Турбокомпрессор устройство,принцип работы,фото,видео

Профессиональное обслуживание и ремонт турбины дизельного двигателя, в том числе диагностика неиспра

В последнее время выросла популярность дизельных моторов для легковых автомобилей. Соответственно вырос и спрос на специалистов по ремонту дизельных двигателей и их атрибутов — насосов, форсунок, турбин и прочих устройств. Эта статья расскажет именно о турбине. Для чего она служит, как диагностируется её неисправности. И кто может провести обслуживание и ремонт турбины дизельного двигателя.

Турбина дизельного двигателя, что это за аппарат?

Это технологическое устройство для нагнетания большего количества воздуха в камеру сгорания. Можно сказать интенсивный наддув кислорода. Соответственно улучшается качество топливной смеси, выше процент сгорания топлива и всё это даёт значительный прирост мощности дизельного мотора.

Устройство турбины

Состоит этот агрегат условно из трёх частей:

1) Компрессор воздушный.
2) Турбина.
3) Корпус вала.

Крыльчатка турбины расположена в зоне действия выхлопных газов. Лопасти турбокомпрессора находятся перед всасывающим воздушным патрубком и соединяются они одним валом. В его корпусе расположены протоки для масла. Подающееся туда масло из двигателя, служит как смазке, так и охлаждению турбины.

Принцип действия

Выхлопные газы вращают лопасти турбины. Скорость вращения достигает при этом 140 000 оборотов в минуту! Это требует высокого качества материалов для корректной работы устройства. Через вал усилие передаётся на крыльчатку воздушного компрессора, и тот подаёт воздух в цилиндры под увеличенным давлением. Улучшается топливно-воздушная смесь для горения. Мощность дизельного двигателя возрастает. Цель работы турбины достигнута.

Диагностика неисправностей турбины для дизеля

Хоть это и дорогостоящий и сложный в производстве узел, количество неисправностей не велико:

  • Повреждение корпуса турбины;
  • Повреждение лопастей;
  • Износ вала и втулок;
  • Износ масленых уплотнителей.

При любом из данных повреждений снижается концентрация, давление, подаваемого в рабочие камеры воздуха. Следовательно, снижается качество сгорания дизельного топлива и падение мощности двигателя.

Здесь не рассматривается возможность загрязнения воздушного фильтра на входе. Это относится к периодическому обслуживанию двигателя и находится в компетенции владельца машины.

Обслуживание и ремонт турбины дизельного двигателя: диагностика её состояния

Несмотря на кажущуюся (обманчивую) простоту вопроса, качественно выполнить это действие может только опытный мастер, ведь используются два вида диагностики:

  • Приборный
  • Органолептический

С приборным, тоже не всё просто. Мастер подключит к специальным отверстиям манометр, и замерит разрежение на разных режимах работы. Для этого, нужно назубок знать, сколько КПа должна выдавать нормально работающая турбина, на различных оборотах. А ведь двигатели разные. И соответственно, каждый имеет свои параметры. Нужно знать в какой последовательности задавать обороты мотору, В общем, работа не для дилетанта. Поэтому диагностика турбины дизельного двигателя должна проводиться только на СТО. Этот процесс позволит узнать мастеру состояние целостности корпуса и лопастей турбины и компрессора.

Органолептика
Если кто не знает, то органолептика, это определение чего-либо с помощью человеческих чувств. То есть взглядом, осязанием, обонянием и слухом. Ну, этот набор однозначно доказывает, пользоваться этим видом диагностики может только настоящий профессионал.
Итак. Мастер должен на взгляд и на ощупь определить подтекание масла. По его концентрации на отдельных частях турбины, он сможет очно определить, износился ли вал, или вышли из строя масленые уплотнители. И то и другое негативно влияет на качество работы турбины.

Читайте также:  Где в прикуривателе плюс где минус распиновка, автомобильный, полярность, штекер, контакты, гнездо

Таким же образом делается диагностика — на люфт вала. Это очень серьёзный вопрос. Столь тонкий агрегат не должен иметь никаких смещений. Ни продольных, ни осевых. В общем, мастер будет чуткими пальцами прощупывать стоящий вал турбины с неослабным вниманием. Малейшее отклонение означает немедленный ремонт агрегата.

Устройство турбины дизельного двигателя

Автомобильные двигатели с турбиной у нас не слишком популярны. Ходит мнение, что они слишком сложны и капризны в работе, слишком требовательны к качеству топлива и слишком дороги в ремонте. Ничего подобного. Сейчас мы сами в этом убедимся и рассмотрим конструкцию простейшего турбодизеля, который устанавливается уже даже на самые бюджетные модели автомобилей.

Для чего турбина дизелю

Конечно, как и любой другой автомобильный мотор, двигатель с турбиной может тоже иногда ломаться. Но как показывает практика, делает он это не чаще, чем атмосферный мотор при условии правильной эксплуатации и своевременного обслуживания. Для того чтобы самостоятельно определить неисправность турбины, необходимо в общих чертах знать устройство турбины дизельного двигателя.

Принцип её работы, как и устройство, не слишком сложны. Наддув предназначен для того, чтобы искусственным путём повысить наполняемость камеры сгорания рабочей смесью солярки и воздуха. В результате, при том же объёме камеры сгорания и при том же расходе топлива, мощность двигателя на порядок возрастает. Конструктивно турбонагнетатель выглядит так.

Как устроен турбонаддув

Турбокомпрессор представляет собой воздушный насос, который приводится в движение отработанными выхлопными газами. Он представляет собой две крыльчатки, которые расположены на одной оси и помещённые в корпус. Поток выхлопных газов на высокой скорости проходят через ведущую турбину и заставляют её вращаться, а она в свою очередь, вращает всасывающую турбину с такой же скоростью.

Ось турбокомпрессора может вращаться с частотой до 140 000 оборотов в минуту, а это значит, что лопасти крыльчатки могут развивать огромную скорость, сравнимую со скоростью звука. Компрессор всасывает отфильтрованный воздух, сжимает его и под давлением подаёт во впускной коллектор. Чем больше сжатого воздуха за единицу времени поступит в коллектор, тем больше будет прирост мощности.

Конструкция турбины

Корпус турбины имеет непростую геометрию. Воздух попадает к нагнетателю через спиралевидный канал с постепенно сужающимся диаметром, что в свою очередь также влияет на повышение рабочего давления турбины. В зависимости от предназначения мотора, конструкция корпуса наддува (улитки) может быть различной. У грузовых автомобилей поток выхлопных газов должен быть разделен во избежание разрушительного резонанса, а в случае разделения потока газов, резонанс используется для более эффективной работы турбины.

Ротор турбины и ось изготовлены из разных материалов, поскольку работают в разных условиях. Процесс изготовления наддува выглядит следующим образом — ось и ротор раскручиваются в противоположном направлении до высокой скорости и во время вращения ротор насаживается на ось. Таким образом получают прочную неразъемную спайку. В конструкции оси есть ещё одна хитрость. В месте усадки ротора она полая, что позволяет затруднить передачу тепла от ротора к оси и улучшить охлаждение сопряжённых элементов. После точной финишной обработки ось балансируется и устанавливается в корпус.

Читайте также:  Жёлтые номера на; автомобили из; Армении без сбора за; первичную регистрацию; Почитать

Турбина имеет сложную систему смазки и такую же сложную систему динамических уплотнителей, что и диктует высокую цену турбины в сборе. Они называются динамическими, потому что работают, используя принцип разницы давления в разных частях турбины:

  1. Ось турбины непостоянного диаметра и эти вызывается разница давления, которая препятствует проникновению масла в турбину.
  2. С обеих сторон оси уплотнители установлены в пазах, кроме того, они служат преградой для передачи избыточного тепла на корпус наддува.
  3. Внутренняя геометрия корпуса оси также создаёт препятствие проникновению масла в ротор.
  4. Из корпуса наддува масло вытесняется в полость оси, откуда иго избыток поступает по маслопроводу в систему смазки двигателя.

Ресурс, регулировка и диагностика турбины

Даже поверхностное изучение системы смазки и конструкции турбины уже говорит о том, что это очень требовательный механизм как к качеству масла, так и к правилам эксплуатации. Эти правила просты и понятны, а ресурс турбонаддува может быть не меньше, чем ресурс дизельного двигателя, при условии соблюдения этих условий:

  • использовать только сертифицированное масло и вовремя проводить его замену;
  • не нагружать непрогретый двигатель;
  • перед остановкой мотора необходимо некоторое время дать ему поработать на холостых оборотах;
  • следить за чистотой системы смазки, поскольку засорение маслопровода турбины может существенно сократить её ресурс.

О неисправности наддува могут говорить несколько симптомов, но самый вопиющий из них — невозможность развить полную мощность двигателя и густой чёрный выхлоп. Это говорит о том, что-либо засорился воздушный фильтр, либо впускной коллектор потерял герметичность. В случае попадания масла в коллектор через турбину отчётливо виден сизый дым из выхлопной трубы. В этом случае может потребоваться ремонт и чистка наддува.

Таким образом, если соблюдать все правила ухода и эксплуатации наддува, его ресурс может быть вполне сопоставим с ресурсом дизельного мотора. Пусть проблемы с турбиной обойдут ваш мотор стороной и удачных всем дорог!

Принцип работы турбины на дизельном двигателе

Дизельный двигатель, относящийся к категории двигателей внутреннего сгорания, был изобретён в феврале месяце 1893года в Германии инженером Рудольфом Дизелем.

С момента изобретения двигатель постоянно усовершенствовался, менялись виды топлива, способы его подачи, баланс топливной смеси и т.д.

Собранные по классической схеме двигатели, используют принцип превышения атмосферного давления над давлением, создающимся в цилиндре в момент движения поршня к нижней мёртвой точке. Однако за счёт незначительного времени затраченного на выполнения этого действия и небольшого перечного сечения воздухоподводящего канала поступающего воздуха недостаточно для полного сгорания топливной смеси.

Позже на родине Рудольфа Дизеля нашли способ решения данной проблемы. Воздух в цилиндры должен подаваться под избыточным давлением! Это основной принцип работы турбины на дизельном двигателе

Для этой цели было разработано специальное устройство, совмещающее в себе свойства вентилятора и компрессора. Это устройство приводилось в движение непосредственно от коленчатого вала двигателя, что снижало коэффициент полезного действия всей конструкции в целом.

Следующим усовершенствованием системы подачи воздуха стала установка в качестве привода для компрессораспециальной турбины, которая приводилась во вращение за счёт использования энергии потока использованных отработанных газов.

Читайте также:  Почему плавают обороты на Ладе Приора и что делать - New Lada

Однако при работе двигателя на малых оборотах, воздуха подаваемого в цилиндры компрессором было недостаточно для полноценной работы дизеля. Вскоре и этот вопрос был решён путём установки двух турбин различного диаметра и приводимых во вращение выхлопными газами, забираемыми из разных частей выпускного тракта. Турбина меньшего диаметра разгонялась быстрее и обеспечивала работу двигателя на малых оборотах, а большая турбина работала при больших оборотах двигателя, что качественно изменило принципы работы турбины на дизельном двигателе. Так же для уменьшения турбоямы использовались механизмы изменяемой геометрии.

Работает турбокомпрессор следующим образом:

— Выхлопные газы, отводимые от выпускного коллектора дизеля, направляются в приемный патрубок турбокомпрессора.

— Проходят по каналу корпуса турбины, который постепенно уменьшается в сечении, а газы увеличивают скорость и воздействуя на ротор заставляют вращаться турбину. Число оборотов турбины зависит от многих факторов: конфигурации канала, его формы, сечения и т.д. Турбина вращается со скоростью около150000 об/сек, её размеры подбираются в зависимости от типа двигателя.

— Наружный воздух, проходя через фильтрующий элемент, очищается от пыли и других посторонних примесей и в сжатом состоянии попадает во впускной коллектор дизеля. После этого происходит закрытие впускного канала, дополнительное сжатие топливной смеси и её воспламенение. В завершении рабочего цикла открывается выпускной коллектор.

Поскольку уходящие выхлопные газы имеют температуру около 800° — 900° С, турбокомпрессор имеет систему охлаждения, радиатором которой является корпус подшипника. При работе турбокомпрессора, за счёт сжатия и увеличения внутренней силы трения воздух, нагнетаемый в цилиндры дизеля подогревается до температуры около 170°С. Во время охлаждения воздух «сгущается», то есть увеличивается, его плотность и соответственно взрастает, объём подаваемого воздуха. Подача в двигатель охлаждённого воздуха положительно влияет на повышение мощности дизеля, что в свою очередь снижает потребление топлива, уменьшает отрицательное воздействие на окружающую среду.

Турбокомпрессорные двигатели имеют перед обычными двигателями определённые преимущества:

  • При одних и тех же энергозатратах расход топлива меньше, поскольку часть энергии выхлопных газов, раскручивая турбокомпрессор, подавая большее количество воздуха в цилиндры двигателя, увеличивает его мощность.
  • Двигатели с турбокомпрессорами имеют меньший наружный объём и соответственно меньшие потери нагрева.
  • За счёт относительно небольшого веса на 1Л.С. мощности снижается расход металла на сам двигатель и конструкцию, на которой он установлен.
  • Также меньше объём отсека, в который может быть установлен турбодвигатель.
  • За счёт малого числа оборотов при номинальной мощности турбодвигатели обладают лучшими нагрузочными характеристиками.
  • В условиях разряженного воздуха, за счёт высокого давления развиваемого турбокомпрессором и низкого внешнего давления турбодвигатель имеет огромные преимущества в сравнении с обычным двигателем, поскольку мощность его практически не теряется.
  • турбодвигатель за счёт малых размеров имеет меньшую звукоизлучающую поверхность, а турбокомпрессор работает как дополнительный глушитель.

Имеет турбонаддув и свои недостатки – это заметная задержка набора мощности при резком нажатии на педаль акселератора. Такое случается в связи с тем, что отсутствует механическая связь коленчатого вала и турбины Мощность начинает расти, когда турбина раскрутится выхлопными газами. Хотя подобное явление в той или иной степени наблюдается у любого двигателя.

Основное применение дизельные двигатели с турбонаддувом нашли на автомобилях большой грузоподъёмности, работающих с полной нагрузкой.

Ссылка на основную публикацию
Трещина на лобовом стекле эффективные способы устранения
Как остановить трещину на лобовом стекле своими руками От непредвиденных ситуаций и различных курьезов на дороге не застрахован никто: ни...
Топливный насос Чери Амулет неисправности, замена своими руками
Загорелся Check Engine на Чери Амулет На приборной панели загорается желтый значок, Check Engine, он может непрерывно гореть, либо моргать....
Топливный фильтр на ВАЗ 2109 (инжектор и карбюратор) замена своими руками LuxVAZ
Замена топливного фильтра на ВАЗ 2107 с инжекторным двигателем Форсунки инжекторных двигателей очень чувствительны к наличию в топливе посторонних примесей...
Три главные проблемы Skoda Octavia A7
Ресурс двигателя 1 Ресурс двигателя — один из тех параметров, на который стоит обращать внимание при выборе автомобиля. Данная информация...
Adblock detector