Корисна інформація

Наши партнеры ArtmMisto

Турбокомпресор або турбіна - пристрій в вантажному автомобілі, направлено на збільшення тиску у впускному колекторі ДВС, покликане забезпечити більшу надходження кисню в камеру згоряння.

Для повного згоряння в двигуні необхідна суміш в так званому стехиометрическом співвідношенні: 1 кг палива на 15 кг повітря. За допомогою турбіни при надувши підвищується тиск всмоктуваного повітря і його кількість. Завдяки чому збільшується коефіцієнт корисної дії двигуна внутрішнього згоряння і можливість впорскування великої кількості палива для забезпечення стехіометричного співвідношення, що дозволяє значно збільшити крутний момент і відповідно підвищити потужність. У порівнянні з безнадувним двигуном ідентичний за потужністю двигун з турбіною буде з меншим робочим об'ємом і вагою.

пристрій турбокомпресора

Основним елементом турбіни є ротор, який складається з турбінного колеса з валом і колеса нагнітача. Турбінне колесо знаходиться на стороні впуску. Воно міцно пов'язане з валом за допомогою лазерного зварювання або зварювання тертям. Колесо нагнітача змонтовано на іншому кінці вала ротора, зазвичай гвинтовим з'єднанням.

Принцип роботи турбіни досить простий: потік відпрацьованих газів з двигуна прямує через турбіну і турбінного колеса надається швидке обертання, яке приводить в рух колесо нагнітача. Швидкість обертання турбіни залежить від конструкції і кількості відпрацьованих газів. У невеликих турбокомпрессорах легкових автомобілів ротор досягає частоти обертання до 300 000 об / хв, у вантажівках 100 000-120 000 об / хв. Для того щоб не зруйнувати турбіну і двигун, максимальний тиск наддуву в більшості випадків можна обмежувати за допомогою регулятора тиску.

Деталі, з яких виготовлена ​​турбіна, вимагають великої точності, підгонки і балансування. Крім того, у турбін досить високі вимоги до використовуваних мастильних матеріалів, а в деяких турбінах система змащення служить так само системою охолодження підшипникової частини турбіни.

Обертання компресора, а також надлишковий тиск, що розвивається їм залежать від кількості відпрацьованих газів, що проходять через турбінну частина. При малих обертах ДВС їх кількість незначна, тому, в разі, коли різко зростає потреба в збільшенні потужності двигуна (перемикання передач, нажимание педалі газу для прискорення), крім надходження додаткового палива, на час розкрутки колеса компресора, його надлишковий тиск низький, з- за чого двигун розвиває малу потужність і порушується стехиометрическое співвідношення. Ефект меншої потужності двигуна при різкому збільшенні споживання паливної суміші називається турбоями. Удосконалення конструкції призводить до того, що момент інерційності ротора в сучасних турбокомпрессорах менше.

1 - Корпус підшипника;

2 - Колесо турбінне;

3 - Клапан перепускний;

4 - Корпус турбіни;

5 - Канали масляні;

6 - Вал;

7 - Підшипник ковзання;

8 - Колесо компресорне;

9 - Корпус компресора;

10 - Пневматичний привід

Система охолодження турбокомпресора

Система охолодження турбокомпресора двигуна служить для поліпшення тепловіддачі частин і механізмів турбокомпресора. Існує два найпоширеніші способи охолодження деталей турбокомпресора - охолодження маслом, яке використовується для змащення підшипників і комплексне охолодження маслом і антифризом із загальної системи охолодження автомобілем. Обидва способи мають ряд переваг і недоліків.

1. Охолодження маслом.

переваги:

- Більш проста конструкція

- Менша вартість виготовлення самої турбіни

недоліки:

- Менша ефективність охолодження в порівнянні з комплексною системою

- Високі вимоги до якості масла і необхідність його заміни через регулярні проміжки

- Необхідність постійного контролю за температурним режимом масла

Комплексне охолодження маслом і антифризом

переваги:

- Висока ефективність охолодження

недоліки:

- Більш складна конструкція самого турбокомпресора, і досить висока ціна

При охолодженні турбіни маслом і антифризом підвищується її ефективність і такі проблеми, як закипання і коксування масла, практично не зустрічаються. Так само практично немає необхідності використовувати турботаймер, а в деяких автомобілях працює електричний насос перекачує антифриз для більш плавного охолодження.

Причина несправності турбокомпресора

З конструктивної і функціональної точки зору ресурс турбіни розраховується відповідно до терміну служби двигуна. Але, на практиці високонавантажені компоненти в тракті для відпрацьованих газів піддаються різним чинникам ризику, які можуть призвести до передчасного виходу з ладу. Для успішного ремонту необхідно аналізувати причини поломки і усувати їх. Якщо цього не робити, то існує небезпека, що через деякий час з ладу вийде і нова турбіна.

Причина несправності та їх запобігання:

Причина несправності

Чим викликані несправності

запобігання несправностей

1. Недостатня мастило.

Недостатня кількість масла - одна з найчастіших причин виходу з ладу турбіни. У разі недостатнього маслоснабжения турбіни через високу частоти обертання несправності виникають досить швидко.

- Занадто низький рівень масла в двигуні. Тому не тільки двигун, а й турбіна відчувають нестачу мастила і масляного охолодження.

- Що Застосовується масло недостатньо температуростойкостью. Тому утворюється підвищена кількість масляного нагару. Це може викликати проблеми: припливне маслопровід турбіни і мастильні отвори в корпусі підшипника можуть коксованого.

- Якщо двигун запустити в гарячому стані, то може закоксовавшіеся впускний отвір для масла, в результаті чого масло в турбіну буде надходити в недостатньому обсязі.

- При виведенні холодного двигуна на високі обороти відразу ж після пуску існує небезпека того, що двигун ще недостатньо забезпечений маслом, що може привести до відсутності масла в турбіні.

- Якщо в масляному контурі знаходяться сторонні частинки, наприклад, забруднення або залишки ущільнень, то підвідний маслопрівод або корпус підшипника можуть засмітитися.

- Якщо в'язкість масла занадто висока, то недостатня подача масла до опор підшипника ковзання вала турбіни призводить до того, що підшипник працює в режимі сухого тертя. При занадто низькою в'язкості несуча здатність масла занадто мала, що може стати причиною напівсухого тертя, тобто вся система змащення автомобіля розраховується виходячи з оптимальної в'язкості моторного масла.

- Поперечний переріз маслопроводящего отвори в корпусі підшипника може бути зменшено через неправильне фланцевого ущільнення або застосування рідкого герметика.

- Не можна заглушати двигун на високих оборотах, спочатку слід перейти на холостий хід протягом 24 хвилин, потім глушити двигун. Якщо зробити це відразу, то турбіна буде деякий час обертатися без подачі мастила тому масляний насос припинить її подачу. При цьому будуть пошкоджуватися підшипники і кільця турбокомпресора. Аналогічні дії слід провести і перед тим як рушити з місця - обов'язково дати двигуну попрацювати на холостому ходу мінімум 24 хвилини.

- Необхідно своєчасно міняти моторне масло, масляний і повітряний фільтри, використовуючи тільки рекомендовані заводом для даного двигуна. Пам'ятайте, підвищене нагрівання, що виникає при роботі турбокомпресора, знижує ефективність і довговічність масла. Тому заливайте тільки те масло, яке застосовується для "турбированних" ДВС відповідно до інструкції по експлуатації.

- Слід уникати використання вантажівки тільки на коротких відстанях.

- Необхідно дотримуватися періодичність технічного обслуговування відповідно до вказівок виробника. При цьому звертати особливу увагу на точність і правильність регулювань паливної апаратури, системи запалювання, справність вентиляції.

- Необхідно використовувати відповідний монтажний комплект для турбіни

2. Забруднене масло.

Бруд, сажа, паливо, водний конденсат, залишкові продукти згоряння або продукти зносу металу можуть забруднювати масло. У зв'язку з високою частотою обертання турбіни навіть найдрібніші частинки можуть призвести до серйозних пошкоджень турбіни.

- При перевищенні періодичності технічного обслуговування масляної фільтр не може в достатній мірі фільтрувати надходить масло від забруднень і частки бруду надходять через відкритий байпасний клапан масляного фільтра в контур двигуна.

- Якщо двигун працює з пошкодженим масляним фільтром, то з масла неможливо відфільтрувати абразивні частинки.

- Якщо прокладка головки циліндра або маслоохладитель не герметичні, то вода надходить в масляний контур і розбавляє масло. У зв'язку з цим несуча здатність масла знижується.

- Якщо двигун відремонтований, але перед складанням не очищений належним чином, то в двигуні ще до першого введення в експлуатацію знаходиться бруд.

- Охолоджувач наддувочного повітря (інтеркулер) ні замінений. Зібралося масло, тирса або осколки, що залишилися від попередніх неполадок, надходять через деякий час в двигун.

- Якщо двигун піддається значному зносу, то головним чином металеві частинки зносу потрапляють в турбіну через масляний контур.

- Якщо в двигуні трапляються неполадки при згорянні, то незгорілі залишки палива можуть потрапити в масло. В результаті даного розведення знижується несуча здатність масла

- Необхідно дотримуватися періодичність технічного обслуговування відповідно до вказівок виробника.

- Необхідно застосовувати тільки високоякісні масла, дозволені виробниками.

3. Неякісна очищення повітря, що поступає.

Несвоєчасна заміна повітряного фільтра або підсмоктування повітря між повітряним фільтром і турбокомпресором призводять до потрапляння в компресор частинок пилу і навіть піску.

- Попадання навіть найдрібніших частинок при величезній швидкості обертання валу турбокомпресора, призводить до швидкого руйнування лопаток ротора.

- Більші частинки можуть призвести до миттєвого руйнування колеса компресора і навіть до поломки вала турбіни.

- Сирий повітря крім пилу містить також дрібні частки масла; змішуючись, вони поступово налипають на лопатки компресора, порушуючи динамічний баланс ротора і викликаючи вібрацію і швидкий знос.

- При заміні турбіни слід обов'язково встановлювати новий охолоджувач наддувочного повітря і новий повітряний фільтр. Крім того, слід проводити заміну масла, включаючи заміну масляного фільтра.

- Корпус повітряного фільтра і лінію надувочного повітря слід очищати шляхом продувки.

4. Вихід масла з турбіни

Якщо двигун проявляє підвищену витрату масла і випускає синій дим, то обов'язково слід перевіряти турбіну. Варто відзначити, що з корпусу турбіни видавлюється масло тільки в разі порушення умов його експлуатації.

- Якщо зливна мастильна лінія турбіни засмічена або звужена в зв'язку з вигином, то масло не може випливати з турбіни. Можливою причиною засмічення зливний мастильної лінії є коксування зворотного трубопроводу, що може бути викликано відсутністю теплозахисних екранів, поганий прокладкою зворотного трубопроводу, зупинкою гарячого двигуна, неякісним маслом або використанням рідкого герметика. Оскільки турбіна і надалі забезпечується маслом з контуру двигуна, то масло видавлюється в бік турбіни і нагнітача.

- Якщо двигун заповнений занадто великою кількістю масла, то воно не може випливати з зливний мастильної лінії в масляну ванну. Крім того, колінчастий вал спінює масло. В результаті виникає масляна піна, що створює додаткові перешкоди для зворотного витікання масла.

- При високому тиску повітря в катері в результаті яких високого прориву газів, засмічення вентиляції катера це тиск також переноситься на зливну мастильну лінію турбіни. Це служить перепоною для зливу масла з турбіни, і масло видавлюється в бік турбіни і нагнітача.

- Двигун дозволяється заповнювати тільки кількістю масла, не перевищуючи передбачений максимум.

- Необхідно застосовувати тільки високоякісні масла, дозволені виробниками.

- Зливна мастильна лінія повинна прокладатися точно відповідно до оригінального станом. Крім того, слід звертати увагу на установку всіх теплозахисних екранів.

- Зливну мастильну лінію і підключення до катера слід перевіряти на прохідність. Як правило, рекомендується замінювати лінію і з'єднувач.

- Вентилятор катера слід перевіряти і при необхідності замінювати.

- При заміні турбіни слід обов'язково встановити новий охолоджувач надувочного повітря і новий повітряний фільтр. Крім того, слід провести заміну масла і масляного фільтра.

5. Дефекти, викликані сторонніми частинками

У разі потрапляння на сторону впуску або випуску сторонніх часток або предметів, наприклад, пилу, піску, гвинтів, залишків поршневих кілець або клапанів і відкладень, в зв'язку з дуже високим числом оборотів це призводить в більшості випадків до повної відмови турбіни. Наслідком може бути також пошкодження охолоджувача надувочного повітря.

- У випадку, наприклад, обриву клапана або розлому поршневого кільця ці частини потрапляють через впускний колектор на напрямні лопатки турбіни із змінною геометрією і на турбінне колесо.

- Причиною потрапляння сторонніх часток у впускний тракт може бути як негерметичність впускного тракту, так і забруднення або пошкодження повітряного фільтра.

- У зимовий період конденсат може призвести до утворення льоду у впускному тракті.

- Слід звертати увагу на герметичність впускного тракту.

- Після робіт у впускному тракті необхідно обов'язково переконатися в тому, що там не залишилося ненатягнутих деталей.

- повітряний фільтр слід міняти відповідно до вказівок виробника.

- Слід уникати використання автомобіля тільки на коротких дистанціях.

6. Дефекти, викликані занадто високою температурою вихлопних газів

Кожна турбіна розрахована тільки на відповідний діапазон температур. При виході за межі цього діапазону турбіна може з часом стати несправною.

- У двигуні в належний спосіб при згорянні.

- Двигун зупинений в гарячому стані.

- Турбіну дозволяється застосовувати тільки в передбаченому для нього транспортному засобі.

- Турбіну дозволяється монтувати та експлуатувати тільки в оригінальному стані поставки. Забороняється вносити технічні зміни.

- Після високих навантажень, наприклад, після поїздок при повному навантаженні, двигун слід охолодити, перейшовши на помірну температуру обертання.

7. Підвищення номінального числа обертів

Встановлені в турбіну деталі розраховані на певний діапазон частоти обертання. У разі виходу за його межі за лічені секунди можуть виникнути серйозні пошкодження турбіни (наприклад вихід з ладу підшипника).

- В результаті коксування дефлектори турбіни із змінною геометрією блокуються, викликаючи зниження частоти обертання. В цьому випадку при підвищенні частоти обертання двигуна турбіна перекручується.

- Пневматична або електрична система регулювання не працює або негерметична.

- Не можна змінювати комплектність поставки турбіни.

- Турбіну дозволяється монтувати тільки в передбачених для цього транспортних засобах.

- Після високих навантажень, наприклад, після поїздки при повному навантаженні, двигун слід охолодити, перейшовши на помірну частоту обертання.

- Необхідно використовувати тільки моторні масла, дозволені виробниками.

- Необхідно дотримуватися періодичність технічного обслуговування відповідно до вказівок виробника.

Важливість такого вузла як турбонасос складно переоцінити, адже турбіна безпосередньо пов'язана з системою ДВС і несправна турбіна може вивести з ладу двигун вантажівки, що спричинить за собою дорогий ремонт.

Тому важливо використовувати якісні турбіни, що зарекомендували себе. Найбільш відомі виробники турбокомпресорів: Mahle, BorgWarner, Holset, Garrett, KKK. Виробляти монтаж турбіни фахівці радять в кваліфікованому сервісі в оригінальному стані поставки.

на сервісної станції компанії «Комерційний транспорт» Ви можете зробити якісний ремонт і заміну турбіни європейського вантажівки. В магазинах компанії «Комерційний транспорт» представлений широкий асортимент якісних турбін.

При підготовці матеріалу використовувалися дані, люб'язно надані компанією Mahle.