Какое давление создает турбина

Содержание

Для чего нужна турбина в автомобиле и как она работает

Слово «турбонаддув» хоть раз в жизни слышал, вероятно, каждый автомобилист. Еще в старые советские времена среди гаражных мастеров ходило множество невероятных слухов о колоссальном приросте мощности, даваемом турбонаддувом, однако реально с моторами такого типа в легковых авто никто тогда не сталкивался.

турбина что это такое в машине

Сегодня же наддувные двигатели прочно вошли в нашу действительность, однако в реальности далеко не каждый может сказать о том, как работает турбина в автомобиле, и какая существует реальная польза либо вред от использования турбины.

Что ж, попробуем разобраться в этом вопросе и узнать, каков принцип работы турбонаддува, а также о том, какие он имеет преимущества и недостатки.

Передув и недодув турбины: что опаснее и как исправить

Передув и недодув турбины: что опаснее и как исправить

За одну секунду с конвейеров всех автомобильных заводов в мире выезжает приблизительно 2-3 автомобиля, а ежегодный прирост составляет более 70 миллионов новых машин. И 70% от общего количества составляют турбированные двигатели.

Двигатели с турбиной с каждым годом всё больше вытесняют обычные атмосферные моторы. В этом нет ничего удивительного, ведь они имеют ряд существенных преимуществ перед атмосферными ДВС:

  • большая мощность и крутящий момент во всем диапазоне оборотов при том же объеме;
  • более экономичный режим расхода топлива;
  • более стабильная работа на холостом ходу.

Видео: Как устроена турбина

Но есть важное условие. Турбина обязательно должна выдавать необходимое давление воздуха.

Устройство системы турбонаддува

На практике турбонаддув применяется как на моторах, использующих дизельное топливо, так и на бензиновых. Однако наиболее часто эта система встречается именно на дизельном двигателе, поскольку для них характерна высокая степень сжатия, меньшая температура выхлопа и низкие обороты коленчатого вала. Более высокая степень сжатия обеспечивает повышение мощности турбированного двигателя и увеличивает его КПД.

В бензиновых моторах температура отработавших газов выше, что может спровоцировать эффект детонации, приводящий к быстрому износу поршневой группы. Для предотвращения этого явления необходимо использовать бензин с более высоким октановым числом, что не всегда является экономически выгодным.

Как работает турбина

Система турбонаддува состоит из следующих элементов:

  • Воздухозаборник;
  • Воздушный фильтр;
  • Перепускной клапан – регулирует подачу отработавших газов;
  • Дроссельная заслонка – регулирует подачу воздуха на впуске;
  • Турбокомпрессор – повышает давление воздуха во впускной системе. Состоит из турбинного и компрессорного колес;
  • Интеркулер – охлаждает воздух, способствуя лучшему наполнению цилиндров и снижению вероятности детонации;
  • Датчики давления – фиксирует давление наддува в системе;
  • Впускной коллектор – распределяет воздух по цилиндрам;
  • Соединительные патрубки – необходимы для крепления элементов системы между собой.

Чип-тюнинг

Достаточно распространенный вид доработки двигателя, которым пользуется как при комплексном тюнинге, так и используют его в качестве единственного источника новых «кобылок». Чип-тюнинг представляет собой настройку микросхемы, если точнее, то это настройка калибровки микропрограммы электронного блока управления автомобилем (ЭБУ).

Производители для своих автомобилей выставляют определенный угол опережения зажигания для различных регионов, чаще всего он полноват из-за чего топливо сгорает не так эффективно. Также производитель устанавливает высокие поправки в угол опережения зажигания для того, чтобы снизить нагрузку на трансмиссию, но к сожалению во время разгона мотор более задумчив и имеет провалы. Также из-за заводской настойки у автомобиля может быть повышенный расход топлива.

Благодаря чип-тюнингу можно устранить все проблемы и тем самым добиться более приятного ощущения от вождения, а также поднять крутящий момент, силы и снизить расход топлива. В итоге получается, что данный вид тюнинга относительно дешевый, не требует вмешательства и каких-либо технических изменений, что оставит автомобиль на гарантии и при этом дает неплохие результаты. Чип-тюнинг необходим, если вы изменяете техническую часть мотора, так как его необходимо настроить под измененные характеристики, полученную путем установки какой-либо детали. Хороший результат только благодаря чип-тюнингу получали спортивные автомобили уже с высокими данными, поэтому если ваш автомобиль слабый, то не ждите каких-то высоких результатов от данной доработки.

Минусов у данного вида доработки нет, но самое главное, данный вид работ лучше делать человеку, который в этом разбирается, поэтому не пожалейте денег на сервис.

Как устроена турбина?

Точное название этого устройства – турбокомпрессор. В его состав входят 3 основные части, а именно – корпуса:

· турбины – горячая часть;

· компрессора – холодная часть;

· подшипника, или картридж.

В картридже – ротор с крыльчатками турбины и компрессора на его концах. В среднем на крыльчатке от девяти до двенадцати лопастей. Для крепления вала используются опорные и упорные подшипники (втулки). Но сейчас выпускается все больше турбин, в которых используются шариковые подшипники.

Подшипникам необходимо масло: на образовавшемся масляном клине происходит вращение ротора турбины, который скользит по маслу при вращении. Масло постоянно поступает в картридж и сливается. Масло не поступает в корпуса турбины и компрессора благодаря хитрой конструкции – уплотнительным кольцам из стали.



Причины неисправности турбины автомобиля

Причиной неисправности турбины является выброс синего выхлопного дыма при разгоне автомобиля, а при постоянных оборотах его исчезновения. Это может быть вызвано сгоранием масла, попадающего в цилиндры мотора из-за утечки в турбокомпрессоре.

Также о неисправности в системе управления ТКР (турбокомпрессор) может свидетельствовать черный дым, появляющийся во время сгорания обогащенной смеси за счет утечки воздуха в нагнетающих магистралях.

Белые же выхлопные газы, наоборот, говорят о том, что засорился сливной маслопровод ТКР. Увеличение расходов масла (0,2 – 1 л на 1 тыс. км) и наличие подтеков на стыках патрубков воздушного тракта и на турбине, происходит, вероятнее всего, из-за загрязнения сливного маслопровода или воздушного канала.

Также причиной может стать закоксовывание корпуса оси ТКР. За счет недостаточного поступления воздуха из неисправного турбокомпрессора, может ухудшиться динамика разгона авто.

Если во время работы двигателя слышен посторонний шум или свист, то источником проблемы может быть утечка воздуха на стыке выхода мотора и компрессора.

Видео — свист на Mercedes-Benz Sprinter

Если же вы услышите характерный скрежет при работе или заметите трещины и деформацию корпуса турбины, то будьте готовы к тому, что ТКР в скором времени может выйти из строя.

Компоненты, из которых состоит система турбонадува: турбина, электронные датчики давления, воздуха, масла, магистраль по забору и передаче воздуха в нагнетающий трубопровод, клапан-отсекатель и т.п. Многие современные машины оснащены системами автоматики, которые немедленно отключат турбину, если одна из перечисленных систем выйдет из строя. А это, в свою очередь, скажется на возможности развить максимальную мощность двигателем.

Гениальная идея использования выхлопных газов для разгона ротора позволила создать турбированный дизельный двигатель внутреннего сгорания и увеличить его мощность на 40–50%. Это притом, что во время работы в обычном режиме выброс газов сопровождается снижением коэффициента полезного действия в пределах 30 — 40%.

Эластичность двигателя

Каковы ограничения накладываемые турбодвигателем на эластичность? Хорошая эластичность и отзывчивость на действия водителя для большинства сегодняшних автомобилей являются обязательными условиями. «Сел, завёл, поехал». Если не так, то современный потребитель — недоволен. Принято считать, что высокая мощность и хорошая эластичность не совместимы в одном автомобиле. Данное мнение является вполне справедливым для атмосферных двигателей, но совершенно не годится по отношении двигателей с турбонаддувом. Рассмотрим факторы, определяющие эластичность: консервативные профили распредвала, малые впускные каналы, гибкость и калибровки топливной системы.

Турбина с изменяемой геометрией

Работа турбонаддува может сопровождаться некоторыми сложностями: происходит задержка усиления мощности («турбояма») в момент резкого давления на газ; выход из такого состояния меняется резким повышением воздействия наддува («турбоподхват»). Возникновение первого явления возможно из-за инерционности системы. Чтобы решить такую проблему, применяют:

  • турбинное устройство с изменяемой геометрией;
  • используют пару параллельных либо последовательных компрессорных устройств;
  • наддув комбинированного вида.

Турбина с изменяемой геометрией: 1 — направляющие лопатки; 2 — кольцо; 3 — рычаг; 4 — тяга вакуумного привода; 5 — турбинное колесо.



Последствия недодува

Для нормальной работы любого ДВС критически важно поддерживать оптимальную топливовоздушную смесь во всем рабочем диапазоне. Процентное соотношение воздуха и горючего в смеси напрямую зависит от турбины.

Чаще всего турбина не создает необходимое давление в том случае, если сопловый аппарат (геометрия) заклинивает в режиме минимального наддува. Подробнее о причинах заклинивания геометрии вы можете прочитать в нашей статье.

Заклинивание геометрии турбины из-за сажевых отложений

Фото: Заклинивание геометрии турбины из-за сажевых отложений

Также к недодуву могут приводить нарушения герметичности системы наддува: разрыв патрубков, неплотные соединения или повреждения интеркулера.

Как понять, что в системе не создается должное давление:

  • Резкое снижение мощности, которое невозможно не заметить;
  • Двигатель очень медленно набирает обороты, разгон до высоких скоростей заметно затрудняется.
  • Индикация на приборной панели о неисправности двигателя, попросту говоря “Check Engine”

Какие могут быть от этого последствия? Неприятные, но и не критичные. В большинстве случаев это влияет только на комфорт пользования автомобилем, потому что динамика разгона станет заметно хуже.

Решить проблему довольно просто. Нужно заменить или очистить сопловый аппарат, заменить или отремонтировать клапан вестгейт или устранить причину негерметичности системы подачи воздуха.

Конструктивные элементы системы

Для осуществления возложенных функций, система турбонаддува состоит из двух основных частей:

Компрессор служит для нагнетания атмосферного воздуха в систему подачи топлива. Он состоит из корпуса и расположенной в нем крыльчатки, которая, вращаясь, всасывает воздух. Чем выше ее скорость вращения, тем больше объем принятого воздуха. Увеличению скорости способствует работа турбины.

Она также состоит из корпуса с крыльчаткой (ротором), которая приводится в движение выхлопными газами. В корпусе газы проходят через специальный канал, имеющий форму улитки, что позволяет им увеличить скорость.

Особенности эксплуатации турбированных двигателей

На режимах разгона автомобиля в силу инерционности системы возникает явление, получившее название “турбояма”. Сущность явления заключается в следующем:

  • Автомобиль движется с небольшой постоянной скоростью.
  • Турбина вращается в соответствующем режиме.
  • При резком нажатии на педаль ускорения в цилиндры двигателя подается больше топлива.
  • После его сгорания образуются отработавшие газы, которые с большей силой воздействуют на турбину и увеличивают мощность двигателя. Однако происходит это с некоторой временной задержкой.

Таким образом, между моментом нажатия на педаль и фактическим ускорением автомобиля присутствует некоторая временная задержка – “турбояма”. Также данное явление проявляется в виде недостатка крутящего момента на малых оборотах двигателя.

Виды систем турбонаддува

Производители разработали различные способы избавления от “турбоямы”:

  • Турбина с изменяемой геометрией. Конструкция предусматривает изменение сечения входного канала. За счет этого выполняется регулирование потока отработавших газов.
  • Два турбокомпрессора, установленных последовательно (Twin Turbo). На каждый режим работы (обороты двигателя) предусматривается свой компрессор.
  • Два турбокомпрессора, установленных параллельно (Bi Turbo). Схема разбиения на две турбины снижает инерцию системы, и турбояма становится не так ощутима.
  • Комбинированный наддув. Устройство предусматривает и механический, и турбонаддув. Первый включается при низких оборотах, второй при высоких.

Что такое турботаймер и для чего он необходим

Автомобильный турботаймер

Другой стороной инерционности системы с турбокомпрессором является необходимость снижать обороты постепенно. Нельзя резко выключать зажигание после того, как двигатель работал на высоких оборотах. Это обусловлено тем, что подшипники будут продолжать вращение, а поскольку масло не будет подаваться в систему – возникнет повышенное трение. Оно, в свою очередь, спровоцирует быстрый износ вала турбины.

Для решения этой проблемы применяется турботаймер. Это устройство устанавливается на приборной панели и подключается в цепь зажигания. После выключения зажигания ключом система запускает таймер, который глушит двигатель спустя некоторое время, давая возможность турбине снизить обороты до приемлемых значений.

Облегченный маховик и кованые поршни

Облегченный маховик устанавливают на тюнингованные автомобили достаточно часто, так как он дает неплохой результат при комплексной доработке мотора. Суть заключается в том, что облегченный маховик легче (как бы это не звучало), поэтому он быстрее раскручивается и максимальные обороты достигаются быстрее. В итоге получается, что мощность двигателя вырастает, но максимум, что вы можете получить, это 4% с предыдущей.

Замена данной детали не сложная, поэтому внести эту доработку сможет каждый. Стоит такой маховик в среднем 2-4 тысячи рублей, в зависимости от автомобиля. Если вы не планируете сильно увеличивать необходимый нам показатель, то данный вид доработки вам подойдет вместе с фильтром нулевого сопротивления, чип-тюнингом, компрессией и остальными легкими доработками, которые вместе дадут неплохой результат для наслаждения от скоростных характеристик автомобиля.

Кованые поршни очень часто устанавливаются многие любители тюнинга, а также о них оставляют положительные отзывы автогонщики. Суть заключается в том, что кованый поршень легче ходит из-за меньшего веса, а также он выдержит более высокие температурные нагрузки, так как прочнее.

Управление турбиной

Турбина может быть капризной: при ее высокой скорости работы возникает «передув», что плохо и для турбины, и для двигателя. Поэтому турбина нуждается в управлении, для чего используется перепускной клапан (на дизельных и бензиновых двигателях). Это хорошее и надежное решение, так как при высоком значении наддува клапан открывается, выпуская отработавшие газы через выхлопную систему, не попадая в колесо турбины. Клапан открывается с помощью пневматического актуатора.

Есть и более гибкий выход: управлять направлением потока с помощью пневмопривода или электронного привода с сервомотором. На помощь приходят лопатки с регулируемым углом атаки, установленные в горячей части «улитки». Такое решение получило название «управляемая геометрия». Угол большой при малых оборотах, благодаря чему газы «отклоняются» на лопасти турбины, а при росте давления и мощности мотора лопатки устанавливаются так, что никак не воздействуют на поток газов. Управляемая геометрия применяется только в турбинах дизельных моторов, исключение составляют некоторые спорткары Porsche. Это обусловлено высокой температурой выхлопных газов в бензиновых силовых агрегатах, из-за чего лопатки должны быть выполнены из дорогих сплавов.

В особо мощных моторах перепускной клапан также установлен в впускном коллекторе. Он нужен для того, чтобы сбрасывать избыточное давление в различных ситуациях, когда резко растет нагрузка на ротор и крыльчатку компрессора.


Турбонаддув: принцип работы

Задача турбины – нагнетать воздух в цилиндры, что осуществляется при помощи компрессора. Благодаря этому, смесь из топлива и воздуха насыщается кислородом, что приводит к увеличению КПД и улучшению сгораемости топлива. Таким образом, движок начинает работать эффективнее при прежнем объеме.

Чтобы понять принцип работы турбины на двигателе, сначала стоит разобраться с тем, как именно работает обычный двигатель. Его функционирование обеспечивается четырьмя последовательными тактами:

  1. Впуск – движение поршня обеспечивает попадание в камеру сгорания топливно-воздушной смеси.
  2. Компрессия – горючая смесь сжимается.
  3. Расширение – выработанная свечами искра приводит к возгоранию смеси.
  4. Выпуск – поршень перемещается вверх, освобождаются и выводятся выхлопные газы.

Чтобы повысить эффективность работы мотора, идти можно по одному из трех путей:

  1. установить турбонаддув;
  2. увеличить объем двигателя;
  3. повысить количество оборотов коленвала.

Увеличение объема, безусловно, приведет к повышению эффективности, но это неизбежно повлечет за собой повышенный расход горючего. Повышение оборотов коленчатого вала не всегда возможно по техническим причинам, к тому же, не избежать снижения эффективности из-за потерь энергии во время каждого из тактов.

Как работает турбонаддув? Он нагнетает в цилиндр предварительно сжатый воздух, вследствие чего количество поступаемого воздуха повышается, а мощность силового агрегата растет без увеличения его объема.

Когда бензиновый двигатель запускается, газы поступают в турбину, приводя с помощью своей энергии в движение ротор, раскручивающий колесо компрессора, захватывающее воздух, подаваемый в цилиндры. Компрессор увеличивает давление воздуха примерно на 80%.

Турбина на бензиновом двигателе позволяет повысить мощность примерно на 30%.

История наддува

Впервые техническая идея загнать в автомобильный двигатель больше воздуха с помощью энергии вращения коленвала пришла в голову Готтлибу Даймлеру в 1885 году, а в 1905 году швейцарец Альфред Бюхи получил патент на аналогичную систему, работающую уже от энергии выхлопных газов. Но до реализации этих решений в автомобилях прошло некоторое время — первый серийный легковой автомобиль «наддули» с помощью приводного нагнетателя в 1921 году — им стал Mercedes-Benz. Турбонагнетатели же стали получать распространение в авиационных двигателях 1920-х годов, так как там было особенно важно справляться с потерей мощности по мере набора высоты, где плотность воздуха становится меньше. Вскоре газовые нагнетатели нашли своё применение и в грузоперевозках — прибавка в крутящем моменте оказалась для дизелей судов и локомотивов очень кстати. Первой легковушкой с турбонагнетателем под капотом стало купе-хардтоп Oldsmobile Jetfire с 215-сильным V8.

Задержка.

Обсуждение турбин редко обходится без упоминания о задержке (лаге турбины). На самом деле участники обсуждения редко говорят действительно о задержке. Обычно они говорят о пороге наддува. Пожалуйста, прочтите определения задержки (лага), порога наддува, и приемистости в глоссарии. Применительно к турбонагнетателю задержка по существу означает, как долго Вы должны ждать давления наддува после того, как открыли дроссельную заслонку. Стало быть, это явление не полезное по определению. Но задержка не имеет никакого отношения к приемистости. Приемистость в данном случае имеет одинаковый смысл как для турбодвигателя, так и для атмосферного. Ситуация сводится к следующему — либо имеется некоторая задержка и огромное увеличение момента или напротив — отсутствие задержки и отсутствие увеличения момента. Если Вы не имеете никакой задержки, Вы не имеете никакого наддува. Поэтому Вы не можете ожидать никакого значительного увеличения момента. Задержка уменьшается с увеличением частоты оборотов двигателя. В то время как задержка может иметь длительность в секунду или более при низких оборотах двигателя, при увеличении наддува, на оборотах приблизительно 4000 или больше задержка фактически исчезает. Например, в должным образом сконструированной системе наддува, давление наддува будет всегда следовать за положением вашей педали при оборотах более чем 4000 оборотов в минуту. Реакция здесь фактически мгновенна.

Разновидности турбин

· парными (выпускаются двойные, тройные, четверные модели).

Выпускаются в том числе и «твинскрольные турбины», которые устанавливаются в легковых бензиновых силовых агрегатах и дизельных грузовых. В таких турбинах потоки выхлопных газов попадают в 2 раздельных канала, что исключает взаимное противодавление. Как результат – уменьшается расход топлива.

В последние годы получили распространение компрессоры с электроприводом, в которых не используется работа выхлопных газов. Главное отличие в том, что в устройстве установлен мощный электромотор, который заменяет крыльчатки турбины. Отличий в компрессорной части практически нет.

Эксплуатация турбины

Устройство турбокомпрессора делает его зависимым от качества масла, поэтому пытаться сэкономить на нем не стоит. Несвоевременно поменянное масло может стать причиной нарушений в работе механизма.

Автомобиль, оснащенный турбиной, нуждается после покупки в замене масла и тщательной прочистке топливной системы, при этом смешивать разные масла нельзя.

После продолжительной поездки сразу глушить двигатель не рекомендуется, дав ему немного поработать и охладиться. Резкое выключение может сказать на снижении прочности элементов конструкции, вызванном перепадом температуры.

Регулировка давления наддува

Турбонаддув дизельного двигателя повышает его мощность за счет возрастания давления выхлопных газов, являющихся результатом увеличения числа оборотов и интенсивности работы мотора. Этот же процесс повышает давление наддува. Если его не регулировать, то на самых высоких оборотах оно может достичь опасных значений, приводящих к поломкам и механическим повреждениям.

Регулировка давления производится с помощью выпускного предохранительного клапана, а контроль максимально допустимого значения — с помощью мембраны и пружины определенной жесткости.

Суть работы: при достижении предельного значения давления, мембрана, установленная в корпусе компрессора, преодолевает воздействие пружины и открывает регулировочный клапан.

Давление регулируют как на стороне компрессора, так и на стороне турбины:

  1. Работающий турбокомпрессор сбрасывает в атмосферу через выпускной клапан излишки забранного воздуха, тем самым снижая давление.
  2. В турбине клапан выпускает отработанные газы под воздействием мембраны компрессора, когда давление всасываемого воздуха достигает максимального уровня. Благодаря этому, ротор вращается с установленной скоростью, а компрессор не забирает лишний воздух и не увеличивает давление.

Второй вариант расположения клапана позволяет изготавливать системы меньших габаритов. Кроме того, турбонагнетатель с клапаном в компрессоре подвержен чрезмерному нагреву из-за повышенной температуры выпускаемого воздуха, что негативно сказывается на эффективности его работы.

Избыточное давление. Всё про наддув

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

Турбированный мотор: достоинства и недостатки

Популярность турбодвигателей вызвана их преимуществами перед обычными, заключающимися в:

  • увеличении мощности до 30% и уменьшении расхода топлива (турбомотор будет потреблять меньше горючего, нежели ДВС аналогичной мощности, но без турбины);
  • уменьшении загрязнения окружающей среды;
  • лучшем соотношении веса агрегата к развиваемой мощности;
  • более тихой работе механизма;
  • возможности оптимизировать другие параметры двигателя.

Однако есть и свои минусы:

  • требовательность к качеству масла и бензина, что в конечном итоге повышает расходы на эксплуатацию авто;
  • сложный ремонт, требующий применения специального оборудования, выполнить который своими силами маловероятно. Нередко турбина и вовсе оказывается непригодной к ремонту, а её полная замена заметно ударяет по кошельку автовладельца.

Уменьшение силы трения

Можно также достаточно неплохо повысить количество «коней», если уменьшить силу трения между поршнем и стенками цилиндра. Для этого конечно и существует моторное масло, но как правило его недостаточно, поэтому используют различные добавки. Может вам порекомендовать присадку Suprotec, о которой много ходит слухов, кто-то не уверен в ее работе. Кто-то говорит, что она действительно работает, мы относимся ко второму типу людей и рекомендуем данную присадку. В принципе вы можете нам не доверять и использовать какую-либо другую присадку от другого производителя, это ваш выбор.

С помощью данного способа можно достичь около 7% прибавления, а также при этом улучшить надежность мотора из-за того, что сила трения поршня об стенки цилиндра будет меньше. Также есть слух, что данная присадка уменьшает расход топлива, но мы это не проверяли и подтверждать данный слух не будет.

Почему бывшая в употреблении турбина – хороший выбор?

Почему стоит отдать предпочтение турбинам б/у, а не новым? Основной плюс – цена: например, в каталоге «АвтоСтронг» стоимость турбин составляет от ста до восьми сотен рублей, а восстановление обойдется в 2-3 раза дороже. Хоть б/у турбины изношены, но это не так критично. Например, восстановление турбины не на заводе-изготовителе также имеет свой минус: турбина получит расходники из Китая, которые надежностью не отличаются. А если обращаться за новой турбиной, то она обойдется в несколько тысяч долларов.

При покупке турбины б/у обращайте внимание на:

· отсутствие люфта ротора. Для проверки попробуйте расшатать турбину пальцами, взявшись за кончик вала: люфт должен отсутствовать. А вот небольшой радиальный люфт вполне может быть – он существует для того, чтобы его заполняло масло для вращения ротора;

· отсутствие повреждений и сколов. Если вы видите их – откажитесь от покупки турбины;

· корпус турбины. На нем должны отсутствовать потеки масла. Если потеки есть, это сигнализирует о том, что турбина сильно изношена;

· улитку. Если она не сухая изнутри, не покупайте б/у турбину;

· трубки, через которые масло попадает в турбину и сливается из нее. Они должны быть завальцованы, чтобы грязь не оказалась в картридже.

Система смазки

Смазка вала турбонагнетателя осуществляется смазочной системой двигателя.

На вал устанавливают уплотнительные кольца, предотвращающие проникновение масла в полости корпусов компрессора и турбины. Они же предохраняют корпуса от перегрева. Но герметичность обеспечивается не столько уплотнениями, сколько разностью величины давления в различных частях агрегата. Эту разницу давлений создает турбинная ось (вал), имеющая неравномерный диаметр.

Особая форма литья корпуса, в котором расположен вал, также способствует удержанию масла.

Если мотор не развивает требуемую мощность, это может быть симптомом неисправности турбонаддува. Наиболее часто встречающиеся проблемы — загрязнение воздушного фильтра или потеря герметичности впускного коллектора. Кроме потери мощности, их можно диагностировать по несвойственному для исправной машины цвету и количеству дыма, выходящего из выхлопной трубы.

Конструкция и принцип работы турбины


Устройство турбокомпрессора
Классический турбокомпрессор состоит из следующих элементов:

  1. Корпус. Выполняется из жаропрочных материалов (стали). Он имеет форму улитки с двумя разнонаправленными патрубками, оснащенными фланцами для крепления в системе турбонаддува.
  2. Турбинное колесо. Преобразует энергию отработавших газов во вращение вала, на котором оно жестко зафиксировано. Изготавливается из жаропрочных материалов (железо-никелевый сплав).
  3. Компрессорное колесо. Воспринимает вращение от турбинного колеса и нагнетает воздух в цилиндры двигателя. Колесо компрессора зачастую изготавливают из алюминия, что снижает потери энергии. Температурный режим на этом участке близок к нормальным условиям, и применение жаропрочных материалов не требуется.
  4. Вал турбины (ось) – соединяет турбинное и компрессорное колеса.
  5. Подшипники скольжения, или шарикоподшипники. Необходимы для крепления вала в корпусе. В конструкции может быть предусмотрен один или два подшипника. Смазка последних осуществляется общей системой смазки двигателя.
  6. Перепускной клапан – предназначен для управления потоком отработавших газов, воздействующим на колесо турбины. Это позволяет управлять мощностью наддува. Клапан оснащен пневматическим приводом. Его положение регулируется ЭБУ двигателя, получающим соответствующий сигнал от датчика скорости.


Принцип работы турбокомпрессора
Основной принцип работы турбины на бензиновом и дизельном двигателях заключается в следующем:

  • Отработавшие газы направляются в корпус турбокомпрессора, где воздействуют на лопатки турбинного колеса.
  • Колесо турбины начинает вращаться и разгоняться. Скорость вращения турбины при высоких оборотах может достигать до 250 000 оборотов в минуту.
  • Пройдя через колесо турбины, отработавшие газы отводятся в систему выпуска.
  • Компрессорное колесо синхронно вращается (поскольку находится на одном валу с турбинным) и направляет поток сжатого воздуха в интеркулер и далее во впускной коллектор двигателя.

Получаемый эффект

Не секрет, что охлаждение воздуха всего на десять-пятнадцать градусов Цельсия позволяет рассчитывать на серьезную прибавку мощности (до 3-5%). При этом горючая смесь сгорает гораздо быстрее, что дает неплохую экономию топлива.

Уменьшается и объем вредных выбросов в атмосферу. Суммарная эффективность, на которую можно рассчитывать от установки интеркулера, составляет около 20%.

Но охлаждение воздуха — не единственная особенность интеркулера. Данное устройство выступает в роли некоторого препятствия на пути воздушного потока, что приводит к резкому снижению давления наддува.

Поэтому однозначно говорить о целесообразности установки интеркулера нельзя. Перед монтажом необходимо произвести точный расчет, выиграет или потеряет двигатель в мощности.

Недостатки турбокомпрессоров

Принцип работы турбины на дизельном двигателе создает и негативные факторы:

  • Повышенный расход горючего. Возможность сжечь большее количество солярки за счет увеличенного объема подачи воздуха, вместе с мощностью повышает и «прожорливость» машины. Уменьшить аппетит до разумных пределов позволяет правильная регулировка системы.
  • Положительные стороны наддува приводят к многократному повышению температуры во время такта сжатия, что может вызвать детонацию в двигателе. Решается эта проблема установкой охладителей, регуляторов и прочих элементов.

Особенности эксплуатации турбин

В сравнении с механическим нагнетателем, работающим от привода коленчатого вала, достоинствами турбины является то, что она не отнимает мощность у двигателя, а использует энергию побочных продуктов его работы. Она дешевле в изготовлении и экономичнее в эксплуатации.

Хотя технически устройство турбины дизельного двигателя практически не отличается от систем для бензиновых моторов, на дизеле она встречается чаще. Основная особенность заключается в режимах работы. Так для дизеля могут применяться менее жаропрочные материалы, поскольку температура отработавших газов в среднем составляет от 700 °С в дизельных двигателях и от 1000°С в бензиновых моторах. Это значит, что устанавливать дизельную турбину на бензиновый двигатель нельзя.

С другой стороны, для этих систем характерны и разные уровни давления наддува. При этом стоит учитывать, что производительность турбины зависит от ее геометрических размеров. Давление нагнетаемого в цилиндры воздуха складывается из двух частей: 1 атмосфера давления окружающей среды плюс избыточное, создаваемое турбокомпрессором. Оно может варьироваться от 0,4 до 2,2 и более атмосфер. Если учесть, что принцип работы турбины на дизельном двигателе предусматривает поступление большего объема выхлопных газов, конструкция для бензинового мотора также не может устанавливаться на дизелях.

Советы, как установить турбину

Процессы установки б/у, отремонтированной или новой турбины ничем не отличаются. Во-первых, так как турбина не ломается без причины, нужно заменить забившийся воздушный фильтр, решить возникшие проблемы с катализатором или сажевым фильтром. К тому же не рекомендуется использовать дешевое моторное масло: нужно почистить впуск от масла, вылив его из интеркулера или вовсе заменив интеркулер.

Следующий шаг – это проверка каналов подачи и слива масла из картера. Забившиеся каналы нужно почистить и заменить трубки, заодно проверив состояние системы вентиляции картерных газов.

После устранения всех проблем, из-за которых турбина и вышла из строя, можно приступать к установке. Обязательно нужно устанавливать новые комплекты прокладок и других расходников, добавлять в картридж турбины немного масла и после установки турбокомпрессора запускать двигатель, не подавая топлива: это создаст требуемое давление масла.

Выполнение таких требований поможет б/у турбине прослужить длительный срок. Заказывайте турбины в АвтоСтронг: доставим по России, Беларуси, Казахстану.

Как работает турбина на дизельном двигателе

Ротор и ось, на которой он закреплен, вращаются в разных направлениях. Частота вращения довольно велика, поэтому элементы плотно прижимаются друг к другу.

Принцип работы турбины на дизельном двигателе следующий:

  • компрессор обеспечивает поступление воздуха из окружающей среды, который смешивается с дизельным топливом и затем направляется в цилиндры;
  • топливно-воздушная смесь загорается, начинают двигаться поршни. По ходу этого процесса образуются газы, поступающие в выпускной коллектор;
  • скорость движения газов, оказавшихся в корпусе, значительно возрастает. Вступая во взаимодействие с ротором, они приводят его во вращающееся положение;
  • вращение передается компрессорному ротору (за это отвечает вал), который снова втягивает новую порцию воздуха.

Таким образом, принцип работы основывается на взаимосвязи: чем сильнее вращается ротор, тем больше поступает воздуха, но при этом ротор увеличивает скорость вращения, если количество воздуха возрастает.

Проверка турбонагнетателя на заведенном двигателе

Проверять турбину на наддув следует так:

  • пригласите помощника;
  • запустите двигатель;
  • определите патрубок, который соединяет впускной коллектор и турбокомпрессор;
  • пережмите указанный патрубок рукой;
  • помощник должен погазовать несколько секунд;

Если компрессор работает, тогда патрубок должен будет ощутимо раздуваться. При отсутствии производительности турбины этого не произойдет. Дополнительно следует оценить общее состояние патрубков, а также исключить возможность трещин и других дефектов впускного и выпускного коллектора дизельного двигателя.

Для чего охлаждать турбину перед остановкой двигателя. Особенности работы турбокомпрессора, температура выхлопных газов, охлаждение моторным маслом.

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

Назначение и конструкция турбокомпрессора дизельного мотора. Принцип работы турбонагнетателя, особенности использования турбины на дизельном ДВС.

Назначение, особенности конструкции, место установки регулятора давления топлива инжекторного двигателя. Признаки неисправностей РДТ, проверка устройства.

Распространенные неисправности дизельного двигателя и диагностика агрегатов данного типа. Проверка топливной системы дизельного мотора, полезные советы.

Линейка дизельных двигателей CRDi Hyundai/KIA: сильные и слабые стороны моторов данного типа, особенности эксплуатации, ремонта и обслуживания.

Почему турбина на дизеле практически вечная?

Если сравнить турбину на бензиновом двигателе и взять средний пробег 90000-120000 км. и обычную турбину с дизельного мотора с пробегом 250000 км.а то и более.Работа турбины на бензине и на дизеле практически идентична. У турбины есть горячая часть и холодная.Горячая часть работает на энергии выхлопных газов которые идут с выпускного коллектора и раскручивает эту часть турбины. Она валом соединена с холодным компрессорным колесом которое раскручивается до высоких оборотов и нагнетает воздух в цилиндры двигателя. Берёт воздух с окружающей среды. За счёт этого воздушно топливной смеси у нас становится больше и растёт мощность двигателя.
Так почему дизельные турбины ходят дольше?

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий