повысить наддув можно установкой буст-контроллера. Этот механизм способен изменять давление. Чтобы он снижал давление на вестгейт, его нужно устанавливать перед ним. Буст-контроллер берет часть нагрузки на себя, так как выпускает часть воздуха.

Настройка штока

Чтобы убрать передув, нужно укоротить шток, закручивая регулировочную гайку (то есть крутя ее по часовой). Тогда лопатки геометрии будут открываться не слишком сильно. Если нужно исправить недодув, действовать нужно наоборот — откручивать регулировочную гайку.

Замена актуатора: когда требуется?

Иногда турбина выходит из строя сразу, но обычно это происходит постепенно. Чтобы определить поломку на ранней стадии, нужно присмотреться к работе машины. Если все усилия по ремонту этого устройства не дали результатов, придется купить новый актуатор.

Раньше замена производилась в сборе с турбиной, теперь актуатор можно заменить отдельно. Некоторые мастера вообще рекомендуют не пытаться ремонтировать это устройство, а сразу его менять — если, конечно, дело не в закисшем соединении. Узел обязательно придется заменить, если шарнир тяги на регуляторе износился. Работа эта не такая уж и сложная. После замены девайса понадобится время на его адаптацию.

К преждевременному выходу из строя актуатора приводят агрессивный стиль езды, применение некачественного топлива и моторного масла. Чтобы агрегат прослужил дольше, допускать подобного не стоит — лучше использовать только сертифицированные техжидкости.

Что такое актуатор турбины и его функции, настройка механизма

Опубликовано Master в 15 марта, 2019 15 марта, 2019

Актуатор (другие названия – привод заслонки, вестгейт, вакуумный регулятор) турбины выступает в роли вакуумного регулятора, который осуществляет защиту турбокомпрессора от нагрузки при высоких оборотах. Это клапан, который монтируют перед самой турбиной на выпускном коллекторе. Привод с вестгейтом контролирует выходную мощность турбокомпрессора, отводя избыточные выхлопные газы от колеса турбины. Таким образом, производится контроль скорости турбины, предотвращается превышение скорости и регулируется скорость компрессора.

Механизм защищается от ненужного износа, поскольку ограничивается максимальное давление наддува турбины на безопасном уровне. В этой статье рассмотрим детально тему, что такое актуатор турбины и его функции.

Содержание

Как выглядит и работает актуатор

Привод заслонки (актуатор) представляет собой довольно простую часть оборудования, оснащенную пружиной и диафрагмой. Пружина удерживает перепускную заслонку закрытой до тех пор, пока давление наддува не достигнет установленного уровня, а затем открывается, позволяя газу выходить и снижая давление наддува. Практически все турбокомпрессоры оснащены приводом перепускной заслонки – это важная мера безопасности, которая предотвращает превышение скорости турбины, что может привести к значительным осложнениям в работе всей системы.

Настройка актуатора турбины

Важно произвести настройку актуатора турбины, без этого действия работа турбины с нагрузками в момент перегазовки будет чувствовать сильное дрожание системы. При неправильной настройке актуатора, происходит недостаточный наддув. Как правильно настроить данный механизм, способы:

• Сделать замену пружины. С помощью более упругой детали увеличивается давление. Для понижения давления, выбирается более мягкая пружина;
• Отрегулировать конец актуатора. При ослаблении конца вестгейта, получится удлинить тягу перепускного клапана, а при его затяжке тяга сократится. Если после такой настройки сократить тягу, получится прижать заслонку плотнее. Таким образом, понадобится больше усилий для её открытия. Как результат – крыльчатка раскручивается в меньшие сроки;
• Установить буст-контроллер, он позволит усилить наддув. Благодаря такой конструкции меняется значение давления в настоящий момент. Его следует устанавливать до вестгейта, чтобы снизить влияющее на него давление. Буст-контроллер выпускает остатки воздуха самостоятельно, таким образом, оставляя меньшую нагрузку на актуатор.

Проблемы с актуатором турбины

Как и со всеми устройствами, со временем актуатор может ухудшить свою работу. Всё-таки начинают сказываться давление и высокие температуры, что может ослабить пружину. Это приводит к открытию перепускной заслонки раньше, чем положено, уменьшая давление наддува и производительность турбины. Диафрагма также может выйти из строя, и клапан больше не будет открываться. Как следствие – повышение давления наддува до такой степени, что это приведет к серьезному, катастрофическому повреждению двигателя.

Основные причины поломки вестгейта следующие:

• Дефекты зубьев шестерней привода, что создает осложнения во время открытия и закрытия клапана;
• Отказ электронных составляющих системы, которые регулируют открытие и закрытие;
• Неисправность электромотора, отвечающего за функциональность створки, из-за чего механизм не работает в надлежащем режиме.

В случае поломки вестгейта, рекомендуется обратиться к помощи специалиста специализированного сервисного центра. Для починки детали требуется комплексная диагностика с помощью профессиональных тестеров. Самостоятельно ремонтировать актуатор не следует, поскольку здесь необходимо наличие специального оборудования.

Что такое актуатор турбины, видео:

Hella Russia › Блог › Почему актуатор — мозг турбокомпрессора и как он работает

Турбомоторы сегодня становятся всё популярнее, а значит, самое время поговорить о том, как работает турбонаддув и что такое актуаторы турбин, которые по праву называют мозгом турбокомпрессора. И заодно разобраться, можно и нужно ли ремонтировать актуаторы.

Как придумали нагнетать воздух в ДВС

По мере прогресса двигателей внутреннего сгорания инженеры задались вопросом: как, не нарушая стехиометрическое соотношение топливовоздушной смеси, сжечь одномоментно больше топлива, чтобы увеличить тем самым крутящий момент двигателя без увеличения его рабочего объёма? И сформулировали ответ: нужно подать в цилиндры двигателя больше воздуха путём повышения его плотности.

Первоначально в автомобильных ДВС для этого использовали объёмные нагнетатели конструкции братьев Рутс. Принцип работы объемного нагнетателя, или компрессора, очень прост: приводящиеся от коленвала двигателя посредством ремня или зубчатой передачи роторы «зачерпывают» окружающий воздух и под избыточным давлением подают его в цилиндры мотора.

Главный недостаток такого нагнетателя — энергозатратный механический привод и как следствие — существенная потеря мощности двигателя и увеличение расхода топлива.

Альтернативу в 1911 году предложил швейцарец Альфред Бюхи, запатентовав конструкцию нагнетателя, приводимого в действие выхлопными газами двигателя, то есть не использующего механический привод. Согласно патенту, это устройство позволяло увеличить мощность двигателя на 120%. Так было положено начало эпохи турбокомпрессоров.

Впрочем, поначалу они применялись в основном на судах и самолётах, но не в легковых автомобилях, так как из-за массивности тогдашним турбинам на низких оборотах не хватало потока отработавших газов, чтобы раскрутить тяжелую крыльчатку до требуемой скорости. Помимо этого, возникала задержка в срабатывании турбины на переменных режимах работы двигателя (т. н. турболаг).

Постепенно эти проблемы решили. Первыми серийными автомобилями с турбомотором стали Oldsmobile Jetfire и Chevrolet Corvair Monza Spyder, выпущенные в 1962 году. В семидесятые, вслед за успехом наддува в Формуле 1, а также мировым нефтяным кризисом, последовал Porsche 911/930 с первой в мире турбиной типа Twin Scroll — с двумя радиальными каналами для поступающих к турбине выхлопных газов. Такое решение позволило снизить эффект турбоямы — отсутствия прилива тяги на низких оборотах.

В 1978 году появился первый легковой автомобиль с турбированным дизельным двигателем — Mercedes-Benz 300 SD. А в следующие десятилетия технология турбонаддува стала по-настоящему массовой, позволив создавать менее объемные, более мощные и одновременно более экономичные двигатели, выбрасывающие в атмосферу меньше вредных веществ. Системы турбонаддува эволюционировали, став надежнее и компактнее, был заметно уменьшен инерционный фактор.

В конструкции турбодизелей массовое распространение получили турбокомпрессоры с изменяемой геометрией проточной части турбины (иначе говоря, с регулируемым сопловым аппаратом, он же РСА), также известные как турбокомпрессоры с изменяемой геометрией, — о них ниже.

Как работает турбокомпрессор

Конструктивно турбокомпрессор состоит из турбины, лопатки которой раскручиваются потоком выхлопных газов, и размещенного с ней на едином валу центробежного компрессора, нагнетающего воздух в цилиндры. Поток воздуха всасывается в осевом направлении, разгоняется до огромной скорости, после чего через спиральную улитку диффузора вытесняется в радиальном направлении.

В системах наддува турбокомпрессорами с изменяемой геометрией предусмотрена возможность изменения величины сечения канала для отработавших газов, а также угла их входа на турбинное колесо. Это нужно, чтобы регулировать скорость вращения компрессора и защищать, прежде всего на высоких оборотах, как двигатель, так и сам турбокомпрессор от избыточной нагрузки.

Механизм РСА приводится в действие актуатором — пневматическим или сервоприводом — по командам блока управления двигателем, который следит, чтобы на всех режимах движения турбокомпрессор работал оптимально.

Таким образом, именно актуаторы — главные защитники турбины и двигателя.

Что такое актуатор и почему он — мозг турбины

Существует несколько основных типов актуаторов. Большинство современных относятся к числу электронно управляемых. Они не только работают как ограничители предельного давления, но могут гибко регулировать оптимальное давление в режимах частичной нагрузки. Для этого используются показания с различных датчиков, контролирующих работу двигателя. Электронные актуаторы также помогают реализовать кратковременный «передув», или «овербуст», в режиме интенсивного ускорения.

В конструкции современного актуатора есть сервопривод с редуктором и датчиком положения и так называемый программатор — «мозг» устройства. Такая сложная конструкция позволяет актуаторам молниеносно реагировать на команды ЭБУ двигателя, гибко регулируя работу турбокомпрессора, обеспечивая точное дозирование подаваемого в цилиндры двигателя воздуха и гарантируя соблюдение строгих экологических норм.

Чинить или заменять?

Повреждения механизма РСА, возникающие в ходе эксплуатации автомобиля, могут спровоцировать повреждение и самого актуатора. В числе таких причин — закисание рычага, коксование или иное повреждение соплового аппарата твердыми частицами. Это приводит к механическому повреждению редуктора сервопривода, в червячном механизме которого используются пластиковые шестерни. Подклинивание шестерней увеличивает потребляемый ток, в результате возможно повреждение электромотора и программатора. Подобные проблемы вызывают некорректную работу компонентов турбины и проявляются в виде ошибок, рывков при движении и перехода двигателя в аварийный режим.

Чаще всего при возникновении подобных проблем турбокомпрессор заменяется в сборе. А это недешевое удовольствие. К тому же автомобиль надолго «зависает» в сервисе, что накладно как для клиента, так и для СТО — ведь за это время можно было бы обслужить несколько других автомобилей.

Решение здесь — замена актуатора, что гораздо менее затратно для автовладельца, чем покупка нового турбокомпрессора в сборе. А с точки зрения СТО, замена актуатора даёт возможность увеличить количество обслуживаемых автомобилей в единицу времени.

Можно ли починить изношенный актуатор? В интернете вы найдете множество примеров ремонта, в том числе, и тут, на DRIVE2. За примерами далеко ходить не надо: драйвовчане мучались с актуаторами тут, тут, еще тут, вот тут, здесь и с более профессиональным подходом — тут. Умельцы вскрывают корпус, меняют шестеренки на неоригинальные, пропаивают дорожки… К сожалению, чаще всего при таком ремонте без внимания остаются прочие компоненты этого сложного электромеханического устройства — прокладочные кольца, детали червячной и цилиндрической передачи, игольчатые подшипники и их уплотнения, упорные шайбы, выходной кривошип и шатун и так далее. Повторная калибровка актуатора также может не соответствовать заводской спецификации, что вызовет повышенный расход топлива и увеличение вредных выбросов. Таким образом, любой подобный ремонт будет давать лишь кратковременный эффект, который рано или поздно приведет к замене турбокомпрессора в сборе.

Вот почему оптимальный путь — замена актуатора турбины на новый, причём, учитывая высокую сложность и важность устройства, от крупного и известного производителя.

Производить замену актуатора рекомендуется после диагностики самой турбины на предмет различных дефектов.

На что заменять?

Большое количество современных двигателей различных производителей уже на заводе комплектуется актуаторами Hella независимо от производителя самой турбины — а ими могут быть BorgWarner, Honeywell, MHI, IHI-CSI. Hella производит актуаторы различного типа уже с 1999 года и является лидирующим европейским поставщиком данной продукции. На настоящий момент выпущено свыше 10 миллионов актуаторов Hella. Теперь их можно купить у официальных дилеров Hella.

Среди распространенных в России серий турбомоторов, изначально комплектуемых актуаторами Hella, отметим следующие модификации:
— BMW: B47 TOP Long BG3.3 LP GTD2, N57 TüTL R2S, N47 TUE OL, B47OL D EU-VI, N47 D20 T1, N47 C16, N57 TU, N47C20 IHI;
— Nissan: X61B, YD25DDTi, X81C;
— Hyundai / KIA: R2.2L EU5, D4HB;
— Ford / PSA: Puma 2.2, LYNX C1;
— Audi: W36 EMC CyRc;
— MB: OM642.

То есть, если говорить о наиболее популярных моделях, это Peugeot Boxer, Citroёn Jumper, Ford Transit Custom, BMW 1, 3, 5 серии и X3, Nissan Navara (Frontier) и Pathfinder, Hyundai Santa Fe, Kia Sorento.

Для правильной идентификации актуатора с соответствующей вашему двигателю заводской калибровкой необходимо проверить маркировку (как показано у пользователя Yuriy39region ):

Надеемся, этот материал был для вас полезен. Наши технические специалисты с удовольствием ответят на все ваши вопросы в комментариях!