Все о турбокомпрессорах

Среди ведущих мировых производителей и разработчиков дизельных двигателей в 90-е годы сформировалась концепция, что система турбонадува рассматривается как средство форсирования двигателей, и подавляющее большинство современных базовых моделей дизелей проектируются и разрабатываются с наддувом. При этом система турбонаддува является неотъемлемым компонентом современного экологически чистого двигателя.

 

Смысл наддува двигателя внутреннего сгорания – принудительная подача сжатого воздуха в цилиндры двигателя за счет использования энергии выхлопных газов. Тем самым обеспечивается полнота сгорания увеличенной дозы топлива, что позволяет при прежнем рабочем объеме и тех же оборотах двигателя получать большую мощность.

Турбокомпрессор состоит из осерадиального центробежного компрессора и радиально-осевой турбины, связанных между собой при помощи общей «жесткой» оси, называемой валом ротора.

При работе двигателя с турбонаддувом выхлопные газы подаются в турбину, где отдают часть своей энергии, раскручивая ротор турбокомпрессора, а затем поступают через приемную трубу в глушитель. На одном валу с лопаточным колесом турбины находится колесо компрессора, которое засасывает воздух через воздушный фильтр и подает в двигатель под давлением.

Подшипник турбокомпрессора смазывается маслом от системы смазки двигателя.

Колесо турбины отлито из жаропрочного никелевого сплава и приварено к валу ротора. Колесо компрессора отлито из алюминиевого сплава и закреплено на валу ротора с помощью специальной гайки.

Чтобы справиться с переходными режимами работы двигателя, стараются уменьшить массу колеса турбины – тогда оно быстрее будет раскручиваться выхлопными газами.

Теоретически существует равновесие мощностей между турбиной и компрессором турбокомпрессора. Чем большую энергию имеют отработанные газы, тем быстрее будет вращаться турбина, тем больше воздуха будет нагнетать компрессор.

Подача и давление воздуха в турбокомпрессор без регулирования давления наддува прямо пропорциональны энергии отработавших газов, т.е. числу оборотов турбины.

Несмотря на довольно простой принцип работы, турбокомпрессор представляет собой довольно сложное устройство. Необходима не только очень точная подгонка всех деталей внутри турбокомпрессора, но и идеально согласованная работа турбокомпрессора и двигателя внутреннего сгорания, на котором он устанавливается.

Сам турбокомпрессор предназначен исключительно для использования на двигателях внутреннего сгорания. Учитывая то, что ДВС, снабженный турбокомпрессором, образует термодинамическую конструкцию: «двигатель – ТКР», функции которых тщательно взаимно согласованы, можно устанавливать данный тип ТКР только на тот двигатель, для которого он был предназначен.

II. Преимущества турбокомпрессорного двигателя.

Двигатель с турбокомпрессором – лучше, потому что:

  • маленький двигатель с турбокомпрессором обеспечит мощность большого, а большой двигатель станет еще мощнее (на 20-50 %);
  • ДВС с ТКР имеет пониженный выброс вредных веществ в атмосферу (т.к. турбокомпрессор вырабатывает дополнительный воздух в двигатель, тем самым более полным и безотходным становиться сгорание топлива);
  • обеспечивается дополнительная экономия топлива на 5-20 % (чем больше объем двигателя, тем выше будет теплоотдача и трение. Небольшие двигатели с турбокомпрессором эффективнее переводят энергию сжигаемого топлива в полезную мощность, тем самым увеличивая коэффициент полезного действия);
  • двигатель с установленным турбокомпрессором теряет меньше мощности и работает более стабильно при работе на местности с большими высотами, чем его атмосферный аналог;
  • cам турбокомпрессор является глушителем шума в системе выпуска двигателя.

Конструкторы без устали продолжают поиск новых решений. Поскольку температура отработавших газов современных двигателей иногда превышает 1400 градусов, создаются роторы из высокопрочной керамики, термостойкой и легкой.

III. Хранение и упаковка турбокомпрессора.

Все отверстия турбокомпрессора при хранении должны быть закрыты технологическими заглушками.

Упакованный турбокомпрессор должен храниться в сухом, проветриваемом складе с относительной влажностью 54-75 % без наличия агрессивных веществ. Складское помещение не должно подвергаться непосредственному влиянию погодных условий.

За дефектность механизмов из-за коррозийных и прочих воздействий, которые возникают на основе несоответствующего хранения на складе, продавец ответственность не несет.

Срок хранения – 1 год.

IV. Обслуживание двигателя перед установкой турбокомпрессора.

Обслуживание двигателя перед установкой турбокомпрессора необходимо для увеличения срока службы турбокомпрессора. Поэтому перед установкой нового (восстановленного) турбокомпрессора следует:

• прочистить и промыть трубку подвода масла к турбокомпрессору, заменить прокладки на штуцерах;

• проверить состояние маслосливной трубки из турбокомпрессора (резкие изгибы, скручивания, обжатия и засорения трубки не допускаются!). Прочистить и промыть трубку. Заменить паронитовую прокладку на фланце трубки;

ВНИМАНИЕ : Отверстие в прокладке должно быть не меньше отверстия сливной трубки. Категорически запрещается использовать герметик для герметизации на подводе и сливе масла.

• обслужить масляный и воздушный фильтры, заменить фильтрующие элементы;

• снять и промыть набивку сапуна системы вентиляции картера. Для дизелей Д-245 и Д-260 промыть шланги отвода картерных газов. При установке исключить перегиб выше названных шлангов;

• заменить масло в двигателе;

• проверить и отрегулировать топливный насос на номинальную подачу топлива. Проверить и отрегулировать форсунки.

V. Установка турбокомпрессора.

Перед установкой турбокомпрессора необходимо снять с него все транспортные заглушки. Внимательно осмотреть места присоединения турбокомпрессора на дизеле, убедиться в отсутствии посторонних предметов в газовых, воздушных и масляных каналах.

Рекомендуем производить установку турбокомпрессора на специализированных ремонтных предприятиях, имеющих лицензию на данный вид выполняемых работ. Если же Вы решили самостоятельно произвести установку турбокомпрессора, то необходимо соблюдать следующие условия:

1. турбокомпрессор подсоединяется к выпускному коллектору двигателя входным фланцем корпуса турбины. Во время установки турбокомпрессора придерживайтесь вертикального положения оси фланцев подвода и слива масла. Не пытайтесь изменять конструкцию маслопроводов.

2. конструкция подачи и стока масла к/от корпуса подшипников осуществлена изготовителем двигателя так, что отвечает техническим условиям и обеспечивает исправную работу смазки ТКР.

ВНИМАНИЕ : Не пользуйтесь уплотнительными замазками!

3. проведите заполнение маслом турбокомпрессора, наливая сплошной струей 40 г моторного масла той же марки, которая используется в двигателе, во входной фланец корпуса подшипников (маслоподводящее отверстие), затем через 3-4 минуты проверните ротор рукой. Вращение ротора должно быть легким, без заеданий.

4. перед установкой турбокомпрессора на двигатель проверьте, все ли трубопроводы (подача/сток масла, впуск/выпуск компрессора и турбины) чистые и нет в них никаких инородных тел.

5. после установки на дизель проверить герметичность соединений воздушного тракта перед турбокомпрессором и за ним.

6. после установки восстановленного (нового) турбокомпрессора, запустить двигатель и дать поработать на 1000-1100 об/мин в течение 15-20 минут. Давление масла должно быть не менее 0,8 кг/см 2 . Проверить отсутствие подтекания масла в соединениях.

VI. Эксплуатация и сервис турбокомпрессора.

Турбокомпрессор работает в тяжелых условиях: высокая температура отработавших газов и большая частота вращения вала. Масло, подаваемое в турбокомпрессор для смазки и охлаждения, забирается из масляной системы двигателя, необходимо, чтобы оно было всегда чистым и соответствовало требованиям, предъявляемым изготовителем двигателя.

1. турбокомпрессор на протяжении эксплуатации не требует дополнительного ухода и обслуживанию не подлежит. Капитальный ремонт турбокомпрессора проводится одновременно с капитальным ремонтом двигателя.

2. срок службы турбокомпрессора совпадает со сроком службы двигателя, если только нет других указаний в инструкции по пользованию двигателя/транспортного средства, предоставленного изготовителем двигателя/транспортного средства.

3. без необходимости не проводите демонтаж турбокомпрессора.

4. не проводите на турбокомпрессоре никаких ремонтов и изменений, а также регулировок механизма перепуски газа.

5. установку турбокомпрессора проводите согласно инструкции по установке или доверьте эту работу специализированному ремонтному предприятию, имеющему лицензию на данный вид выполняемых работ.

6. руководствуйтесь рекомендациями данными в инструкции по обслуживанию двигателя/ транспортного средства, изданной изготовителем двигателя/транспортного средства.

7. проводите замену масла в соответствии с рекомендациями изготовителя двигателя.

8. проводите замену/обслуживание оборудования для очистки масла в соответствии с инструкциями изготовителя двигателя.

9. проводите правильный контроль давления смазочного масла в соответствии с инструкциями изготовителя двигателя.

10. проводите правильный контроль/замену оборудования для очистки воздуха в соответствии с инструкциями изготовителя двигателя.

11. поврежденные трубопроводы подачи и стока масла, либо поврежденные трубопроводы подсоединенные к впуску/выпуску компрессора/турбины, немедленно замените.

12. не давайте высокую нагрузку двигателя сразу после запуска. Производите запуск на режиме холостого хода.

ВНИМАНИЕ: Перед остановкой двигателя с турбокомпрессором нельзя делать перегазовку. Необходимо перейти на холостой режим работы двигателя, дать поработать на нем 2 минуты и затем только остановить двигатель.

13. ремонт турбокомпрессора возможен только в условиях специализированной мастерской квалифицированным персоналом.

VII. Обслуживание турбокомпрессора.

Если автомобиль нуждается в ремонте, а все признаки указывают на то, что неисправность связана с турбокомпрессором, важно точно установить, поврежден турбокомпрессор или нет. Это можно сделать, пользуясь таблицей поиска неисправностей турбокомпрессоров.

Чтобы новый турбокомпрессор, установленный вместо неисправного, работал долгое время, необходимо придерживаться следующих правил:

• содержать турбокомпрессор в чистом виде;

• регулярно проверять герметичность соединений воздушного тракта перед турбокомпрессором и за ним, при необходимости подтянуть хомуты;

• регулярно проверять герметичность соединений трубопроводов подвода и слива масла турбокомпрессора;

• не допускать продолжительной работы дизеля на холостом ходу во избежание насасывания смазочного масла в компрессор, так как в режиме холостого хода возможно разрежение в корпусе компрессора.

ВНИМАНИЕ: При работе в условиях сильной запыленности (пахота, уборка и др.) необходимо ежедневно продувать сжатым воздухом фильтрующий элемент воздухоочистителя.

VIII. Гарантийные обязательства.

• исправная работа турбокомпрессора в гарантийный период возможна только при условии исправной работы двигателя в целом и соблюдения указаний по эксплуатации;

• гарантируется исправность изделия в эксплуатации в течение 6 месяцев, но не более 30 тысяч км пробега автомобиля, автобуса при соблюдении потребителем условий транспортирования, хранения, монтажа и эксплуатации. Начало гарантийного срока исчисляется со дня отгрузки с предприятия-изготовителя или от официального дистрибьютора;

• рекламации и претензии не принимаются в случаях:

• неправильной эксплуатации и обслуживания турбокомпрессора или двигателя в целом. (примерно 70% всех выходов из строя турбокомпрессоров происходит по причине поступления в подшипниковый узел загрязненного масла, превышающего ТУ на турбодизель (чистота очистки масла не более 20-30 мкм), что приводит к быстрому износу шеек вала ротора;

• перегрева двигателя, что приводит к выходу из строя турбокомпрессора;

• полного или временного отключения подачи масла в турбокомпрессор (характеризуется цветом побежалости: на роторе – синий цвет, на подшипниках – почернение и износ) – при постоянной подаче чистого масла в необходимых количествах подшипники турбокомпрессора могут проработать тысячи часов без заметного износа;

• применения моторных масел не рекомендованных паспортом двигателя (более низкого качества), что приводит к более быстрому износу шеек вала ротора;

• смешивания масла синтетика-минеральное (характеризуется образованием сгустков и переходом в асфальтоподобную смесь);

• применения промывочных масел и промывки двигателя (приводит к мгновенному износу подшипникового узла);

• сопротивления системы всасывания более 450 мм вод. ст. (засоренный воздушный фильтр), отсутствие воздушного фильтра – если не менять воздушный фильтр в соответствии с требованиями производителя, то существует высокая вероятность отложения грязи в корпусе компрессорного колеса, что приводит к уменьшению поступления воздуха в цилиндры двигателя и далее к перегреву;

• попадания посторонних предметов в проточные части компрессора или турбины, что приводит к серьезным повреждениям самого ротора и турбокомпрессора в целом (к посторонним предметам относятся: отломившиеся части клапанов и камеры сгорания; неправильно установленная прокладка, части которой могут оторваться и попасть в выпускной коллектор; болты, гайки и шайбы, которые попадают в выпускной коллектор при замене турбокомпрессора и др. Посторонние предметы, попадающие на компрессорное колесо: элементы воздушного фильтра; кусочки резины или армирующей проволоки, пыль, песок), что приводит к абразивному износу лопаток колеса компрессора и износу цилиндро-поршневой группы двигателя;

• давления масла в системе смазки ниже 0,8 кгс/см 2 на холостом ходу (приводит к износу или наволакиванию бронзы на шейки ротора, вызывает износ уплотнительных колец, перегрев ротора, выдавливание масляной пленки с опорных поверхностей) – необходимый уровень и давление масла обязателен, т.к. масло, поступающее в подшипниковый узел турбокомпрессора, смазывает опорные поверхности, охлаждает и демпфирует ротор турбокомпрессора;

• давления картерных газов более 10 мм.вод.ст (из-за повышенного износа цилиндро-поршневой группы, не работающей системы вентиляции картера и т.д.);

• самостоятельной разборки/сборки турбокомпрессора.

Чаще всего встречаются следующие неисправности, связанные с турбокомпрессором:

• двигатель не выдает полную мощность;

• черный дым из выхлопной трубы;

• синий дым из выхлопной трубы;

• повышенный расход масла;

• шумная работа турбокомпрессора;

• потеки масла на патрубках впускного и выпускного трубопроводов.

Всех вышеописанных неисправностей можно избежать только при правильном и регулярном обслуживании двигателя.

Поиск по сайту

Обратный звонок
Закрыть
Ваше имя
Контактный телефон
Удобное время звонка