Що потрібно знати про небажаних режимах роботи для турбокомпресора

Зміст

• Режими роботи турбодвигуна та їх вплив на ресурс агрегату
• У чому суть
• Принцип роботи турбокомпресора
• Умови роботи турбокомпресора
• Небажані режими роботи турбокомпресора
• Максимальна потужність турбокомпресора та її вплив на ресурс роботи механізму
• Режим роботи при холодному двигуні
• Різка зміна режимів роботи
• Несправності турбокомпресора, що впливають на його ресурс роботи
• Пошкодження, викликані сторонніми матеріалами
• Пошкодження турбокомпресора, викликані брудним маслом
• Перебої в постачанні масла
• Нестача тиску масла
• Перегрів

Режими роботи турбодвигуна та їх вплив на ресурс агрегату

Все більше і більше двигунів, незалежно від числа циліндрів і ємності, забезпечені доповненнями. Проте найбільш поширеною формою є використання турбокомпресора. Що таке турбонаддув, як його захистити і на що слід звернути увагу при купівлі вживаного автомобіля з турбіною?

В даний час рішення, які використовуються у виробництві двигунів, що дозволяють експлуатувати їх максимальну потужність при оптимальному обсязі споживання палива. Одним з способів збільшення потужності двигуна є турбокомпресор. Цей найбільш загальний механізм дуже ефективний, але він потребує особливого захисту і експлуатації.

Турбокомпресори деякий час були пов'язані лише зі спортивними автомобілями. А що сьогодні? Майже кожна сім'я може похвалитися дизельним турбо. Оскільки принцип роботи турбокомпресорів заснований на підвищенні потужності двигуна за рахунок збільшення кількості повітря і палива, це пристрій встановлює навіть на невеликі міські автомобілі. Але, враховуючи його універсальність, багато водії забувають, що ця деталь потребує особливої уваги. Жорстке поводження призведе до того, що ремонт турбокомпресора рано чи пізно стане неминучим.

У чому суть

Історія турбокомпресора майже так само стара, як і історія двигуна внутрішнього згоряння. Ще в кінці XIX століття Готтліб Даймлер і Рудольф Дизель досліджували збільшення вихідний потужності і зниження витрати палива своїх двигунів при попередньо стислому повітрі для горіння. Для стандартних автомобілів турбокомпресори були зібрані тільки в 70-ті роки.

Турбокомпресор є складовою частиною двигуна, який став результатом багатьох років роботи з пошуку компромісу між збільшенням потужності двигуна, зменшенням її ваги і зменшенням витрат палива. Його конструкція збільшує тиск повітря, що поступає до двигуна, використовуючи енергію вихлопних газів, що дозволяє розширити характеристики турбокомпресорів.

Відео про роботу турбокомпресора:

При підвищенні стиснення повітря, тобто при кількості газу, розташованого в тому ж якості, його температура підвищується. Чим вище температура, тим нижче щільність, що означає меншу кількість кисню, який подається в циліндр. Щоб зробити процес згоряння ще більш ефективним, використовується інтеркулер.

Принцип роботи турбокомпресора

Принцип роботи турбокомпресора простий. Сама деталь складається з двох основних частин — турбіни і компресора, які з'єднані загальним валом. В результаті, якщо ротор з одного боку приводиться в рух, то ротор з іншого боку також починає рухатися з тією ж швидкістю. Один з роторів знаходиться у вихлопній системі і приводиться в дію енергією вихлопних газів, що виходять з двигуна.

Другий ротор розташований у впускному трубопроводі. Під впливом обертання вала, завдяки спеціально профільованим лопаток, тиск повітря в двигуні стає вище атмосферного. В результаті двигун працює більш ефективно. Це відбувається, тому що потужність екстракції залежить від дози палива, спалюваного в даний момент часу. Тим не менш, щоб спалювання було ефективним, необхідно забезпечувати потрібну кількість кисню.

Умови роботи турбокомпресора

Чому ж тоді таке чудове рішення не використовується на всіх автомобілях? Виявляється, що винахід є простим у теорії, на практиці ж включає в себе багато проблем.

Робота турбокомпресора відбувається в надзвичайно складних умовах. Турбіна приводиться в дію вихлопними газами, температура яких може перевищувати 1000 °C і що прискорює корозійний процес. Ротор розташований в потоці вихлопних газів під дією високої температури. Крім того, вал турбіни обертається зі швидкістю до 200 тис. об/хв. Створити пристрій, який може впоратися з таким навантаженням, є реальною проблемою для інженерів. Крім того, двигун також має бути адаптований до таких умов.

Ще однією проблемою є характеристики турбокомпресорів, пов'язані з нерівномірністю процесів. У перших таких механізмах це явище було засноване на тому, що між додаванням газу і фактичної реакцією двигуна проходив тривалий проміжок. Потрібно час, щоб повітря був доставлений в двигун при правильному тиску. Коли це відбувається, автомобіль починати рватися вперед. Тому водії, які шукають вражень на нових автомобілях, будуть розчаровані. Такі структури на сьогодні зійшли на ні у виробництві, замість них в турбокомпресорах встановили запобіжні клапани, які регулюють тиск наддуву, що забезпечує рівномірний тиск на протязі всього часу.

Небажані режими роботи турбокомпресора

Хоча будова турбокомпресора відносно просте, сам пристрій являє собою дуже точно зібраний механізм. При купівлі та експлуатації автомобіля з турбонаддувом намагайтеся дотримуватися деяких простих правил.

По-перше, ніколи не використовуйте всю міць двигуна відразу після його запуску. Турбокомпресор дає збільшення потужності, але оскільки в холодному стані всі елементи погано змащені, підшипники колінчастого вала не витримують перевантаження. Будучи стурбованим з приводу безпеки своєї кишені, краще дати двигуну трохи часу, щоб розігрітися до робочої температури (пам'ятайте, що масло нагрівається повільніше, ніж рідина в системі охолодження).

По-друге, треба мати на увазі, що ротори двигуна змащуються маслом, яке тече з трубопроводу, коли двигун працює. Коротко: відразу після запуску двигуна компресор працює «всуху», що значно скорочує термін його служби.

Моторне масло також відіграє важливу роль. Воно охолоджує турбокомпресор, який обертається зі швидкістю в декілька тисяч обертів у хвилину і виробляє багато тепла. Таким чином, ніколи не вимикайте двигун відразу після зупинки. Для охолодження турбіни потрібно всього лише кілька десятків секунд.

Щоб не знизити ресурс роботи турбодвигуна, слід:

Не використовувати максимальну потужність двигуна.

Скорегувати роботу турбокомпресора при холодному двигуні.

Уникати різкої зміни режимів роботи.

Утримуватися від експлуатації несправного турбокомпресора.

Максимальна потужність турбокомпресора та її вплив на ресурс роботи механізму

Робота турбокомпресора, при якому використовується його максимальна потужність, вкрай небажана. При такому режимі, коли механізм використає всі свої резерви, позначки подачі палива і оборотів двигуна досягають свого максимуму.

При повній віддачі в роботі двигуна збільшується знос агрегатів, обгорають лопатки коліс турбіни, руйнуються колеса, з'являються тріщини випускного колектора, обгорає і руйнується механізм регульованого соплового апарату, які є у дизельних двигунів.

Оскільки робота турбокомпресора відбувається у ворожому оточенні, агресивна їзда дуже скорочує термін його експлуатації.

Режим роботи при холодному двигуні

Як відомо, після тривалої стоянки моторне масло в піддоні охолоджується, зростає його в'язкість. Разом з цим зменшується його здатність проходити по вузьких каналах для змащування всіх деталей механізму.

При пуску двигуна нового покоління цю проблему вирішує система управління, яка самостійно визначає частоту обертання вала, збільшуючи обороти по мірі прогріву. Якщо таку послідовність порушити, зросте ймовірність масляного голодування підшипникового вузла турбокомпресора.

Різка зміна режимів роботи

Принцип роботи турбокомпресора буде порушений, якщо різко змінити його режим. Враховуючи той факт, що при стабільній частоті обертання колінчастого вала двигуна частота обертання ротора турбокомпресора може змінюватися, а витрата масла пропорційний цій частоті, то зміна режиму максимальної потужності до режиму різкого зниження частоти обертання також призведе до масляного голодування підшипникового вузла.

Несправності турбокомпресора, що впливають на його ресурс роботи

У зв'язку з все більш широким використанням турбокомпресорів на знову виготовлених автомобілях потрібно звернути увагу на умови, в яких виконується робота турбокомпресора. Він призначений для бездоганної роботи разом з двигуном протягом усього життя обох механізмів.

Невеликі несправності турбокомпресора навряд чи призведуть до серйозних наслідків, але, якщо такі неполадки вчасно не усунути, у міру їх накопичення будуть зростати радіальні і осьові зазори ротора. Природно, такий процес займає тривалий час, тому власники автомобіля не відразу можуть помітити такі ушкодження. Люфти ротора порушують нормальну роботу ущільнювачів, що неодмінно призведе до збільшення кількості споживання масла. При цьому ні динаміки, ні витрата палива не зміняться. Якщо проблему не вирішити на початковому етапі, то в кінцевому рахунку ця поломка призведе до руйнування ротора, що спричинить за собою дорогий ремонт турбокомпресора.

Відео про пристрої турбокомпресора і його несправності:

Ось деякі основні кроки у відповідності з інструкціями для підтримки роботи турбокомпресора в хорошому стані. Ці заходи повинні включати:

Періодична заміна масла.

Технічне обслуговування системи фільтрації масла.

Контроль тиску масла.

Система фільтрації обслуговування повітря (повітряний фільтр, дроти).

У разі несправності турбокомпресора 90% пошкоджень відбувається за таких причин.

Пошкодження, викликані сторонніми матеріалами

Пошкодження, викликані стороннім матеріалом, що потрапляють в організм вихлопу або приймання, добре видно на турбіні і колесах компресора. Ремонт турбокомпресора або його заміна завжди передбачають перевірку прохідності і чистоту впускних і випускних систем двигуна. Ніколи не намагайтеся випрямити лопаті.

Пошкодження турбокомпресора, викликані брудним маслом

Глибокі подряпини на підшипниках зазвичай викликані забрудненою олією. Для запобігання такого роду несправності турбокомпресора масло і фільтри повинні бути хорошої якості і замінені під час кожного ремонту деталі. Крім того, масло і фільтри потрібно регулярно міняти в залежності від виробника. Таке пошкодження може бути викликано:

• пошкодженим масляним фільтром або фільтром поганої якості;
• зносом двигуна;
• несправністю перепускного клапана масляного фільтра;
• низькою якістю моторного масла.

Подряпини поверхні вала і підшипників можуть бути викликані поганим маслом або його недоліком

Перебої в постачанні масла

Перебої в постачанні масла в повторних коротких часових інтервалах викликають поліровку і спалювання опорних поверхонь. Причиною можуть бути:

• заміна масла і масляного фільтра;
• тривалий період простою автомобіля;
• порушення запуску двигуна після заміни або ремонту турбокомпресора;
• низький тиск масла з-за поганого функціонування системи змащення;
• забруднення масла паливом або гліколем.

Нестача тиску масла

Гостра нестача тиску масла протягом тривалого періоду (більше 810 с) в доповнення до поліровці і спалюванню опорних поверхонь приводить в системі підшипників турбокомпресора до показань симптомів знебарвлення вище норми. Дефіцит тиску є найбільш небезпечною формою перерв в постачаннях масла, і причиною можуть бути:

• зігнуті або забиті труби мастила турбокомпресора;
• несправність масляного насоса;
• низький рівень масла в картері;
• втрата мастила з-за занадто тривалої експлуатації автомобіля на схильної поверхні.

Нестача тиску масла може привести до зносу підшипників

Перегрів

Накопичення вуглецю після спалювання масла викликано надмірною температурою вихлопних газів або занадто швидким вимиканням двигуна після роботи. Рекомендується залишати двигун в роботі на 2-3 хв на холостому ходу (час, необхідний для охолодження турбокомпресора). Перехід високої температури від корпусу турбокомпресора в центральний орган може призвести до корозії підшипників. Основні несправності турбокомпресора відбуваються в кільцевих канавках, а також на турбінному валу. Накопичення вугілля викликає тертя і, отже, призводить до вигинів і тріщин. Причинами можуть стати:

• заблокований повітряний фільтр;
• занадто швидка зупинка двигуна після роботи;
• низька якість моторного масла;
• перегрів повітря і вихлопних газів;
• несправні форсунки;
• погано пристосовані тіла турбіни;
• несправність системи змащення і турбокомпресора;
• несправність системи зливу масла.

Міцність турбокомпресора залежить насамперед від його правильної роботи. Після запуску двигуна не використовуйте його на всю потужність. Відразу після зупинки залиште автомобіль з увімкненим двигуном хоча б на пару секунд. Точно так само це відноситься і до технічного обслуговування турбокомпресора, його витратних матеріалів. Адже маленькі пошкодження призводять до того, що несправності турбокомпресора стають неминучими, а його ремонт або заміна дорого нам обходяться. У вас є свої секрети, як продовжити ресурс роботи турбокомпресора?

Ремонт автомобілів