Принцип работы турбокомпрессора для дизельного двигателя

Содержание
  1. Конструктивные элементы системы
  2. Что делать, если турбина сломалась
  3. Для начала несколько слов о том, что такое турбина и как она работает
  4. Признаки неисправной турбины:
  5. Автозапчасти и СТО
  6. Принцип работы и конструкция дизельного турбонагнетателя
  7. Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя
  8. Плюсы и минусы оборудования
  9. Основные неисправности — признаки и причины
  10. Как увеличить подачу воздуха в двигатель: доступные способы
  11. Устройство компрессора
  12. Необходимые дополнения в состав системы турбонаддува: клапаны, интеркулер
  13. Функция турбины, настройка
  14. Как работает турбонаддув дизельного двигателя
  15. Особенности турбины на дизельном двигателе
  16. Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей
  17. Регулировка давления наддува
  18. Особенности эксплуатации турбированных двигателей
  19. Виды систем турбонаддува
  20. Что такое турботаймер и для чего он необходим
  21. Что ещё входит в систему турбонаддува
  22. Система смазки
  23. Особенности проверки турбины в дизеле
  24. Ось турбокомпрессора
  25. Схема турбины с изменяемой геометрией (VNT)
  26. Турбояма и турбоподхват
  27. Недостатки турбокомпрессоров

Конструктивные элементы системы

Для выполнения возложенных функций система турбонаддува состоит из двух основных частей:

  1. Компрессор;
  2. Турбина.

Компрессор служит для закачки атмосферного воздуха в топливную систему. Он состоит из корпуса и расположенной внутри него крыльчатки, которая при вращении засасывает воздух. Чем выше скорость его вращения, тем больше втягивается воздух. Увеличению скорости способствует работа турбины.

Он также состоит из корпуса с крыльчаткой (ротором), приводимой в действие выхлопными газами. В корпусе газы проходят через специальный канал в форме улитки, что позволяет им увеличивать скорость.

Что делать, если турбина сломалась

При обнаружении неисправности в первую очередь необходимо провести диагностику. И чем скорее, тем лучше. Если вовремя заменить неисправную деталь, можно избежать более серьезных проблем. Например, часто автовладелец не обращает внимания на легкое прикосновение, думая, что это не имеет значения, в результате через некоторое время ему приходится покупать новую турбину, хотя изначально это можно было сделать с небольшим ремонт.

Следует отметить, что недостаточно знать, как работает дизельная турбина — необходимо в совершенстве разбираться во всех ее составляющих. Только при наличии нужных навыков, опыта и оборудования можно будет провести качественный ремонт.

Для начала несколько слов о том, что такое турбина и как она работает

Практически все турбодвигатели работают по такому же принципу. Первые турбокомпрессоры устанавливались исключительно на легковые автомобили большой грузоподъемности, а также на гоночные автомобили в начале прошлого века. Как вы понимаете, вес и конструкция турбин оставляли желать лучшего, чего нельзя сказать о современных экземплярах. Турбокомпрессоры нового поколения компактны и просты в установке, а их эффективность во много раз выше, чем у их предшественников. Но, как и все в этом мире, однажды турбокомпрессор начинает «сдувать», двигатель теряет свою прежнюю мощность и производительность, и в результате у вас появляется новая «головная боль».

Практически все турбины имеют спиральный корпус. Воздушные каналы корпуса ограничены на выходе, что увеличивает давление и скорость вращения. Выхлопные газы движутся по воздушным каналам, выходящим из выпускного коллектора. Двигаясь по каналам, они приобретают большую скорость и воздействуют на лепестки, которые, вращаясь под давлением выхлопных газов, заставляют вращаться ротор. Вращение ротора вращает крыльчатку турбины, которая нагнетает воздух и подает его в камеру сгорания под высоким давлением. А как известно из школьного курса физики, чем больше воздуха, тем сильнее будет горение.

Из-за высокого давления, создаваемого при нагнетании воздуха, турбина нуждается в охлаждении, промежуточный охладитель играет роль радиатора турбины. В турбине используется система смазки двигателя, которая питается по специальному контуру. Помимо смазки, масло охлаждает турбину.

Теперь, когда мы разобрались, что такое турбина и как она работает, предлагаю рассмотреть основные симптомы неисправности турбокомпрессора.

Признаки неисправной турбины:

  • Плохая тяга, ухудшение динамики;
  • Двигатель долго набирает обороты;
  • Голубоватый или голубоватый дым из выхлопной трубы;
  • Появление характерного запаха пригоревшего масла;
  • Нефтяные отходы;
  • Свист или другие шумы из-под капота;
  • Плавающие холостые обороты.

Автозапчасти и СТО

Для более четкого представления о том, как работает турбина в автомобиле, необходимо предварительно ознакомиться с принципом работы двигателя внутреннего сгорания. Сегодня большинство грузовиков и легковых автомобилей оснащено 4-тактными силовыми агрегатами, работа которых регулируется впускными и выпускными клапанами.

Каждый рабочий цикл такого двигателя состоит из 4-х тактов, при которых коленчатый вал совершает 2 полных оборота.

Впуск: во время этого хода поршень движется вниз, в то время как смесь топлива и воздуха (если это бензиновый двигатель) или просто воздух поступает в камеру сгорания, если это дизельный агрегат.

Сжатие: во время этого хода горючая смесь сжимается.

Расширение: на этом этапе горючая смесь воспламеняется с помощью искры, производимой свечами. В случае дизельного двигателя воспламенение происходит случайным образом из-за высокого давления впрыска.

Выхлоп: поршень движется вверх, выпуская выхлопные газы.

Этот принцип работы двигателя определяет следующие способы повышения его эффективности:

— Установка турбокомпрессора
— Увеличенный рабочий объем двигателя
— Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя

Принцип работы и конструкция дизельного турбонагнетателя

Турбокомпрессор дизельного двигателя состоит из двух колес: турбины и компрессора. Эти колеса еще можно назвать крыльчатками. Рабочее колесо турбины жестко соединено с колесом компрессора через ось. Устройство вентиляции можно разделить на основные составляющие:

  • корпус компрессора (1);
  • крыльчатка компрессора (2);
  • вал или ось ротора (3);
  • корпус турбины (4),
  • турбинное колесо (5);
  • корпус подшипника;

Увеличение числа оборотов коленчатого вала двигателя

Другой возможный способ улучшить характеристики двигателя — увеличить частоту вращения коленчатого вала. Это достигается за счет увеличения количества ходов поршня в единицу времени. Но использование этого метода имеет серьезные ограничения, связанные с техническими возможностями двигателя. Кроме того, такая модернизация приводит к снижению КПД силового агрегата из-за потерь при всасывании и других операциях.

В двух предыдущих методах двигатель использует воздух, который подается за счет его собственного впрыска. При использовании турбонагнетателя в цилиндр поступает такой же объем воздуха, но с его предварительным сжатием. Это позволяет большему количеству воздуха попадать в цилиндр, позволяя сжечь больше топлива. Благодаря этой технологии мощность двигателя увеличивается в зависимости от количества потребляемого топлива и объема двигателя.

В процессе сжатия воздух может нагреваться до 180 С. Однако воздух имеет свойство увеличивать свою плотность при охлаждении, что позволяет значительно увеличить объем воздуха, поступающего в цилиндр. Кроме того, увеличение плотности воздуха значительно снижает расход топлива и количество выбросов продуктов сгорания.

Также существует два разных типа турбонагнетателей: турбонагнетатель, основанный на использовании энергии выхлопных газов, и турбонагнетатель с электроприводом.

В случае использования этого типа сжатия воздух сжимается за счет специального компрессора, приводимого в действие двигателем. Но у этого метода есть большой недостаток. Дело в том, что при использовании механического турбонагнетателя часть мощности двигателя уходит на обеспечение работы самого компрессора, поэтому двигатель, оснащенный таким компрессором, имеет более высокий расход топлива, чем обычный двигатель той же мощности.

Этот метод основан на использовании энергии выхлопных газов, которая направляется на привод турбины. В этом методе отсутствует механическое соединение с двигателем, поэтому нет потери мощности.

Основные преимущества двигателей с турбонаддувом

1) Двигатель с турбонаддувом имеет меньший расход топлива, чем безтурбинный двигатель той же мощности и при равных условиях.

2) Турбо-трансмиссия имеет значительно лучший вес двигателя, чем передаточные числа мощности.

3) Использование турбонагнетателя открывает новые возможности для оптимизации других параметров и характеристик двигателя, а также повышения крутящего момента, что позволит избежать очень частого переключения передач при движении в пробках или горной местности.

4) Двигатели с турбонаддувом работают тише, чем агрегаты такой же мощности без турбонагнетателя.

Плюсы и минусы оборудования

Среди достоинств стоит выделить:

  • Пониженная вибрация;
  • Высокая надежность и долговечность;
  • Низкие эксплуатационные расходы на обслуживание и эксплуатацию.

Кроме того, устройства имеют компактные размеры, достаточно легкие и при правильном использовании могут работать до 40 тысяч часов без ремонта. Они оснащены дизельными двигателями нового поколения, которые отличаются более низким расходом топлива, что сводит затраты к минимуму.

Давайте посмотрим на видео, аспекты подбора оборудования:

Конструктивные особенности устройств обеспечивают их непрерывную работу в течение длительного периода времени. Это не требует постоянного наблюдения со стороны человека. Дизельные компрессоры этого класса вырабатывают воздух в определенном диапазоне давлений, что позволяет потребителю сэкономить на покупке дополнительного оборудования.

Основные неисправности — признаки и причины

Сразу стоит отметить, что основная причина поломок — несвоевременное техническое обслуживание агрегата, проводить его рекомендуется не реже одного раза в год. Следующая причина — некачественное масло или его преждевременная замена. Третий — попадание в устройство инородных тел (например, мелких камней). Наконец, четвертое — это незначительный износ отдельных компонентов турбины, потому что у каждой единицы оборудования своя продолжительность. Теперь мы опишем симптомы, которые могут указывать на неисправность.

Черный дым из выхлопной трубы. Топливо сжигается в промежуточном охладителе или нагнетательном трубопроводе. Скорее всего — неисправность системы управления.

Серый дым. Возможно, из-за нарушения герметичности турбины масло попадает в камеру сгорания.

Белый дым. Трубопровод слива масла загрязнен, и его необходимо очистить.

Повышенный расход топлива. Воздух не попадает в компрессор.

Увеличился расход масла. Необходимо проверить стыки труб — возможно, нарушена пломба.

Уменьшите динамику разгона. Скорее всего, вышла из строя система управления, в результате чего возникла нехватка кислорода.

Свист, визг или посторонние шумы. Это может быть изменение зазора ротора, дефект корпуса, утечка воздуха между двигателем и турбиной или загрязнение маслопровода.

необходимо всегда соблюдать правила эксплуатации агрегата — это снизит вероятность поломки и продлит срок эксплуатации устройства. Вот несколько простых правил:

  • следить за качеством топлива и масла;
  • не забывайте вовремя менять масло и фильтры;
  • начинать движение только после прогрева двигателя;
  • после остановки движения необходимо запустить двигатель на холостом ходу, а не останавливать его сразу.

И, конечно же, вам необходимо регулярно проводить техническое обслуживание.

Как увеличить подачу воздуха в двигатель: доступные способы

Как видите, мощность силового агрегата будет напрямую зависеть от количества и качества воздуха, поступающего в цилиндры. Чтобы добиться от ДВС большего КПД, многие автомобилисты стараются увеличить подачу воздуха к агрегату. Как правило, такая необходимость возникает в процессе настройки двигателя, после внесения изменений и так далее

Далее рассмотрим несколько возможных методов, не предполагающих кардинальных переделок (например, капитальный ремонт каналов головки, замена турбины на более производительную и т.д.)

  • Самым простым и дешевым решением является установка фильтра нулевого сопротивления (нулевого сопротивления). Хотя общий прирост мощности от такого решения невелик, но на спортивных и специально подготовленных автомобилях установка нулевого колеса в сочетании с другими доработками оправдана.

Однако этого нельзя сказать о гражданских автомобилях со «штатным» двигателем внутреннего сгорания. В этом случае достигается скорее вред, чем польза, так как фильтры с нулевым сопротивлением быстрее загрязняются и хуже очищают воздух, что может сказаться на ресурсе двигателя. При этом увеличения мощности не наблюдается.

  • Еще один способ подать больше воздуха в двигатель — модифицировать элементы заводской системы. Речь идет о воздухозаборнике, патрубках, верхней крышке корпуса воздушного фильтра.

Сначала необходимо измерить сопротивление воздуха на входе и после выхода из корпуса фильтра, после чего проводятся работы по снижению этого сопротивления.

  • Также следует отметить, что иногда на специализированных форумах можно встретить информацию об электровентиляторе на впуске (динамический вентилятор, турбонагнетатель, система динамического наддува, электрический турбонагнетатель и т.д.). В свое время на рынке выделялись производители Kamann, Simota и многие другие.

Короче говоря, так называемая электрическая всасывающая турбина позволяет без значительных модификаций подавать охлажденный воздух во впускной коллектор, что особенно важно для атмосферных двигателей. В результате в двигатель начинает поступать охлажденный и негорячий воздух, объем воздуха увеличивается и т.д.

Устройство представляет собой патрубок, в котором установлена ​​крыльчатка. Во время работы крыльчатка вращается, создавая спиральный вихрь воздуха. По заверениям производителей, этот воздух более холодный и лучше проникает в камеры сгорания.

В результате улучшается общий процесс смесеобразования, увеличивается мощность двигателя, повышается упругость при работе ДВС на разных режимах, автомобиль демонстрирует улучшенные динамические характеристики.

Однако, как показывает практика, особых плюсов после установки таких решений нет. Кроме того, высокая стоимость составляет около 300-400 долларов США и даже ставит под сомнение осуществимость таких экспериментов.

  • Также в списке возможных решений увеличения подачи воздуха можно отметить так называемый «холодный отвод». Фактически, это решение предусматривает удаление воздухозаборника из моторного отсека наружу, что позволяет снизить температуру поступающего воздуха и увеличить его плотность.

В продаже есть готовые комплекты к некоторым моделям автомобилей, а также универсальные. Преимущества холодной аспирации включают увеличение мощности двигателя, снижение риска детонации, улучшенную реакцию на давление педали акселератора и небольшое снижение расхода топлива.

Это значительно увеличивает вероятность попадания воды во впускное отверстие и гидравлического удара, а воздушный фильтр загрязняется намного быстрее. Дело в том, что воздухозаборник размещен в «окнах», которые выполнены отдельно в бампере, фаре и так далее

Устройство компрессора

Турбокомпрессор

Компрессор имеет корпус и колесо (ротор). Корпус компрессора из алюминия. Ротор крепится к оси турбины так же, как рабочее колесо. Рабочее колесо компрессора имеет лопатки, также изготовленные из алюминия. Задача компрессорного колеса — пропускать воздух через его центр.

Благодаря форме лопастей воздух отбрасывается к стенкам корпуса компрессора, сжимая его. Затем сжатый воздух подается во впускной коллектор двигателя.

Необходимые дополнения в состав системы турбонаддува: клапаны, интеркулер

На создание действительно эффективного турбокомпрессора у инженеров ушло много десятилетий. Ведь только в теории все кажется гладким: от преобразования энергии выхлопных газов можно «вернуть» процент потерянного КПД и значительно увеличить мощность двигателя (например, с одного от ста до ста шестидесяти лошадей). Но на практике это почему-то не сработало.

К тому же при сильном нажатии на акселератор приходилось ждать увеличения оборотов двигателя. Это случилось только после перерыва. Повышение давления выхлопных газов, раскрутка турбины и срабатывание сжатого воздуха происходили не сразу, а постепенно. Это явление, получившее название «турболаг», никак нельзя было приручить. И нам удалось это сделать с помощью двух дополнительных клапанов — один для отвода избыточного воздуха в компрессоре по трубопроводу от коллектора двигателя. А другой клапан для выхлопных газов. В целом современные турбины с изменяемой геометрией лопаток даже по форме уже существенно отличаются от классических турбин второй половины ХХ века.

Другой проблемой, которую необходимо было решить при разработке технологии дизельных турбин, была чрезмерная детонация. Эта детонация произошла из-за резкого повышения температуры в рабочих полостях цилиндров при нагнетании в них дополнительных масс сжатого воздуха, особенно на завершающей стадии хода. Интеркулер наддувочного воздуха (интеркулер) предназначен для решения этой проблемы в системе).

Интеркулер — это не что иное, как радиатор для охлаждения наддувочного воздуха. Помимо уменьшения детонации, он также снижает температуру воздуха, чтобы не уменьшать его плотность. А это неизбежно в процессе компрессионного нагрева, и от этого эффективность всей системы в значительной степени снижается.

Кроме того, современная система наддува двигателя не обходится без:

  • регулирующий клапан (вестгейт). Служит для поддержания оптимального давления в системе и сброса его при необходимости во всасывающий трубопровод;
  • перепускной клапан (перепускной клапан). Его цель — отвести наддувочный воздух во впускных патрубках к турбине, если необходимо снизить мощность и дроссельная заслонка закрывается;
  • и / или «продувочный клапан». Это выпускает наддувочный воздух в атмосферу, если дроссельная заслонка закрыта и нет датчика массового расхода воздуха;
  • выпускной коллектор, совместимый с турбонагнетателем;
  • герметичные патрубки: воздух для подачи воздуха на впуск и масло для охлаждения и смазки турбокомпрессора.

Функция турбины, настройка

Турбокомпрессор предназначен для увеличения мощности и крутящего момента двигателя. Благодаря турбине производители могут уменьшить количество рабочих цилиндров в двигателе без снижения мощности и крутящего момента.

Дизельные двигатели Bi-Turbo также производятся все чаще, что позволяет производителям не только получать исключительную мощность от дизельных автомобилей, но и сокращать выбросы до рекордных уровней.

Также в последнее время начали появляться турбины, которые могут работать как на электричестве, так и традиционно на газе из выхлопной системы. Благодаря этому инженеры добились максимальной мощности и крутящего момента на низких оборотах двигателя.

Как работает автомобильный турбокомпрессор - Фото 11

Как работает турбонаддув дизельного двигателя

Ротор турбины и крыльчатка компрессора жестко закреплены на одном валу. Таким образом, частота вращения ротора передается на крыльчатку. Круг замкнут:

  • Через компрессор воздух из атмосферы, смешиваясь с топливом, подается в цилиндры двигателя;
  • Смесь горит, приводя в движение поршни, и образующиеся газы перетекают в выпускной коллектор;
  • Здесь они попадают в корпус турбины, разгоняются в канале и на выходе взаимодействуют с ротором, заставляя его вращаться;
  • Ротор через вал передает вращение на крыльчатку компрессора, которая втягивает атмосферный воздух в корпус.

Схема наддува

Получается взаимосвязанная схема работы, когда количество всасываемого воздуха зависит от скорости вращения крыльчатки, и, наоборот, крыльчатка вращается быстрее, чем втягивается больше воздуха.

Принцип наддува имеет две точки, называемые турбо-лагом и турбо-пикапом.

Первый момент характеризуется задержкой работы турбины после увеличения подачи топлива нажатием педали акселератора, так как выхлопным газам требуется время для разгона ротора.

После турбо-лага наступает момент турбо-пика, когда разогнанный ротор резко увеличивает подачу воздуха в цилиндры, увеличивая мощность двигателя.

Особенности турбины на дизельном двигателе

Современные турбодвигатели, независимо от производителя и модели, имеют схожий принцип конструкции. Они отличаются компактными размерами и простотой установки.

Большинство турбин имеют спиральную форму. Его каналы, предназначенные для отвода воздуха, на выходе сужаются. За счет этого давление газов внутри увеличивается, увеличивается скорость вращения турбины и увеличивается мощность двигателя.

Для производства кожухов двигателей используются разные материалы: чугун или алюминиевый сплав.

Фото 2 - как проверить турбину на дизеле

Использование двух турбокомпрессоров и других турбо деталей

Некоторые двигатели имеют два турбокомпрессора разного размера. Небольшой турбокомпрессор увеличивает скорость быстрее, тем самым уменьшая задержку ускорения, в то время как большой турбонагнетатель обеспечивает большую тягу на высоких оборотах двигателя.

Когда воздух сжимается, он нагревается, а когда нагревается, он расширяется. Следовательно, повышение давления от турбонагнетателя происходит из-за нагрева воздуха перед его подачей в двигатель. Для увеличения мощности двигателя необходимо ввести в цилиндр как можно больше молекул воздуха и нет необходимости сжимать воздух сильнее.

Воздухоохладитель или промежуточный охладитель — это дополнительное устройство, напоминающее радиатор, за исключением того, что воздух течет как внутри, так и снаружи охладителя. При входе воздух проходит через герметичный канал в радиаторе, а более холодный воздух подается снаружи по ребрам от охлаждающих вентиляторов двигателя.

Радиатор увеличивает мощность двигателя за счет охлаждения сжатого воздуха от компрессора перед его поступлением в двигатель. Это означает, что если турбокомпрессор сжимает воздух до 7 фунтов на квадратный дюйм (0,5 бар), охладитель будет подавать охлажденный воздух до 7 фунтов на квадратный дюйм (0,5 бар), который является более плотным и содержит больше молекул, чем горячий воздух. Турбокомпрессоры также выгодны на больших высотах, где плотность воздуха ниже. Обычные двигатели будут работать медленнее на больших высотах, потому что с каждым ходом поршня масса подаваемого воздуха будет меньше. Мощность турбомотора также уменьшится, но менее заметно разреженный воздух легче сжать.

При установке мощного турбонагнетателя на двигатель с впрыском топлива система может не подавать необходимое количество топлива — программное обеспечение контроллера не позволит этого или форсунки и насос не смогут подавать требуемую подачу. В этом случае уже должны быть выполнены другие модификации, чтобы максимально использовать преимущества турбокомпрессора.

Регулировка давления наддува

Наддув дизельного двигателя увеличивает его мощность за счет увеличения давления выхлопных газов в результате увеличения скорости и интенсивности двигателя. Тот же процесс увеличивает давление наддува. Если не регулировать, он может достичь опасных значений на более высоких скоростях, что приведет к механическому отказу и повреждению.

Давление регулируется с помощью выпускного предохранительного клапана, а максимально допустимое значение регулируется с помощью мембраны и пружины определенной жесткости.

Устройство турбокомпрессора

Суть работы: при достижении предельного значения давления диафрагма, установленная в корпусе компрессора, преодолевает действие пружины и открывает регулирующий клапан.

Давление регулируется как со стороны компрессора, так и со стороны турбины:

  1. Работающий турбокомпрессор выпускает излишки всасываемого воздуха через выпускной клапан, тем самым снижая давление.
  2. В турбине клапан выпускает выхлопные газы под действием мембраны компрессора, когда давление всасываемого воздуха достигает максимального уровня. Благодаря этому ротор вращается с заданной скоростью, а компрессор не всасывает лишний воздух и не повышает давление.

Второй вариант расположения клапанов позволяет реализовать системы меньшего размера. Кроме того, турбонагнетатель с клапаном в нагнетателе подвержен чрезмерному нагреву из-за повышения температуры отработанного воздуха, что отрицательно сказывается на его эффективности.

Поэтому турбокомпрессор дизельного двигателя чаще всего оснащается регулирующим клапаном в турбине, а регулировка в компрессоре используется как дополнительный компонент.

Особенности эксплуатации турбированных двигателей

В режимах разгона автомобиля из-за инерции системы возникает явление, называемое «турбо-лаг». Суть явления такова:

  • Автомобиль движется с низкой постоянной скоростью.
  • Турбина вращается в соответствующем режиме.
  • При резком нажатии на педаль акселератора в цилиндры двигателя перекачивается больше топлива.
  • После его сгорания образуются выхлопные газы, которые с большей силой действуют на турбину и увеличивают мощность двигателя. Однако это происходит с некоторой задержкой по времени.

Поэтому между моментом нажатия на педаль и фактическим разгоном автомобиля существует определенная задержка — «турбо-лаг». Кроме того, это явление проявляется в виде отсутствия крутящего момента на низких оборотах.

Виды систем турбонаддува

Производители разработали различные способы избавления от «турбо лага”:

  • Турбина с изменяемой геометрией. В конструкции предусмотрено изменение поперечного сечения впускного канала. В результате поток выхлопных газов контролируется.
  • Два турбонагнетателя последовательно (Twin Turbo). Для каждого режима работы (оборотов двигателя) свой компрессор.
  • Два турбокомпрессора параллельно (Bi Turbo). Схема разделения в двух турбинах снижает инерцию системы, и турбо-лаг становится менее заметным.
  • Комбинированный наддув. В устройстве предусмотрен как механический наддув, так и турбонаддув. Первый включается на низких оборотах, второй — на высоких.

Что такое турботаймер и для чего он необходим


Турботаймер
Другой стороной инерции турбо-системы является необходимость постепенного замедления. Не выключайте зажигание внезапно после того, как двигатель работал на высоких оборотах. Это связано с тем, что подшипники будут продолжать вращаться, и поскольку масло не будет подаваться в систему, трение будет увеличиваться. Это, в свою очередь, приведет к быстрому износу вала турбины.

Для решения этой проблемы используется турботаймер. Это устройство устанавливается на приборной панели и подключается к цепи зажигания. После выключения зажигания ключом система запускает таймер, который через некоторое время отключает двигатель, позволяя турбине снизить скорость до приемлемых значений.

Что ещё входит в систему турбонаддува

Турбина — сложный агрегат, инженеры запомнили систему несколько десятилетий. На первый взгляд решение компенсировать потерю эффективности выхлопными газами кажется простым. Даже после создания устройства долгое время у него были проблемы.

Например, не удалось решить проблему турбо-лага: задержки после нажатия педали акселератора и запуска ротора. Решение было найдено в использовании двух клапанов. Один из них использовался для удаления лишнего воздуха, а второй — для выхлопных газов. Кроме того, современные турбины имеют измененную геометрию лопастей, что серьезно отличает их от аналогичных устройств второй волны 20 века.

можно выделить еще одну проблему, которая заключалась в чрезмерной детонации — с ней успешно справились даже современные инженеры. Проблема заключалась в том, что при нагнетании воздуха резко повышалась температура в рабочих секторах цилиндров, особенно в последней фазе такта. Решение нашлось в установке интеркулера (интеркулера).

Интеркулер — это устройство для охлаждения наддувочного воздуха. Он выполняет одновременно две функции: предотвращает детонацию и предотвращает уменьшение плотности воздуха. В результате удалось сохранить работоспособность всей системы.

Стоит упомянуть и другие важные компоненты турбины.

Регулирующий клапан. Отвечает за поддержание определенного уровня давления, избыточное давление поступает во всасывающий трубопровод.

Перепускной клапан. Применяется для отвода лишних воздушных масс к приточным патрубкам — это необходимо для снижения мощности в случае превышения.

Продувочный клапан. Если дроссельная заслонка закрыта и нет датчика массового расхода воздуха, клапан будет возвращать избыток воздуха в атмосферу.

Патрубки. Герметичные участки труб. Некоторые используются для подачи воздуха, другие для подачи смазочного масла.

Выпускные коллекторы. Он должен быть совместим с турбокомпрессором.

Система смазки

Вал турбокомпрессора смазывается системой смазки двигателя.

На валу установлены уплотнительные кольца, предотвращающие попадание масла в полости компрессора и корпуса турбин. Также они защищают корпус от перегрева. Но герметичность обеспечивается не столько прокладками, сколько перепадом давления в разных частях агрегата. Этот перепад давления создается валом (валом) турбины неправильного диаметра.

Устройство турбокомпрессора

Особая форма седла вала также способствует удержанию масла.

Если двигатель не развивает требуемую мощность, это может быть признаком неисправности турбокомпрессора. Наиболее частые проблемы — грязный воздушный фильтр или течь во впускном коллекторе. Помимо потери мощности, их можно диагностировать по необычному для движущегося автомобиля цвету и количеству дыма, выходящего из выхлопной трубы.

Особенности проверки турбины в дизеле

Диагностику турбины должны проводить квалифицированные мастера на СТО, где есть высокоточное профессиональное оборудование, инструменты и другие приспособления. Однако не всегда удается быстро связаться со специалистами. В такой ситуации вы можете рискнуть провести самостоятельную проверку.

Визуального осмотра транспортного средства часто бывает достаточно для выявления наиболее распространенных типов неисправностей. Особое внимание стоит уделить цвету выхлопа:

Фото 4 - как проверить турбину на дизеле

  • белый дым — свидетельство нарушения проходимости воздуховодов или маслопроводов
  • пары с сажей — указывают на утечку в районе механизмов подачи воздуха
  • серый дым — признак утечки турбинного масла.

Второй этап проверки проводится после прогрева двигателя. Если двигатель неожиданно включается и выключается, нужно удерживать шланг. Если последний вздулся из-за скопления воздуха, значит, турбина в порядке. В противном случае требуется ремонт.

Состояние турбокомпрессора может указывать на наличие проблемы. Следы масла, пятен, влаги на теле или частях тела: эти «симптомы» также являются признаками проблем. В случае их обнаружения стоит обратиться на СТО для более детальной диагностики, а также быстрого и эффективного устранения неполадок.

Ось турбокомпрессора

Патрон турбины

Ось является центральной частью турбонагнетателя и установлена ​​внутри корпуса на подшипниках скольжения. Смазка мостов осуществляется путем подачи моторного масла из системы смазки двигателя. С двух сторон установлены специальные уплотнительные кольца и прокладки.

Эти элементы предотвращают чрезмерную потерю масла, поэтому смазка не попадает в зону, где расположены компрессор и турбина. Сами сальники не обеспечивают полной герметичности. Эти решения представляют собой прокладки, которые работают из-за разницы давлений, возникающей во время работы турбокомпрессора.

Уплотнения также сводят к минимуму проникновение воздуха из компрессора и газов из турбины в картер моста. Стоит отметить, что полностью исключить попадание выхлопных газов и сжатого воздуха из компрессора не представляется возможным. Излишки удаляются по сливному трубопроводу вместе с маслом и попадают в картер дизельного двигателя.

Схема турбины с изменяемой геометрией (VNT)

Работа турбины, регулировка и ее дефекты - фото 13

он также известен как трубка с регулируемым соплом. Этот тип турбины используется в дизельных двигателях. Установленные в турбонагнетателе девять движущихся лопастей регулируют подачу газов к турбине. Увеличение и перекрытие потока газа достигается с помощью привода, регулирующего угол наклона девяти лопастей. Расход газа и давление наддувочного воздуха соответствуют числу оборотов двигателя при изменении угла наклона лопастей.

В некоторых двигателях используется несколько турбонагнетателей. Можно использовать два (Twin Turbo), три или четыре. В таких конструкциях они устанавливаются последовательно. Первый используется на низких оборотах, а второй — на высоких. Также существует схема установки компрессоров, при которой они располагаются параллельно друг другу. Применяется на V-образных двигателях с компрессором на каждый ряд цилиндров. Считается, что один большой турбокомпрессор менее эффективен, чем два маленьких.

Турбояма и турбоподхват

Рабочее колесо турбины и колесо компрессора закреплены на общей оси. По этой причине наблюдается определенная зависимость, заключающаяся в увеличении подачи воздуха компрессором только при увеличении частоты вращения турбины. Специалисты выделяют понятие турбо-лага (turbo lag), означающего задержку увеличения мощности дизеля при резком нажатии на акселератор.

Турбинное колесо вращается выхлопными газами для создания эффективного давления наддува турбонагнетателя. При определенных условиях турбина может вращаться с очень высокой частотой, которая зависит от конструктивных особенностей корпуса устройства и расхода выхлопных газов.

Недостатки турбокомпрессоров

Принцип работы турбины на дизельном двигателе также создает негативные факторы:

  • Повышенный расход топлива. Возможность сжигать больше солярки за счет увеличенного объема подачи воздуха вместе с мощностью увеличивает «прожорливость» машины. Правильная настройка системы позволяет снизить аппетит до разумных пределов.
  • Положительным моментом наддува является то, что температура во время такта сжатия многократно повышается, что может вызвать детонацию двигателя. Эта проблема решается установкой кулеров, регуляторов и других элементов.

Сервис наддува

Источники

  • https://i-ride.ru/lajfhaki/resurs-turbiny-dizelnogo-dvigatelya.html
  • https://avtika.ru/kak-rabotaet-dizelnyy-dvigatel-s-turbonadduvom/
  • https://CoptersWorld.ru/pro-dvigatel/turbina-dizelnogo-dvigatelya.html
  • https://tractoramtz.ru/kak-rabotaet/printsip-raboty-turbokompressora-dizelnogo-dvigatelya.html
  • https://orendiesel.ru/princip-raboty-turbiny-na-dizelnom-dvigatele/
  • https://ProAutoMarki.ru/turbokompressor/
  • http://KrutiMotor.ru/turbokompressor-na-dizele/
  • https://principraboty.ru/princip-raboty-turbiny-na-dizele/
  • https://dizelmaster.ru/stati/ustrojstvo-i-princip-raboty-turbiny-na-dizelnom-dvigatele

Оцените статью
Блог о грузовых автомобилях