Чому ламаються турбіни, і як їх ремонтують

1. Коротко про пристрій і роботу
2. Ремонт блоку циліндрів: як це робиться
3. Що може поламатися
4. Як зрозуміти, що з турбокомпресором проблеми
5. Ланцюговий ГРМ: як він влаштований і як змінювати ланцюг
6. Після зняття турбокомпресора
7. ремонт турбіни
8. На закінчення

Наши партнеры ArtmMisto

Він був запатентований в далекому 1911 році, пройшов довгий шлях від авіації до Формули-1 і, нарешті, отримав своє місце на автомобільному конвеєрі лише в 1977 році на Saab, після чого повільно, але впевнено просувався на всі провідні підприємства з виробництва автомобілів, зламавши , в кінці кінців, навіть таких апологетів атмосферних двигунів, як BMW. Так, сьогодні мова піде про турбокомпресорі. Цього разу розглянемо основні проблеми цього вузла, можливі несправності та процес ремонту оних.

Коротко про пристрій і роботу

Все геніальне просто. Правда, це відноситься до самої ідеї - концепції, так би мовити, турбокомпресора. Багатьом інженерам не давала спокою витрачається даремно енергія вилітають з випускного колектора відпрацьованих газів. Нарешті один з них (Альфред Бюхи) все-таки створив конструкцію, в якій на одному валу були встановлені два колеса з крильчатками - компресорне і турбінне. Помістивши вал з колесами в корпус, він отримав турбокомпресор.

Так, на турбінне колесо потрапляли вилітають через випускний колектор відпрацьовані гази і розкручували його, а разом з ним і компресорне колесо, завдяки якому атмосферне повітря під тиском подавався у впускний колектор. Компресорне і турбінне колеса мають свої корпуси, звані ще «равликами», вал на втулках поміщений теж в свій корпус, який називають «картриджем». В останній підводиться моторне масло для змащення, а іноді і охолоджуюча рідина для додаткового охолодження. Сам вал, на якому встановлені турбіна і компресор, частіше обертається на підшипниках ковзання - втулках з бронзи. Є варіанти і на підшипниках кочення, але такі турбокомпресори мають дуже високу вартість.

Статті / Практика

Ремонт блоку циліндрів: як це робиться

Отже, ми підійшли до фінішної прямої. У нашому двигуні Mitsubishi 4М41, який проїхав півмільйона кілометрів, після ремонту головки блоку циліндрів і ланцюгового приводу ГРМ залишилося розібратися з кривошипно-шатунним ...

19.10.2016

Для контролю за частотою обертання турбіни, а, отже, і тиском наддуву встановили перепускний клапан (wastegate), який при необхідності скидає частину відпрацьованих газів в обхід турбіни. Управляється цей клапан за допомогою актуатора, який може бути вакуумним або з електричним сервоприводом. На впуску же встановлений байпасний клапан, покликаний перенаправляти повітря назад на вхід компресора в моменти закриття дросельної заслінки. До речі, знаменитий «пщщщ» при перемиканні передач у фільмі «Форсаж» - це робота замінника байпаса - блоу-офф клапана (blow-off). Саме при його роботі надлишок повітря настільки ефектно відправляється в атмосферу.

Але ніхто і ніщо не стоїть на місці, а тому ті, кому не подобалася груба робота перепускного клапана, вирішили, що непогано було б керувати напрямком потоку відпрацьованих газів. Так з'явилися турбокомпресори із змінною геометрією. Усередині корпусу турбінного колеса встановлені по колу напрямні лопатки, які за допомогою спеціального механізму змінюють своє розташування, по-різному направляючи потік відпрацьованих газів на лопатки турбінного колеса. Тим самим регулюється частота обертання турбіни залежно від навантаження на двигун.

В рамках цього матеріалу ми не будемо розглядати ні здвоєні, ні комбіновані системи наддуву , Так як на сьогодні головне - зрозуміти, які проблеми можуть виникнути, і як вони вирішуються.

Що може поламатися

Так, наприклад, при попаданні сторонніх предметів або пилу у впускний трубопровід можуть зруйнуватися лопатки компресорного колеса.

Що-небудь подібне трапляється і з лопатками турбінного колеса, а разом з ним і лопатками змінної геометрії, якщо такі є.

Масляне голодування, неправильний підбір масла, перегрів, порушення регламенту заміни моторного масла - все це призводить до зносу робочих поверхонь вала турбокомпресора.

Знос може стати причиною заклинювання системи зміни геометрії турбіни.

Можливі заклинювання актуаторов приводу перепускного і байпасного клапанів, які управляються ЕБУ двигуна.

Через надмірні перевантажень є ймовірність деформації вала турбіни. Все перераховане - лише основні причини. Виявлене ж в процесі ремонту може неприємно здивувати, адже турбіна - це високонавантажених агрегат, і причин виходу з ладу може бути безліч.

Як зрозуміти, що з турбокомпресором проблеми

Базових ознак тільки два - втрата тяги або така тяга, якої не було раніше. При втраті тяги сервісмени насамперед «грішить» на турбіну, бо вона - одна з найбільш уразливих одиниць під капотом. Крутиться часом до 150 000 об / хв, з одного боку гріється, з іншого - охолоджується, а тому якщо тяга на авто кудись початку пропадати, то підозра в першу чергу впаде на неї. Все інше можна дізнатися тільки після зняття турбокомпресора з автомобіля.

Статті / Практика

Ланцюговий ГРМ: як він влаштований і як змінювати ланцюг

Ні в двигуні елементів більш-менш відповідальних, але все ж є механізм, неправильна збірка якого може виявитися тільки після закінчення монтажу та спроби пуску двигуна. Так, саме спроби - і часто ...

12.10.2016

Попередньо майстер просто зобов'язаний виконати діагностику всіх систем, щоб переконатися в тому, що жоден з датчиків не вийшов з ладу, і немає жодного місця, через яке повітря потрапляв би у впускний колектор в обхід системи впуску.

Є ще один момент - це шум турбіни високої частоти, майже писк, який часто говорить про занадто великий осьовим або радіальному люфт вала турбокомпресора. Двигун при цьому може тягнути, як і раніше, але час життя турбіни різко починає прагнути до нуля.

А тепер про те, що стосується тяги, нехарактерною для двигуна - тобто, якщо ви раптом виявили, що більше немає турбоями і чогось подібного, і автомобіль «на підрив» завжди. Такі ознаки можуть говорити про те, що перепускний клапан (wastegate) заклинило, відпрацьовані гази не скидаються, і тому турбіна качає повітря по повній, підвищуючи тиск наддуву. «Підрив» - це добре, але він може закінчитися прогоранням поршня або клапанів через перевантаження. Так що стежте за «характером» свого автомобіля.

Після зняття турбокомпресора

Все, що описано вище, стосується виключно діагностики до зняття турбіни з двигуна. Тепер же представимо, що майстер провів діагностику і видав невтішний вердикт, що швидше за все проблеми пов'язані саме з турбокомпресором. В цьому випадку механік демонтує його і відправляє на ділянку дефектації та ремонту.

Тепер починається найцікавіше. Перше, на що дивиться майстер, - це компресорне і турбінне колеса і стан корпусу турбінного колеса. За нагару і сажі на впуску корпусу турбіни майстер може приблизно зорієнтувати, що є їх причиною - може, «заливає» форсунка, або зносилися поршневі кільця, чому в наддув жене масло з картера двигуна. Оглядом ж турбінного і компресорного коліс можна виявити надмірний знос оних, як в нашому випадку.

В ідеалі кожна з лопаток повинна проходити поруч з корпусом з мінімальним зазором - занадто великий зазор означає втрати. Далі майстер на дотик перевіряє люфт вала турбіни.

Чому на дотик? Та тому, що люфту практично не повинно бути, причому ні радіального, ні осьового. Далі слід розбирання. Нічого складного в ній немає: болти і гайки геть - і ось уже «равлики» окремо, картридж окремо. Далі ми відвернули гайку кріплення компресорного колеса і зняли його, після чого вал витягли з картриджа. Втулки - випрессованного. Ось по суті і вся розбирання. Турбінне колесо, до слова, утворює з валом одну нероз'ємну деталь.

Всі елементи корпусу турбокомпресора відправляються на піскоструминну очистку.

Робочі елементи відправляються на обмір - там, зокрема, вимірюється діаметр вала в місцях установки втулок. При необхідності замінюється компресорне колесо. Якщо з валом або з турбінним колесом все погано, то допоможе тільки заміна. Крім цього, під час перевірки подають розрідження і перевіряють роботу актуаторов. Якщо ж актуатор електричний, його перевіряють за допомогою відповідних діагностичних приладів.

ремонт турбіни

Якщо поверхні вала зношені в межах допустимого, то їх шліфують, якщо поза межами - замінюють. Після шліфування знову вимірюють зовнішній діаметр і виточують під нього втулки.

Потім вал відправляють на перевірку його биття - і ніякого дисонансу або порушення технології тут немає. Справа в тому, що вал можна умовно розділити на дві частини - робочу, на яку встановлені втулки, і частина, на яку встановлено компресорне колесо. Остання не може бути відшліфована через те, що компресорні колеса, як запчастини, поставляються тільки в номінальних розмірах. Шліфування вала нехай і на малу частку, але змінить його діаметр. А зміна зазору між валом і колесом неприпустимо. Тому майстер ставить вал на спеціальний стенд з індикатором годинникового типу і, обертаючи його, визначає точки деформації.

Потім за допомогою спеціальних інструментів і молотка править його. Править до тих пір, поки не доб'ється майже ідеальних результатів по биттю.

Після редагування вал відправляється на балансування. Процес цей сам по собі цікавий. На спеціальний стенд ставлять вал, на нього накидають приводний ремінь, який і притискає вал до опор. На турбінне колесо наноситься мітка, а навпроти нього ставиться лазерний датчик частоти обертання. Після включення приводного електромотора вал розкручується до певних оборотів, щоб відкалібрувати стенд. Потім майстер приліплює невеликий шматок пластиліну навпроти мітки турбінного колеса і знову включає стенд. Потім ліпить приблизно такий же шматок пластиліну із зворотного боку турбінного колеса, але навпаки першого шматка.

Після цього майстер включає стенд, доводить обороти до необхідних і вимикає. За підсумками процедури на екрані дисплея стенду виводяться приблизні точки дисбалансу вала з вагою матеріалу, який необхідно видалити для балансування.

Дивлячись на ці точки, майстер трохи сточує поверхню гайки турбінного колеса.

Потім вал знову вирушає на стенд - і весь процес повторюється по колу, поки не будуть досягнуті необхідні показники.

Після вдалої балансування ми ставимо на вал вже підготовлені втулки і збираємо те, що називають картриджем - корпус валу.

Турбіну майже повністю збирають - лише без установки «равлики» компресора.

У такому вигляді її встановлюють на стенд для остаточної перевірки перед складанням.

Гайку кріплення компресорного колеса попередньо намагничивают спеціальним магнітом. Роблять це з метою зняття показань роботи вала - його частоти обертання і биття. Установка на стенд має на увазі підключення подачі масла і холодного стисненого повітря. На стенді майстер розкручує турбіну до частоти трохи вище робочої, перевіряючи основні показники роботи.

Переконавшись, що все в порядку, встановлюють корпус компресора і актуатор. Далі під'єднують до актуатора вакуумний шланг, а на його шток встановлюють електронний індикатор, який є частиною спеціального обладнання для регулювання початку відкриття і ходу штока.

На згадку стенду внесена база даних по турбокомпресорів - майстру досить внести номер турбіни в цю базу (номер нанесений на корпусі кожної турбіни) і запустити процес діагностики.

Стенд підведе певне розрідження до актуатора, а індикатор вважає хід штока. Якщо щось виявиться не в порядку, майстер відрегулює довжину штока. На цьому ремонт турбіни можна вважати закінченим.

Перед установкою турбокомпресора на двигун, особливо якщо сам ДВС «Капіталі», багато рекомендують промити систему змащення промивання або просто недорогим маслом. Рекомендується зробити це як мінімум чотири рази і тільки після цього ставити турбокомпресор. Якщо не врахувати цього, то наступного ремонт турбіни потрібно раніше, ніж передбачалося.

На закінчення

Вал турбіни дуже чутливий до якості моторного масла, і продукти зносу двигуна можуть зробити свою підступну роботу. Тому, коли справа стосується ремонту турбокомпресора, не варто дешевити. В цілому навіть найскладніший ремонт завжди буде приблизно в два рази дешевше найдешевшої, але нової турбіни. Якщо усереднити ціни, то ремонт може коштувати близько 250 доларів, а нова турбіна в зборі - приблизно 500 доларів. Ну а щоб довше не заїжджати в сервіс за настільки дорогим ремонтом, стежте за своїм автомобілем і якістю використовуваного моторного масла, а також не лінуйтеся читати рекомендації по правильній експлуатації автомобілів в зимовий період.

Особлива подяка в підготовці матеріалу організації «РемТурбоСервіс»
(+38 057-762-98-26, Харків; +7 917-540-61-20, Білгород; +7 495-255-46-96, Москва)

Опитування