Как проверить работоспособность турбины на дизельном двигателе

Содержание

OlegShakirov ›
Блог ›
Основные причины поломки турбокомпрессоров и их ремонт

Современные экологические нормы вынуждают автопроизводителей все чаще применять конструкцию турбонадува в двигателях. И если раньше турбодадув был уделом спортивных легковых автомобилей или грузовых автомобилей, то сейчас его можно встретить под капотом почти на любой новой машине. Тем интереснее разобраться с практикой по ремонту турбокомпрессоров.

Так сложилось, что большинство мастеров в автосервисах при любой проблеме с турбонадувом почти сразу приговаривают турбокомпрессор к полной замене, поскольку сложность самого устройства и невозможность вернуть заводские характеристики без специального оборудования создали восстановленным турбинам плохую репутацию.

Также многие считают, что лучше взять неоригинальный турбокомпрессор, сделанный в Поднебесной, но как показывает практика «Китайский» аналог только внешней формой пытается копировать оригинальную деталь, но не содержанием, и в дальнейшем такая экономия может отразится не только на ресурсе самого агрегата, но и привести к выходу из строя двигателя автомобиля.

Полный размертрещина в корпусе

Также специалисты отмечают, что нелегальные копии почти никогда не выдают характеристики, как у оригинального агрегата.
Ресурс турбокомпрессора в идеальных условиях равен ресурсу самого двигателя, но на практике он больше зависит от стиля езды водителя и от качества техобслуживания автомобиля. В среднем на бензиновых двигателях ресурс турбины составляет около 150 тыс. км, на дизельных около 250-300 тыс. км.
Продлить жизнь агрегата поможет частая замена масла и воздушного фильтра, использование турботаймера и отслеживание уровня масла в двигателе. Со временем она, как любая другая деталь в автомобиле требует диагностики и ремонта. Поскольку чаще всего турбина выходит из строя постепенно, важно распознать симптомы умирающего агрегата довольно сложно. Самый первый признак, это потеря мощности, появляется ощущения, что пропала тяга. Очень полезно иметь датчик давления наддува турбины, в таком случаи можно сразу заметить изменения в работе агрегата.
Еще одной визуальной составляющей изношенной турбины, если при разгоне появляется дым из выхлопной трубы. Синий дым означает сгорание масла в цилиндрах. В этом случаи необходимо немедленно обратится в автосервис, вероятно, что масло в цилиндры попадает через турбину. Если она изношена, то масло попадает через холодную часть турбины во впускной коллектор.

Полный размерхолодная часть

Чаще всего выход из строя турбокомпрессора вызван не естественным износом, а с внешними причинами.
Самыми частыми неисправностями турбокомпрессора считаются деформация или износ подшипников ротора.

Полный размеробратите внимание на цвет втулки

Во время работы турбины, между подшипником и осью возникает масляная подушка, но залив плохое или не то масло, эта подушка исчезнет. Такое может произойти из-за грязного масла в двигателе. Так частицы, при попадании в масло абразива, песка, грязи, дисульфида молибдена, переносимые маслом могут попасть в турбину и подвергнуть сильному износу втулки или они могут оставить след и на валу.

Полный размервал сломался пополам

Турбина может выйти из строя из-за коксования от некачественного масла, применения присадок и смешивания несовместимых масел, не вовремя замененный масляный фильтр также может привести к образованию масляных сгустков. Попадание в масло воды или топлива может привести к закупорки масленых каналов. Все это приводит к быстрому износу вала, втулок и повышенной температуре в агрегате. Диагностируется такая проблема по изменению цвета турбинного вала от температуры.
Изменится цвет ротора на синий, при полном или временном отключении подачи масла в турбокомпрессоре, а на подшипниках образуется потемнение и износ. Аналогичная ситуация может случиться, когда турбина работает очень долго на максимальной мощности, что часто приводит к перегреву масла в двигателе. От высокой температуры масло может полностью сгореть и закоксовать вал. Полное отсутствие смазки приводит к моментальному выходу из строя агрегата.
Турбина может выйти из строя, если низкое давление масла, ниже 1,2 кгс/см2
Или давление картерных газов больше 6О мм.рт.ст. на холостых, активное попадание газов из камеры сгорания в картер двигателя препятствует нормальному сливу масла из турбины. Данная неисправность может быть связана с проблемами в работе системы вентиляции картерных газов или из-за повышенного износа цилиндропоршневой группы.
Сам турбокомпрессор может быть перегрет из-за не правильно установленного момента зажигания у бензиновых двигателей или момента впрыска для дизельных двигателей, некачественного топлива, а так же попадания масла в выпускной коллектор и его сгорание на лопатках турбины. Последнее может привести к плавлению или обрыву лопаток турбины.
В случае, когда недосмотрели и выше наведенные факторы одновременно совпали, а такое бывает часто, ожидайте полного выхода из строя турбокомпрессора.

Кроме выше указанных причин, могут быть механические поломки от посторонних предметов в полости турбокомпрессора со стороны компрессорной улитки или улитки отработанных газов, а именно от песка или прочего мусора из корпуса воздушного фильтра. На лопастях турбинного вала могут образоваться эрозии или они могут быть полностью разрушены.

При работающем двигателе появляется посторонний шум от турбины в виде свиста или скрежета.
Турбокомпрессор может выйти из строя от неисправного редукционного клапана байпаса.

Данный клапан несет предохранительную функцию и при превышение надува он часть воздуха переспускает мимо лопаток турбины. В этот момент происходит открытие актуатора установленного до турбины и через него выходит лишний воздух. Замена актуатора несет под собой не только саму замену, но и регулировку. Чаще всего ремонт этого узла экономически не целесообразен.

Выходят из строя электронные компоненты, отвечающие за открытие и закрытие клапана, датчики надува. Также выходят из строя сервоприводы управления турбиной. Изнашиваются шестеренки привода, что приводит к сложностям с открытием и закрытием или выходит из строя сам электромотор привода.

Еще одной причиной преждевременного выхода из строя турбины является экстремальная эксплуатация, а именно повышение заводского надува или перекрут двигателя. Обнаружить это можно по повреждениям лопастей турбины. Превышение заводских оборотов, турбина может развивать до 200 тыс об/мин может привести к образованию микротрещин, что потом приведет к разрушению лопастей.
В свете резкого роста курсов долларов и евро цены на турбины выросли в 2 раза. Средняя цена новой турбины составляет 40-50 тыс. рублей. Ремонт может обойтись в несколько раз дешевле. Вдобавок и количество автомобилей с турбонадувом сильно возросло. В данный момент уже практически выровнялось соотношение легковых и грузовых турбин поступающие в автосервисы на ремонт.
Поэтому спрос на услуги по ремонту значительно вырос. При этом конкуренция на рынке ремонта турбин находится на очень низком уровне. Крупные фирмы по ремонту турбокомпрессоров находятся только в крупных городах.
Большинство фирм не занимается капитальным ремонтом турбокомпрессоров, чаще всего они ограничиваяются только заменой картриджа турбины. Даже если учитывать, что катриджы на полки магазинов попадают уже в отбалансрованном виде, дополнительная проверка не помешает. Если использовать «китайские» картриджи, то больше половины с высоким дисбалансом, подтеканиями масла, подклиниванием вала и т.д.

Использовать китайские картриджи, тем более без специального оборудования, все равно, что ходить по минному полю. Каждый картридж имеет свой параметр скорости балансировки и допуска дисбаланса. Также не специалисту будет тяжело провести диагностику на износ остальной части турбины, например, проверить посадочные места. Как единичный случай для собственного автомобиля — можно. Для производственных нужд — ни в коем случае без балансировки нельзя.
Частота вращения ротора достигает 200 тыс. оборотов в минуту, даже если был небольшой дисбаланс при сборке, то это может привести к быстрому выходу турбины из строя. При правильно проведенной балансировке дисбаланс ротора турбины не превышает несколько тысяч долей грамма.
Получается, что без специального оборудования не произвести качественный ремонт, некоторые виды турбин даже не удастся разобрать без специального инструмента. Например, существуют специальные ключи для геометрии турбин. Требуется специальные балансировочные стенды. Грузовые турбокомпрессора балансируются в среднем до 80 000 об/мин, легковые турбокомпрессора балансируются в среднем до 200 000 об/мин.

Балансировочные станки должны соответствовать параметрам и требованиям, которые необходимы для балансировки. Нельзя обойтись и без программатора приводов (актуаторов) турбин. Он позволяет диагностировать, копировать и передавать прошивки от одного привода другому, а также вручную изменять угол работы привода. Также потребуются токарные станки, круглошлифовальные станки и фрезерные станки.
Помимо дорогостоящего оборудования, на развитии этого направления сказывается отсутствие мастеров по такой узкой специализации. Существует только общее техническое образование, а для получения знаний по ремонту турбин следует пройти специальные курсы.

Сама турбина может ремонтироваться неограниченное количество раз. Ремонту подлежит и горячая, и холодная часть, но только если не было внешнего воздействия на них. Например, турбина может не подлежать ремонту после аварии, когда замят корпус или на нем есть трещина. Также турбина не подлежит восстановлению или сам корпус был изготовлен с допущением брака.
При капитальном ремонте турбина полностью разбирается, моется специальным химическим составом и корпус подвергается пескоструйной обработке. Средний корпус растачивается в ремонтный размер или полностью заменяется. Турбинный вал проверяется на кривизну, правится и шлифуется в ремонтный размер, если это невозможно, то заменяется на новый.

Вал балансируется порядка 3000 оборотов в минуту. Канавка турбинного вала под маслоотражающее кольцо тоже калибруется. Производится замена подшипников скольжения, если для данного компрессора отсутствую ремонтные втулки, то они изготавливаются из бронзового сплава индивидуально. Производится замена подшипника. Ремонтируется или заменяется тарелка турбины. Заменяются маслоотражающие кольца в картридже турбины. Заменяются компрессионные кольца. На финальном этапе происходит заключительная сборка всех деталей, помещая их в общий корпус, после чего выполняется балансировка картриджа.
После сборки важно настроить правильный угол электрического клапана для турбин, оснащенных изменяемой геометрией. На стенде можно посмотреть на количество воздуха, проходящего через узел изменяемой геометрии и сравнить с эталонным значением.

В конце готовая турбина проходит цикл испытаний на специальном стенде, где ее проверяют на вибрации и на течь масла. Такой стенд имитирует работу двигателя и позволяет снизить процент брака до нуля. Если ремонт агрегата не возможен, можно изготовить гибрид турбины в родном корпусе.
Также можно усилить конструкцию или повысить производительность, путем замены турбинного вала и компрессорного кольца на большие по размеру и расточку корпуса турбины.

1. Моторное масло загрязнено

1.1 Моторное масло имеет включения достаточно крупных абразивных частиц

При наличии в масле крупных абразивных частиц наблюдается сильный износ опорных шеек ротора турбокомпрессора. На шейках и втулках опорных и упорных подшипников можно наблюдать довольно глубокие задиры (фото 1-4).

Фото 1.

Фото 2.

Фото 3.

Фото 4. (справа – новая втулка)

Среди наиболее вероятных причин такого состояния моторного масла прежде всего следует назвать некондиционный масляный фильтр, перепускной клапан которого негерметичен. Вследствие этого часть масла поступает в каналы двигателя без фильтрации.

Также причиной может стать загрязнение моторного масла после неаккуратного ремонта. Зачастую грязь может попасть в масло после вскрытия клапанной крышки головки блока, поддона масляного картера или каких-либо других работ с частичной разборкой двигателя. При этом даже качественный масляный фильтр может оказаться полностью блокированным загрязнениями, после чего срабатывает перепускной клапан и масло поступает в магистраль без фильтрации.

1.2. Моторное масло имеет загрязнения в виде мелких абразивных частиц

Визуально загрязнение масла такого характера проявляется в значительном износе опорных шеек ротора ТК, причем на граничных кромках зон трения будет наблюдаться эффект «зализывания». Втулки радиальных подшипников изнашиваются подобным образом – хорошо видны скругления их кромок. Также хорошо виден износ на внутренней стороне упорного подшипника (фото 5-7).

Фото 5.

Фото 6.

Фото 7.

Наиболее вероятные причины загрязнения такого характера:

— значительное превышение срока службы моторного масла. Любое масло постепенно теряет свои смазывающие свойства, стареет и закоксовывается от воздействия высоких температур. Мелкие частицы кокса проникают сквозь фильтрующий элемент масляного фильтра и постепенно «шлифуют» поверхности трения в подшипниках турбокомпрессора.

— После обкатки двигателя масло не было вовремя заменено. Обкатка сопровождается образованием мелких абразивных частиц металла. При этом абразивные частицы попадают в систему смазки турбокомпрессора, что приводит к его повышенному износу.

2. Моторное масло имеет химические загрязнения

Загрязнение масла такого характера проявляется в виде значительного износа опорных шеек ротора ТК. При этом наличествуют явные признаки перегрева в виде цветов побежалости. Аналогичная картина наблюдается и на внутренних поверхностях опорных втулок подшипников скольжения. (фото 8,9)

Фото 8.

Фото 9.

Наиболее вероятные причины такого загрязнения:

— смешивание моторного масла в картере двигателя с топливом. Причиной может быть нарушение в работе системы подачи топлива. Если одна или несколько форсунок системы впрыска работают неправильно, часть топлива может попадать в картер. Также топливо может попасть в масло вследствие неаккуратного техобслуживания, к примеру измерения компрессии в цилиндрах;

— наличие в масле чрезмерного количества присадок, улучшающих отдельные его свойства;

— применение в двигателе некачественного моторного масла либо вполне качественного, но не предназначенного для использования в моторах с турбокомпрессором.

Химические загрязнения приводят к резкому снижению прочности масляной пленки в подшипниках скольжения ТК. На интенсивных режимах работы агрегата пленка может разрушаться, что приводит к сухому трению как раз в тот момент, когда смазка нужна больше всего.

3. Повреждения, связанные с эксплуатацией ТК на предельных режимах

3.1. Повреждения ТК по причине выхода на запредельные температурные параметры работы

Превышение температурных показателей работы турбокомпрессора приводит к образованию масляного нагара на шейках ротора и значительному закоксовыванию вала. От перегрева тыльная сторона турбинного колеса становится слегка вогнутой, а иногда на ней и примыкающей части вала появляется «апельсиновая корка» (фото 10,11). Наиболее серьезные последствия перегрева – образование на тыльной стороне колеса глубоких трещин (фото 12).

Фото 10.

Фото 11.

Фото 12.

Причины работы турбокомпрессора на запредельных температурах:

— Нарушение в работе системы охлаждения. Самая распространенная причина – неисправный термостат. Также причиной может стать недостаточный уровень охлаждающей жидкости;

— Нарушения в работе газораспределительной системы, к примеру, неправильный угол опережения зажигания или несвоевременный впрыск топлива;

— Использование в двигателе топлива, не соответствующего рекомендованного изготовителем автомобиля;

— для ТК с водяным охлаждением – образование в водяной рубашке ТК воздушной пробки, образование накипи в патрубках системы охлаждения, что приводит к уменьшению их сечения вплоть до полного перекрытия.

3.2. Повреждения ТК, связанные с выходом на запредельные обороты ротора

При превышении максимальных значений частоты вращения ротора ТК может сопровождаться образованием трещин лопаток турбины. При дальнейшей работе агрегата на таких режимах часть лопаток может быть разрушена, вплоть до полного разрыва всего колеса турбины (фото13,14).

Фото 13.

Фото 14.

Причины выхода турбокомпрессора на запредельные частоты вращения:

— Неисправность системы регулирования турбокомпрессора. Наиболее распространенная причина – выход из строя датчика давления воздуха, расположенного во впускном коллекторе двигателя;

— неисправность байпасной системы. Данная неисправность возникает в турбокомпрессорах, в которых предусмотрен перепуск выхлопных газов. Примером может служить турбокомпрессор с нормально закрытыми предохранительными клапанами;

— для ТК с системой VNT ( с изменяемой геометрией) и системой VST (с дросселированием) – заклинивание регулируемых элементов в положении, соответствующем наибольшей производительности турбинной части агрегата.

4. Недостаток смазки турбокомпрессора

4.1.Неисправности узлов и деталей ТК в связи с недостаточностью смазки, как временной, так и постоянной

Дефицит смазки в турбокомпрессоре имеет симптомы, во многом схожие с теми, которые возникают при химическом загрязнении масла. При этом наблюдается изменение цвета ротора и втулок подшипников скольжения. С серебристо-белого эти детали меняют цвет на желтый или даже иссиня-черный. Впоследствии, если причина дефицита смазки не устраняется, может последовать разрушение вала ротора. Самым серьезным последствием может стать отрыв колеса турбины. Также разрушаются дистанционные втулки и подшипники скольжения (фото 15-17).

Фото 15.

Фото16.

Фото 17.

Возможные причины дефицита смазки ТК:

— общая неисправность системы смазки двигателя, в том числе износ деталей маслонасоса, неисправность редукционного клапана маслонасоса, чрезмерное засорение масляного фильтра;

— наличие в поддоне картера больших отложений закоксованного масла и посторонних предметов (кусков прокладок, металлических осколков и т.д.)

В данном случае при работе двигателя на холостых оборотах давление масла в системе находится в пределах нормы. С повышением частоты вращения коленвала увеличивается производительность маслонасоса, что приводит к подтягиванию к сетке маслоприемника имеющихся в поддоне загрязнений, а это может привести к значительному падению давления в системе как раз в тот момент, когда двигатель работает под нагрузкой и нуждается в смазке. Датчик аварийного давления в системе смазки при этом не срабатывает – давление в системе остается выше минимального, но его недостаточно для обеспечения смазки турбокомпрессора, который работает в наиболее тяжелых условиях;

— снижение количества подаваемого в турбокомпрессор масла из-за ненадлежащего состояния подающей трубки. Трубка может быть засорена коксовыми отложениями либо повреждена механически;

— засорение масляных каналов корпуса турбокомпрессора. Причин у такого явления может быть несколько, и самая вероятная из них это попадание частиц кокса в каналы из подающей магистрали системы смазки ТК. При ремонте агрегата рекомендуется заменить подающую магистраль на новую. В крайнем случае достаточно ее тщательно промыть и продуть, чтобы по возможности исключить наличие в ней загрязнений. Масляные каналы корпуса ТК могут быть перекрыты и по другим причинам. Некоторые модели турбокомпрессоров имеют дополнительный масляный фильтр, который представляет собой мелкую сетку в корпусе из пластмассы. Пластмасса в процессе эксплуатации может разрушаться. и ее частицы попадают в каналы и перекрывают их. Также пластмассовый корпус может разрушиться в результате неправильного монтажа.

5. Повреждения турбокомпрессора механического характера

5.1.Повреждения рабочего колеса компрессора твердыми предметами

Твердые предметы, попадающие в канал подачи воздуха и далее в компрессор могут нанести ему непоправимый вред. Это может быть шайба, гайка или какая-либо пластмассовая деталь, попавшая в канал в результате неаккуратного ремонта. Поврежденная крыльчатка компрессора теряет балансировку, после чего турбокомпрессор полностью выходит из строя в течение небольшого периода времени. В худшем случае может произойти обрыв вала ротора или обрыв рабочего колеса компрессора (фото 18-20).

Фото 18.

Фото 19.

Фото 20.

5.2. Повреждения рабочего колеса компрессора мягкими предметами

Несмотря на то, что некоторые предметы, попадающие в компрессор, являются мягкими, последствия от этого не менее плачевные. В компрессор могут попасть сухие листья, кусок ветоши, бумаги или картона, и любой из этих предметов наносит рабочему колесу серьезный вред, после чего выходит из строя весь агрегат. Причина состоит в нарушении балансировки ротора, что приводит к быстрому разрушению дистанционных втулок и подшипников. В худшем случае может произойти излом вала ротора. Мягкие предметы становятся причиной деформации лопаток колеса компрессора, а в некоторых случаях происходит усталостное разрушение лопаток (фото 21,22).

Фото 21.

Фото 22.

5.3.Абразивные повреждения лопаток рабочего колеса компрессора

В воздушную магистраль турбокомпрессора могут попадать абразивные частицы (пыль, песок), которые постепенно изнашивают рабочее колесо. Изменяется форма лопаток, они сглаживаются и истончаются. И хотя дисбаланса при этом не наблюдается – поверхности стираются равномерно, но происходит уменьшение рабочей поверхности колеса, что приводит к падению производительности агрегата (фото 23).

Фото 23.

Наиболее вероятные причины попадания в воздушный канал абразивных частиц – проблемы с воздушным фильтром. В частности, он может быть деформирован таким образом, что часть воздуха не подвергается фильтрации. Также причиной может быть негерметичность патрубка от воздушного фильтра до входа в турбокомпрессор. В этой части наблюдается разрежение, и пыль и песок попросту засасывает внутрь. Еще одна возможная причина – негерметичность системы вентиляции картера.

5.4. Повреждения посторонними предметами на стороне турбины

Как уже было сказано, турбокомпрессор работает на режимах, близких к предельным. Поэтому попадание в турбинную часть даже небольших посторонних предметов может привести к катастрофическим последствиям. Это может быть окалина, твердый нагар, частицы песка, осколок поршня или клапана. Наиболее тяжелый случай – отрыв рабочего колеса турбины. В системах с изменяемой геометрией (VNT) могут быть повреждены лопатки, что приведет к выходу из строя системы регулирования (фото 24, 25).

Фото 24.

Фото25.

Признаки и неисправности турбокомпрессора

  1. Синий выхлопной дым – признак сгорания масла в цилиндрах мотора, попавшего туда из турбокомпрессора или же двигателя. Чёрный — значит, есть утечка воздуха, а выхлопной газ белого цвета указывает на засорение сливного маслоотвода турбонагнетателя.
  2. Причиной свиста является утечка воздуха на стыке выхода компрессора и мотора, а скрежет указывает на трущиеся элементы всей системы турбонаддува.
  3. Стоит также проверить все элементы турбины на двигателе, если она отключается или вовсе перестала работать.

90% проблем автомобильной турбины связаны с маслом.

В основе всех неисправностей турбокомпрессора – три причины

Нехватка и слабое давление масла

Возникает из-за протечки или пережима масляных шлангов, а также вследствие их неправильной установки к турбине. Приводит к повышенному износу колец, шейки вала, недостаточной смазке и перегреву радиальных подшипников турбины. Их придется менять.

5 секунд работы турбины дизельного двигателя без масла могут нанести непоправимый вред всему агрегату.

Загрязнение масла

Случается из-за несвоевременной замены старого масла или фильтра, попадания воды или топлива в смазку, использования некачественного масла. Приводит к износу подшипника, закупорке маслоподводных каналов, повреждению оси. Неисправные детали стоит заменить новыми. Густое масло тоже вредит подшипникам, так как дает осадок и снижает герметичность турбины.

Попадание постороннего предмета внутрь турбокомпрессора

Приводит к повреждению лопаток компрессорного колеса (следовательно, падает давление воздуха); лопаток турбинного колеса; ротора. Со стороны компрессора нужно заменить фильтр и проверить впускной тракт на герметичность. Со стороны турбины стоит заменить вал и проверить впускной коллектор.

Устройство турбины двигателя автомобиля: 1. компрессорное колесо; 2. подшипник; 3. актуатор; 4. штуцер подачи масла; 5. ротор; 6. картридж; 7. горячая улитка; 8. холодная улитка.

Признаки неисправности турбины

Как и все остальные агрегаты транспортного средства, турбина не может избежать периодических поломок, которые в результате требуют незамедлительного ремонтного вмешательства. Некоторые из них могут быть совсем незначительными, но другие несут серьезную угрозу, отрицательно сказываясь на работе отдельных устройств автомобиля. В данной статье мы расскажем об основных признаках и причинах таких неполадок, а также выясним, можно ли справиться с ними собственными силами.

1. Признаки неисправностей турбины и их причины

Существует несколько распространенных признаков того, что турбине Вашего автомобиля приходится несладко.

Первый и самый характерный признак имеющихся проблем выражается в выбросе из выхлопной трубы дыма синего цвета (особенно он заметен при сильном разгоне машины, однако, когда двигатель стабильно работает на постоянных оборотах – дым исчезает). Причиной данного явления есть сгорание масла, которое случайно попало в цилиндры мотора вследствие его утечки из турбокомпрессора.

Кроме того, из выхлопной трубы также могут появляться и черные выхлопные газы, свидетельствующие о сгорании обогащенной смеси вследствие утечки воздуха либо в нагнетающих магистралях, либо в интеркулере. Еще одной причиной, влияющей на образование черного выхлопа, есть неисправная система управления турбокомпрессора или какой-то его дефект.

Третьим признаком проблем данного узла выступает белый дым, появляющийся из той же выхлопной трубы. Причину его образования чаще всего стоит искать в засорении сливного маслопровода турбины. Увеличенное потребление масла и следы его подтекания, обнаруженные на турбине и на патрубках воздушного тракта – четвертый признак неисправности турбокомпрессора, который вызван засорением канала подачи воздуха, закоксованием корпуса оси турбины или же засорением сливного маслопровода.

В некоторых ситуациях водитель может заметить, что динамика разгона машины значительно ухудшилась. В этом случае также не лишним будет вспомнить о турбокомпрессоре, ведь любое его повреждение или поломка в системе управления работой данного агрегата ограничивают поступление воздуха в автомобильный двигатель, что и вызывает снижение его возможностей.

Следующий признак, указывающий на неполадки в функционировании турбины – это появление шума при работе мотора, а причина здесь кроется в утечке воздуха между двигателем и выходом компрессора. Помимо шума (или вместо него) можно услышать и скрежет, сопровождающий работу турбокомпрессора. Определить его источник Вам поможет визуальная диагностика корпуса агрегата, так как именно его трещины, различные деформации, а также касание лопастей о края трещин сигнализируют о необходимости скорой замены турбокомпрессора.

Если Вы заметили, что Ваш верный друг начал много «кушать», а токсичность выхлопа почему-то резко увеличилась – это значит, что пора взглянуть на воздушный фильтр и/или на канал подачи воздуха к турбине, ведь засорение этих деталей прямо влияет на появление указанной проблемы.

И наконец, последним из наиболее распространенных признаков неисправности компрессора является утечка масла со стороны компрессора. Причина этого не отличается оригинальностью и основывается на том же закоксовании корпуса оси турбокомпрессора, его повреждении или нарушении исправной работы смазочной системы.

2. Влияние неисправной турбины на работу автомобильного двигателя

Кому-то может показаться, что небольшая турбина не может серьезно повлиять на рабочее состояние автомобильного двигателя, но это далеко не так.

Довольно часто причина неисправности турбины кроется в низком давлении масла или в его плохом качестве. Понижение давления зачастую есть результатом сильно загрязненного или низкокачественного масляного фильтра, либо же следствием применения промывки «пятиминутки».

Учитывая большие обороты турбины и постоянные высокие температуры (а именно такими и есть ее рабочие условия), даже кратковременное падение давления может привести к поломке подшипника оси турбины. Его сильный износ вызывает увеличение радиального зазора, а люфт оси, в свою очередь, способствует разрушению сальников.

Сломанные сальники уже не могут обеспечить герметичность, поэтому масло начинает свободно просачиваться в коллектор мотора. В это время давление масла в подшипнике оси турбин существенно снижается, что вызывает еще большее разрушение как самого элемента, так и сальников.

Выхлопные газы, проходя через разрушенные детали, попадают внутрь подшипника, где настолько повышают температуру, что масло буквально воспламеняется, теряя все свои смазывающие свойства. Это приводит к окончательной «гибели» подшипника, а вместе с ним ломаются и лопасти турбин, оставляя свои обломки внутри агрегата.

Смазывание элементов турбокомпрессора напрямую зависит от маслонасоса мотора, поэтому даже несколько минут работы турбины в подобном режиме оставят силовой агрегат без смазочного материала. А что происходит с работающим двигателем без масла, думаю, объяснять не надо.

Чтобы подобное не приключилось и с Вашим автомобилем, всегда помните об основных признаках неисправности турбокомпрессора: падении мощности силового агрегата, запахе перегретого моторного масла, каплях или подтеках масла на выхлопной трубе, падении его уровня, а также об облаках неестественного выхлопа, вырывающихся из выхлопной трубы автомобиля.

Также, неисправная турбина будет отмечаться неравномерной работой мотора на холостом ходу и замасленными свечами. Если вовремя не обратить внимание на эти признаки, то следующим показателем станет характерный скрежет лопастей, трущихся о внутреннюю поверхность турбинного корпуса, что чревато более серьезными проблемами. В любом случае, при появлении малейших проблем лучше всего сразу обратиться за помощью к специалистам ближайшего сервисного центра.

3. Можно ли отремонтировать турбину своими руками?

Любые ремонтные работы предусматривают проведение предварительной диагностики вышедшего из строя элемента. Так же и с турбиной, прежде чем браться за ремонт, нужно знать, с чем конкретно Вам приходится иметь дело. В условиях специализированной мастерской все начинается с визуального осмотра и заканчивается проверкой турбины на стенде. Надо сказать, что в случае с турбокомпрессором диагностику проводят не только на начальном этапе, но и как завершение проделанной работы.

После того как будут установлены все проблемные места и вышедшие из строя элементы, специалисты переходят к устранению обнаруженных неисправностей. В условиях гаражного ремонта владельцы автомобилей часто обходятся подручными инструментами или дешевыми аналогами профессионального оборудования, а это не самым лучшим образом может сказаться не некоторых деталях.

Еще одним моментом, на который стоит обратить свое внимание, есть то, что при разрушении подшипников скольжения вполне реально обнаружить и повреждение крыльчатки ротора. Данный элемент изготавливается из специального сплава и в случае поломки не подлежит ремонту, а значит, единственным возможным решением будет замена крыльчатки. Если же Вы решите как-то отремонтировать деталь, то имейте ввиду, что даже самые небольшие изменения в геометрии крыльчатки могут полностью нарушить технические параметры турбокомпрессора.

В ходе проведения диагностического этапа есть возможность определить и критический процент износа остальных элементов устройства, то есть тех, которые хоть еще и функционируют, но находятся на грани своих возможностей. Одним словом, не стоит недооценивать важность грамотной предварительной диагностики и лучше доверить ее знающим людям.

Что касается проведения ремонтных работ, то выполнение поставленной задачи возможно лишь после полной дефектовки деталей. Однако прежде чем переходить к указанной процедуре, нужно уметь еще грамотно разобрать турбину, ведь при отсутствии соответствующего опыта существует высокая вероятность дополнительного повреждения деталей агрегата, что еще больше усложнит дальнейшую работу.

После того, как все детали раскручены, сняты и ровненько лежат в сторонке, можно переходить к полной очистке комплекта. Опять-таки, в условиях сервиса для этой процедуры имеется все самое необходимое оборудование, при помощи которого одни детали пескоструят, а другие лишь помещают в ультразвуковую ванну. Только так компрессор сможет вновь обрести прежний вид, что позволит более конкретно определить поврежденные зоны.

Следующий этап – это дефектовка, которая предусматривает осмотр сломанной детали и проведение замеров узлов с высокой степенью износа.

Профессиональный ремонт турбокомпрессора включает в себя замену упорного подшипника, компрессионных и уплотнительных колец, а также подшипника скольжения и втулки газодинамических колец. Все эти детали меняются в обязательном порядке и входят в так называемый «ремкомплект».

После того как все дефектные детали удалены, а на их место установлены новые, выполняется балансировка. В первую очередь следует выполнить балансировку турбинного вала, затем компрессорного кольца, а за ними и всего вала в сборе. Любой имеющийся дисбаланс должен быть полностью удален. Данный этап считается самым важным во всей процедуре ремонта, так как даже небольшой дисбаланс турбокомпрессора при высоких оборотах мотора может за несколько секунд вызвать неполадки в работе устройства.

Следующий, предпоследний этап нашего ремонта заключается в обратной сборке всех деталей и помещении их в общий корпус, после чего выполняется балансировка картриджа и обратная его установка в «улитки».

Весь процесс ремонтных работ завершается монтажом перепускного клапана на его законное место и общей регулировкой всего устройства.

Если Вы полностью уверены в том, что сможете выполнить все вышеописанные действия в домашних условиях, тогда дерзайте, однако мы бы не советовали этого делать. Наверное, это один из тех случаев, когда не стоит экономить и лучше обратиться за помощью к специалистам.

4. Профилактика неисправностей турбокомпрессора или как не «убить» турбину

На работоспособность автомобильного турбокомпрессора влияет целый ряд факторов, но сейчас мы рассмотрим лишь наиболее распространенные из них.

Масло. Как оказывается, это самый доступный и надежный способ «угробить» турбокомпрессор, конечно, при условии, что оно плохое. Плохим называют тот продукт, который утратил высокие диспергирующе-стабилизирующие и солюбилизирующие свойства. Говоря обычным языком – это может быть масло, которое уже отслужило свое, было не предназначено для данного типа двигателя или имело механические включения (серные или углеродные отложения и прочие элементы, разрушающие детали механизма). Также, самым отрицательным образом может сказаться использование масла, в котором имеются присадки, не подходящие для работы в двигателе с турбонадувом.

Присадки, изначально предназначенные для восстановления уплотнений или поднятия уровня компрессии, способны уничтожить турбину за несколько часов. Так, если добавка для поднятия компрессии попадет между валом и подшипником и начнет активно уменьшать зазор, то это будет происходить до тех пор, пока подшипник не припаяется к валу. Если Вам попалась хорошая присадка, то много времени такое действие не займет. Правда, справедливости ради надо сказать, что применение «плохих» присадок встречается немного реже, нежели использование масла с механическими примесями.

Механические примеси — это нагар со стенок двигателя, который попал в масло. Он состоит из смолистых отложений, частиц металла, появляющихся при износе деталей двигателя и грязи, попадающей в масляную систему в результате неграмотно выполненных ремонтных работ на моторе автомобиля.

В общем, если Вы не хотите проблем с турбокомпрессором, то необходимо четко соблюдать график смены масла и масляного фильтра, использовать только самые высококачественные и проверенные масла и присадки для конкретного типа двигателя. Кроме того, устанавливая турбину, следует применять специальные герметики, а проводя ремонтные работы на моторе – соблюдать меры предосторожности, ограждающие масло и масляные каналы от попадания грязи. Помимо этого, периодически нужно проверять проходимость магистрали подачи масла к турбине, чтобы в случае засорения можно было бы вовремя ликвидировать проблему.

Масляный насос – еще один фактор, который влияет на работоспособность турбины. Если указанный элемент не сможет обеспечить необходимое давление, то это приведет к непостоянному протоку масла между валом и подшипниками, а ведь именно он создает надежную масляную пленку, которая снижает трение. Кроме того, хороший ток смазочной жидкости влияет и на охлаждение составляющих элементов турбины. Да-да, масло, обладающее температурой в 85оС, является охладителем! Возможно, в это сложно поверить, но с учетом того, что температура выхлопных газов может достигать 750оС, такое вполне вероятно. В большинстве случаев, турбины изготавливаются из металла, а он хороший проводник тепла.

Несмотря на то, что в конструкции турбокомпрессора уже предусмотрены элементы, призванные защищать корпус подшипников (вместе со всей его начинкой) от влияния высоких температур, на практике их оказывается недостаточно. Поэтому поток масла с температурой ниже самого колеса турбины или его корпуса просто незаменим для поддержания оптимальных условий работы агрегата.

Проще говоря, если Вы хотите, чтобы турбина служила верой и правдой еще очень долгое время, то сделайте все, чтобы не допустить снижения уровня масла до показателя, при котором ротор не сможет работать на «масляном клину», что, соответственно, не позволит обеспечить надежное охлаждение вала ротора и подшипников.

Выхлопная система транспортного средства также способна вывести турбину из строя. Дело в том, что в случае повышения давления выхлопных газов в корпусе турбокомпрессора («улитке»), они будут не только раскручивать вал, но и попытаются затолкать его внутрь корпуса агрегата. Весь этот напор придется принять упорному подшипнику, который будет стараться удержать вал в том положении, которое предусмотрено разработчиками и изготовителями турбокомпрессора. Однако его возможности далеко не безграничны, и со временем деталь настолько изнашивается, что дальнейшая работа турбины уже невозможна.

Если не вдаваться в подробности, то процесс выхода агрегата из строя проходит в следующей последовательности: сначала изнашивается внутренняя поверхность упорного подшипника, затем происходит разбалансировка ротора, после чего приходят в негодность подшипники скольжения. На следующем этапе (если вовремя не вмешаться) люфт, увеличившийся в 20 раз, приведет к задеванию корпуса крыльчаткой. Как результат – либо обрыв вала, либо облом лопастей крыльчатки.

Кроме того, слишком высокое давление выхлопных газов отрицательно сказывается на уплотнительных кольцах, преграждающих им путь во внутрь среднего корпуса устройства. Чтобы избежать столь печальных последствий, не рекомендуется ставить на автомобиль нештатный глушитель, обладающий меньшим проходным сечением, заменять прогоревший участок трубой меньшего диаметра или допускать сильное закоксование катализатора (на тех моделях, где он есть).

Топливная аппаратура, а точнее, неправильная ее регулировка, также нередко вызывает сбои в работе турбокомпрессора. В данном случае, главной причиной этого будет превышение допустимой нормы температуры выхлопных газов в корпусе турбины, вследствие чего втулка, расположенная ближе к колесу турбины, просто заклинит, что нередко вызывает обрыв колеса турбинного вала. Кроме того, может произойти разрушение лопастей турбинного колеса (стальной крыльчатки), а это ведет к нарушению заводской балансировки.

Нарушение балансировки колеса турбины или колеса компрессора – довольно действенная причина поломки турбины. Заводские параметры балансировки являются ключевым моментом в обеспечении длительного срока службы турбокомпрессора, конечно, при условии правильной эксплуатации. Если не нарушать балансировку, то износ комплектующих деталей будет минимален, но опять же, это только при условии своевременной замены масла и фильтров, правильной регулировки топливной системы и отсутствия проблем в системе выхлопа.

В некоторых случаях, нарушение балансировки может быть вызвано попаданием в агрегат посторонних предметов. Если говорить о колесе компрессора, то такими элементами чаще всего есть части разрушенного воздушного фильтра, различный мусор, который попал в патрубок подачи воздуха к турбине в ходе замены воздушного фильтра, а также отслоившаяся резина патрубков. Нередко можно встретить и абразивный износ лопастей компрессорного колеса. Это тот случай, когда отдельный участок патрубков, идущих от воздушного фильтра к корпусу компрессора, негерметичен, из-за чего происходит подсос пыльного атмосферного воздуха.

Что касается нарушения балансировки турбинного колеса, то существенную роль в этом процессе играют разрушающиеся элементы головки или поршней. Специалисты отмечают, что нередко при разборке турбины приходится извлекать из нее части направляющих клапанов или их напыление, которое для турбин легковых автомобилей просто губительно.

Разрушенные седла клапанов или осколки от их тарелок, попадающие на лопасти крыльчатки, также вызывают разбалансировку агрегата. Иногда во впускном коллекторе можно найти даже гайки или болты, которые попали туда в результате демонтажа турбины. Подводя итог всего вышесказанного, нужно отметить, что если Вы хотите продлить «жизнь» турбокомпрессора, следует соблюдать некоторые правила:

1) Используйте только оригинальное масло и качественное топливо;

2) Производите своевременную замену воздушных фильтров;

3) Следите за давлением надува;

4) Спустя каждых 7 000 километров пробега полностью меняйте масло;

5) Автомобиль, оборудованный дизельным двигателем, необходимо обязательно прогревать;

6) После длительного путешествия, прежде чем выключить мотор, нужно дать ему остыть (поработать на холостых оборотах минимум 3 минуты). Это позволит избежать образования углеродного осадка, который отрицательно сказывается на работе подшипников;

7) Также не забывайте о регулярности проведения диагностики и профессионального обслуживания.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Opel Astra Белоснежка 🙂 ›
Бортжурнал ›
Обладателям турбо движков. Мифы и правда о турбонаддуве 🙂

МИФ №1 Турбина включается и отключается при определенных оборотах. Неверно. Турбина начинает свою работу с первыми оборотами двигателя и заканчивает ее уже после того, как двигатель остановился. При первых вспышках в цилиндрах двигателя выхлопные газы из коллектора сразу же попадают в “улитку” турбины и начинают вращать вал с крыльчатками. Пока обороты двигателя невелики, давление и скорость выхлопных газов недостаточны, поэтому компрессор турбины вращается на холостом ходу и просто перемешивает воздух. С ростом оборотов агрегата выхлопных газов выделяется больше, соответственно, растут обороты турбины, и компрессор не просто месит воздух, а эффективно сжимает его и посылает в двигатель, т.е. турбина выходит на рабочий режим наддува.

МИФ №2 Турбины имеют маленький ресурс и не ремонтируются. Это не так. Ресурс турбины на самом деле немногим меньше (из-за высоких тепловых нагрузок и точности подгонки деталей) ресурса двигателя, а при выполнении совсем несложных правил может даже превысить его. Ресурс турбокомпрессора может снизиться либо из-за игнорирования рекомендаций производителей по эксплуатации турбированного мотора, либо из-за сбоя в работе систем силового агрегата. Игнорирование рекомендаций – это несоблюдение периодичности замены масла, использование некачественного или не рекомендованного масла, перегазовки при непрогретом моторе. Ускоряет износ и выключение двигателя без предварительной выдержки работы в режиме холостого хода и масляное голодание.

МИФ №3 Ремонтопригодность турбины зависит от степени износа деталей, в некоторых случаях турбину дешевле заменить, чем отремонтировать. Турбонаддув значительно увеличивает расход топлива. Это не совсем так. Воздух в цилиндры турбированного двигателя подается принудительно, а не только за счет движения поршня вниз, и в силовой агрегат попадает большая, по сравнению с атмосферным мотором, масса воздуха. Как следствие — появляется возможность подать в цилиндры и сжечь больше топлива, что и приводит к увеличению мощности и, соответственно, расхода топлива. Но многое зависит от стиля вождения и в некоторых случаях от конструкции двигателя. Например, некоторые турбодизельные агрегаты фирмы Volkswagen имеют при большей мощности меньший расход по сравнению с аналогичными атмосферными моторами.

МИФ №4 Турбонаддув не требует особых навыков при эксплуатации. Отчасти неверно. На самом деле ничего сложного в эксплуатации турбонаддува нет, требуется лишь элементарная аккуратность: вовремя меняйте масло и масляный фильтр, используйте нужные сорта масла, не перегревайте турбину (к перегреву приводят неисправности в системе зажигания или впрыска, длительная езда на высоких оборотах). Следите за состоянием воздушного фильтра (забитый воздушный фильтр создает повышенное сопротивление на всасывании, и производительность компрессора резко снижается). Выключение двигателя (без предварительной выдержки работы в режиме холостого хода) значительно ускоряет износ турбины, поэтому установка турботаймера на турбированный мотор оправдана на 100%. При запуске холодного двигателя масло в нем имеет высокую вязкость, оно с трудом прокачивается по зазорам; еще не установились тепловые зазоры; нагрев разных деталей турбины, а следовательно, и тепловое расширение идут с разной скоростью. Поэтому при низкой температуре окружающего воздуха турбированный двигатель требует прогрева.

МИФ №5 Турбину можно демонтировать, и на работе двигателя это никак не скажется. Неверное утверждение. Изначально турбированный мотор конструктивно рассчитан на определенный объем подаваемого в цилиндры воздуха и, соответственно, топливной смеси. Конструкцией предусмотрена также пониженная степень сжатия для уменьшения детонации. После демонтажа турбины мощность и крутящий момент двигателя значительно уменьшаются (минимум на 50%) и, как следствие, значительно ухудшается динамика и увеличивается расход топлива. При необходимости (например, при поломке турбины) турбину можно за¬глушить, но сделать это необходимо, не создавая лишнего сопротивления на всасывании и выхлопе, это ухудшает характеристики и без того ослабленного двигателя. Теоретически, вернуть былую мощь турбированному мотору, исключив турбину, можно, но это потребует больших финансовых затрат и переделок, не сопоставимых со стоимостью ремонта или заменой турбины.

МИФ №6 Двигатели с турбонаддувом имеют меньший ресурс по сравнению с атмосферными. Неверно. Ресурс двигателей с турбонаддувом не меньше, чем ресурс атмосферных, поскольку проектируются они специально и имеют соответствующий запас прочности. У турбированного агрегата усилены вкладыши, более мощный коленвал, другие фазы газораспределения, по-другому отрегулированы и настроены топливная аппаратура, система зажигания и т.д. При установке турбины на изначально атмосферный двигатель существует большая вероятность снизить его ресурс. При установке турбины на «атмосферник» в результате увеличения мощности увеличивается детонационная и тепловая нагрузки на цилиндропоршневую группу и кривошип, что негативно сказывается на моторесурсе в целом.

МИФ №7 Турбированный мотор может работать на любом качественном масле. Это не так. Турбонаддуву приходится работать в далеко не легких условиях – высокая температура, высокие скорости вращения подшипников скольжения, которые изготовлены из специальных материалов с оптимально подобранными зазорами. Подшипники скольжения надежно работают при температуре не более +150 0C. При более высоких температурах возникает опасность разрыва масляного слоя в результате разжижения масла. Кроме того, при высоких температурах обычные моторные масла быстро окисляются и теряют свои смазочные свойства. Поэтому как автопроизводители, так и производители масел рекомендуют использовать только масло, предназначенное для двигателей, оборудованных турбонаддувом. Поскольку зазоры в парах (вал-подшипник и подшипник-корпус) очень малы и соизмеримы с размерами ячеек масляного фильтра, то следует также помнить о чистоте масла и состоянии масляного фильтра.

МИФ №8 Турбированные двигатели быстрее изнашивают АКПП. Неправильно. Турбированный двигатель принципиально по конструкции кривошипа и выходного вала ничем не отличается от атмосферного, поэтому модель двигателя никоим образом не влияет на ресурс АКПП. Гидротрансформатор даже сглаживает эффект турбоподхвата, и езда становится более комфортной.