Турбовані двигуни
Як працює турбіна?
Про турбіни в цілому
Турбіни встановлюють як на бензинові, так і дизельні двигуни. Деякі виробники використовують турбіни низького наддуву. Тиск, який створює така турбіна, невисокий, її основна мета полягає у створенні турбулентних потоків повітря, які сприяють якіснішому змішуванню бензину з паливом. Турбіни високого тиску набагато ефективніші. У моторів з турбіною високого тиску літрова потужність може бути у півтора рази вищою, ніж у атмосферного аналога. Але її конструкція трохи складніша. Для того, щоб зайвий тиск на високих оборотах не пошкодив двигуну, інженери придумали спеціальний клапан для усунення надлишкового тиску. Для багатьох турбомоторів обов'язковим атрибутом є інтеркулер. Його завдання – охолоджувати повітря, нагріте турбіною. У холодному повітрі міститься більше кисню за рівного об'єму. Сучасні системи упорскування дозволяють практично повністю позбавитися такого явища, як «турбояма» (провал потужності при різкому натисканні газу), характерного для двигунів більш старої конструкції. У процесі еволюції турбін практично всі недоліки турбомоторів було виключено. Багато як за рахунок використання двох турбін для низьких і високих оборотів, так і за рахунок застосування турбін із змінною продуктивністю – такі турбіни мають можливість змінювати нахил нагнітальних (компресійних) лопатей. У результаті отримали двигуни високої літрової потужності при компактних розмірах самих агрегатів.
Про роботу турбіни
Лопаті турбіни під впливом вихлопних газів обертаються з величезною швидкістю — понад сто тисяч обертів за хвилину. Вісь, якаприводиться в рух провідною крильчаткою, що кріпиться за допомогою підшипників ковзання до корпусу турбіни. Для змащування підшипників використовується моторна олія, яка подається під тиском. Як тільки двигун перестає працювати, тиск масла різко падає, а обидві крильчатки, що веде та нагнітає, продовжують за інерцією обертатися. Підшипники валу, на який насаджені обидві крильчатки, виявляються без мастила. Внаслідок таких перевантажень турбіна починає «їсти» олію. Через зазор, що збільшився, мастило просочується під нагнітаючою крильчаткою і потрапляє у впускний колектор, а потім згоряє в циліндрах. При сильному збільшенні проміжку турбіна починає вити. До того ж, турбіна не може довго тримати високі обороти без надходження відповідної кількості відпрацьованих газів. Тому знос від масляного "голодування" у підшипнику кочення супроводжується й іншими побічними факторами. Наприклад: після тривалої роботи двигуна з пристойною віддачею потужності корпус турбіни сильно розігрівається від великої кількості розпечених відпрацьованих газів, що проходять через неї. Найчастіше турбіна охолоджується протокою того ж моторного масла. Якщо припинити надходження цього потоку, при зупинці двигуна, обов'язково відбувається пригорання залишків мастила до деталей турбіни, що призведе до накопичення нагару і неминучого зносу деталей. У цьому випадку справедливо прийняти рішення до застосування якіснішої олії, буде більше шансів вижити. Хорошим рішенням задля збереження працездатності турбіни буде застосування про турбо-таймера. Пристрій забезпечує автоматичну затримку вимикання двигуна після вимкнення запалення на час, достатній для того, щоб деталі турбонадуву встигли охолонути. Багато моделей турбо-таймерів мають навіть індикацію температуритурбіни та часу необхідного на охолодження турбіни. Турбо-таймер можна використовувати як окремо, так і разом із автосигналізацією. Недоліком використання служить те, що при можливості перегріву турбіни таймер може її відключити в невідповідний момент. І доводиться контролювати, окрім швидкості, ще й роботу турбіни.
Ушкодження, що з'явилися в результаті попадання сторонніх предметів через корпус турбіни або компресора. Такі пошкодження явно видно на крильчатці турбіни та крильчатці компресора.
Заборонено використовувати турбокомпресор із пошкодженими крильчатками, т.к. Пошкодження викликають дисбаланс ротора, що може призвести до повного руйнування турбокомпресора та призвести до серйозної поломки двигуна.
Нестача подачі олії може мати такі причини: • некваліфікована установка турбокомпресора; • тривалий простий двигун; • пошкоджена або засмічена труба, що подає масло; • низький тиск масла внаслідок несправностей у системі мастила; • низький рівень масла або його відсутність у картері; • використання герметиків, які можуть потрапляти в олійні канали і блокувати або обмежувати надходження олії; • незаповнений олією масляний фільтр при зміні олії (бажано «прокрутити» мотор, щоб створити тиск олії); • старт двигуна при ще неповністю заповнених масляних каналах.
Використання герметиків. Недостатня подача олії
Пошкодження через забруднену олію зазвичай виглядають як глибокі подряпини на підшипниках і валу. Для попередження таких пошкоджень використовуйте якісну олію та фільтри, рекомендовані ОЕ виробником. Крім регламентних ТО згідно специфікації автомобіля, масло та фільтри обов'язково потрібно міняти призміні турбокомпресора.
Причини пошкодження через брудну олію можуть бути такі: • пошкоджений, забитий або низької якості масляний фільтр; • бруд, що потрапив під час сервісних робіт; • знос двигуна або частки зносу; • не працюючий перепускний клапан масляного фільтра; • олія зі зниженими мастильними властивостями.
Несправності, спричинені утворення карбонового нальоту. Наліт виникає внаслідок підвищеної температури вихлопу або зупинки двигуна відразу після припинення руху. Рекомендується перед вимкненням двигуна дати йому попрацювати 2-3 хвилини на холостому ходу, щоб система підшипників турбокомпресора встигла охолонути.
Жар з боку турбіни проникає в корпус підшипника, що викликає карбонізацію олії та відкладення в системі підшипників. Основні ушкодження одержують вал у районі маслоупорного кільця, ближній до турбіни підшипник, блокуються масляні канали в корпусі підшипника.
Можливі причини карбонізації олії:
• зупинка двигуна відразу після припинення руху; • низька якість олії; • нерегулярна зміна олії призводить до її псування; • витікання повітря та вихлопу; • неполадки в паливній системі (форсунки, насоси тощо)
Вимкнення гарячого двигуна
Але особливості експлуатації таки залишилися. Періодичність ТО у машин із турбіною, зазвичай, менше, ніж в атмосферників. Вимоги до олії для турбодвигунів жорсткіші; це, звичайно, позначається на ціні. Турбіна досить складний агрегат, і неправильне користування її може дорого обійтися. Правильний підбір олії під певний тип двигуна дозволить збільшити моторесурс двигуна в 2 рази, а правильна експлуатація автомобіля та його періодичне технічне обслуговування ще в 2 рази.рази. Повітряний і масляний фільтри регулярно перевіряються відповідно до рекомендацій виробника, а в деяких умовах (запилені дороги) навіть частіше.
1. Після пуску двигуна дати йому попрацювати близько 1 хвилини. Повний робочий тиск створюється за секунди, але він тільки дозволяє розігнати рухомі частини турбіни в умовах при хорошому мастилі. Газувати на двигуні, який лише кілька секунд тому завівся – отже, змушувати турбіну обертатися на високих швидкостях в умовах обмеженого мастила. Це може призвести до передчасної поломки турбокомпресора.
2. Не перегазовувати одразу після пуску двигуна, їхати на низьких обертах.
3. Після активної їзди на високих оборотах дати охолонути двигуну після зупинки близько 3-5 хвилин, після чого можна глушити двигун. При навантаженому двигуні турбокомпресор працює на дуже високих оборотах від 100 тисяч до 250 тисяч і при високій температурі. Швидке вимикання запалення або "гаряче вимикання" створює швидкі перехідні процеси і перепади температур у турбіні і зменшує тим самим життя турбокомпресора.
4. Бажано не залишати двигун довго працюючим на холостих оборотах (понад 20-30 хвилин). При неодружених оборотах, турбіна генерує низький тиск і можливі протікання парів масла через сполуки турбіни. Це не приносить жодної реальної шкоди для турбіни, тільки додає синій дим до вичерпання двигуна.
5. Міняти масло за регламентом, через заданий інтервал, стежити за його якістю. Стежити за станом повітряного та масляного фільтра і так само не забувати про їхню своєчасну заміну.