Rss

Есть вопросы? Звоните!

8 (4832) 34-50-04


8 (910) 034-50-04


с 9 до 18, без выходных.

Заказать звонок


Диагностика неисправностей турбин

Часть 1. Теория.

А. Г. Архипенко
Диагностика турбокомпрессора в условиях гаража

Данный материал не содержит рекомендаций по ремонту турбокомпрессора. Турбокомпрессор – высокотехнологичное, сложное изделие и для проведения успешного ремонта нужен комплекс оборудования для мехобработки, балансировки, проверки. Я не ставлю своей задачей обучить кого либо ремонту турбокомпрессора. Напротив, здесь Вы найдете советы и пояснения как не довести турбину до состояния, когда требуется ремонт или замена. Изложенный материал будет полезен тем, кто решил самостоятельно разобраться в причинах выхода турбокомпрессора из строя и какие факторы влияют на долговечность работы турбины.

1. Введение
Данный материал будет полезен тем, кто в своей практике сталкивается с эксплуатацией двигателя оборудованного турбокомпрессором.
Для начала разберемся с тем, что же такое турбокомпрессор и из чего он состоит. Не буду уделять особое внимание определению «турбокомпрессор». Ограничусь краткой выдержкой из Википедии: «Основной агрегат, состоящий из центробежного компрессора и газовой турбины для его привода, установленных на одном валу. В автомобилях турбокомпрессор, используется для нагнетания воздуха или топливовоздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания за счет энергии выхлопных газов». Я считаю, что те, кого заинтересовал данный материал и сами прекрасно знают что такое турбокомпрессор и для чего он предназначен. Но не все, кто знаком с турбокомпрессором, знает его устройство. Поэтому, для начала, опишу из чего состоит турбокомпрессор. Для примера взята классическая и самая распространенная схема центробежного турбокомпрессора (рис. 1)

Рис1.jpg

Как видно из рисунка 2, колесо турбины и колесо компрессора находятся на одном валу и жестко соединены между собой.

Рис2.jpg

В пояснениях я буду использовать наряду с техническими названиями узлов и деталей, и общепринятые (стальная, алюминиевая крыльчатка и т.д.).
Колесо турбины (стальная крыльчатка) изготавливается из жаропрочной нержавеющей стали или керамики. В турбокомпрессоре колесо турбины находится в чугунном корпусе, через который проходят выхлопные газы двигателя. Выхлопные газы (температура которых достигает 750° С) раскручивают колесо турбины, а вместе с ним и колесо компрессора. Колесо компрессора (алюминиевая крыльчатка) изготавливается из алюминиевых сплавов или сплавов титана и оно так же размещено в корпусе. Корпус компрессора (алюминиевая улитка) изготавливается в основном из алюминия, иногда из полимерных материалов.
Далее рассмотрим что же находится внутри корпуса подшипников (среднего корпуса) турбокомпрессора. На рис. 3 показаны основные элементы из которых состоит турбокомпрессор. Существуют различия во внешнем виде комплектующих, но задачи у них одни и те же. Подшипники скольжения задают положение и радиальное перемещение вала ротора по отношению к корпусу подшипников. Упорный подшипник задает осевое перемещение вала ротора.Уплотнительные кольца являются элементами лабиринтного газодинамического уплотнения.

Рис3.jpg

Многие, кто интересовался устройством турбокомпрессора, считают что кольца служат для того, что бы не выпускать масло из корпуса подшипников. На самом деле это немного не так. В моей практике ремонта турбокомпрессоров был случай когда клиент для того что бы убедиться в качестве ремонта, залил в средний корпус керосин, предварительно закрыв сливное отверстие среднего корпуса. Т.е. заполнил внутреннюю полость среднего корпуса легкотекучим веществом. Естественно, что керосин выступил из под уплотнительных колец наружу (т.к. в замке уплотнительных колец должен быть выдержан определенный тепловой зазор). Из чего клиентом был сделан вывод, что такая турбина работать не будет. Сложно было переубедить человека и объяснить ему что либо, когда у него было свое представление о принципе работы турбокомпрессора. В итоге, пришлось заключить своеобразное пари, которое я выиграл.
Но все же, для чего служат кольца в турбине. Что бы это объяснить нужно разобраться с тем, как проходит масло через корпус подшипников турбокомпрессора. Очередной рис. 4

Рис4.jpg

Прежде всего нужно обратить внимание на то, что проходное сечение сливного канала всегда в несколько раз больше сечения канала подачи масла. Причем это соотношение выдерживается абсолютно во всех турбокомпрессорах центробежного типа, работающих на проточном масле. Так же, для турбокомпрессоров данного типа, существует общее правило, что ось сливного отверстия располагается строго вертикально вниз. Допускается отклонение от вертикальной оси не более 15°. Сливной патрубок подсоединяемый к турбокомпрессору не должен иметь резких изгибов и должен находиться в вертикальной оси. В конструкции турбины заложено, что масло под давлением должно попасть в подшипники скольжения и упорный подшипник, и тут же, миновав подшипники, слиться из внутренней полости среднего корпуса турбокомпрессора. Т.е. внутренний корпус не заполнен до краев маслом (как многие считают), а в нем присутствуют лишь остатки сливающегося масла и его пары. И это правило относится абсолютно ко всем турбинам такого типа.
Так для чего же служат уплотнительные кольца? Со стороны колеса турбины (стальной крыльчатки), кольца (одно или в паре) служат для того, что бы выхлопные газы не попадали в корпус подшипников турбокомпрессора и своим присутствием не загрязняли масло. Со стороны колеса компрессора (алюминиевая крыльчатка) кольца служат для удержания паров масла внутри корпуса подшипников. На уплотнении со стороны колеса компрессора, нужно остановиться более подробно. Если со стороны колеса турбины, как правило, достаточно одного газодинамического лабиринтного уплотнения, то со стороны колеса компрессора ставится минимум две ступени лабиринтных уплотнений. Первая, предварительная ступень представляет собой либо отражатель из жести, либо съемный маслоотражатель выполненный с сепаратором. Второй ступенью уплотнения служит уплотнительное кольцо. К чему такая сложность? Дело в том, что во время работы, под колесом компрессора образуется разряженная область (рис. 5).

Рис5.jpg

Я не буду вдаваться в принципы аэродинамики. Скажу лишь, что наличие двух зон, давления и разряжения в области колеса компрессора накладывает свой отпечаток на конструкцию турбокомпрессора и особенности его эксплуатации, которые будут рассмотрены ниже.
Далее, для ознакомления, следует рассмотреть работу турбокомпрессора в связке с двигателем. На рисунке 6 показаны основное навесное оборудование двигателя.

Рис6.jpg

В дальнейшем будет рассмотрено влияние фильтров, масляного насоса, системы выпуска отработанных газов на долговечность работы турбокомпрессора.

2. Запуск двигателя оборудованного турбокомпрессором
В момент запуска, выхлопные газы попадая в корпус турбины (рис.1) раскручивают ротор турбокомпрессора. Обороты вращения ротора невелики, но все же он вращается. В тот же самый момент, масло для смазки подшипников турбокомпрессора поступает с запозданием в несколько секунд. В эти несколько секунд, вал вращается в почти сухих подшипниках. Принцип работы вала и подшипников таков, что когда подается масло под давлением – вал занимает взвешенное положение. Вал не трется о бронзовые подшипники, а скользит в масляной пленке. Этот принцип называется «работа на масляном клину». Отсюда и идут повышенные требования к качеству масла и работе масляного насоса. Масло должно применяться только рекомендуемое заводом изготовителем двигателя и не потерявшее своих физико-химических свойств. Если масло уже отработало свой ресурс, то его свойства не позволят удерживать вал во взвешенном состоянии. Будет происходить повышенное трение между осью вала и подшипниками. Как следствие – резкое повышение температуры в местах сопряжения. Что может привести к спаиванию подшипника с осью вала, или наворачиванию бронзы на шейки вала. В этих случаях обычно ось вала приобретает синий цвет побежалости.
Такая же картина будет наблюдаться и при недостаточном давлении масла в системе. При низком давлении масла, вал не сможет занять взвешенное положение. Как следствие – критическая температура в местах сопряжения втулки и вала.
Исходя из выше перечисленного, в момент запуска двигателя, не рекомендуется давать резкий газ, пока давление масла в системе не достигнет нормы. Это время на разных типах двигателей разное. Существуют двигатели на которых масляный насос начинает работать еще до запуска двигателя. Так же нужно учитывать температуру окружающей среды. Вязкое, застывшее масло будет гораздо дольше заполнять масляную систему турбокомпрессора.

3. Остановка двигателя оборудованного турбокомпрессором
При остановке турбированного двигателя так же существует ряд правил, которых нужно придерживаться. Главное из них: перед остановкой двигателя, дать ему некоторое время поработать на минимальных оборотах холостого хода. Причина, по которой следует тратить свое время на то что бы двигатель поработал на холостых оборотах лежит в том, что ротор турбокомпрессора обладает инерционностью. Т. е. после остановки двигателя, прекращении работы масляного насоса и подачи масла в турбокомпрессор, ротор еще вращается по инерции. Время вращения ротора зависит от его массы и скорости с которой он вращался до момента, когда заглушили двигатель. Чем тяжелее ротор, тем более долго он будет вращаться после остановки двигателя. Ротор весом в 1,5 кг. (грузовые автомобили) вращается еще порядка 0,5-1 мин.. Все это время подшипники работают на остатках масла из среднего корпуса турбокомпрессора. Причем это масло попадает в подшипники не под давлением, а самотеком. В этой ситуации большую роль играет качество масла. Если в масле присутствуют механические включения (грязное масло), то за счет того, что ротор под своим весом из взвешенного состояния, ложится на подшипники – на шейках ротора образуются задиры. А поверхность подшипника подвергается шаржированию (твердые частицы из масла въедаются в бронзовую поверхность). В дальнейшем, эти въевшиеся частицы могут сыграть большую роль в выходе турбокомпрессора из строя. Никакая экономия топлива или нехватка времени на то, что бы дать двигателю поработать на холостых оборотах, не оправдает замены турбокомпрессора или его ремонт.
Использование горного тормоза (дроссельной заслонки), устанавливаемого на некоторых двигателях сразу за турбиной (рис. 6), при остановке двигателя крайне не желательно.
Зачастую бывает, что из за плохого топлива, или плохого состояния двигателя, заглушить его возможно лишь закрыв заслонку на пути выхода выхлопных газов.

Горный-тормоз.jpg

Но при этом не учитывается тот факт, что закрывая заслонку и перекрывая выход выхлопным газам – в корпусе турбины создается критическое давление. Вал ротора начинает давить на упорный подшипник. Т.к. подшипник не рассчитан на такие нагрузки, он постепенно выходит из строя и тянет за собой остальные элементы турбокомпрессора.

4. Пять способов вывести турбину из строя
4.1 Масло
Самый надежный и самый доступный способ уничтожить турбину – это работа турбокомпрессора на плохом масле. Что такое «плохое масло»? Прежде всего, это масло утратившее высокие диспергирующе-стабилизирующие и солюбилизирующие способности. Если по простому, то это: масло отработавшее свой срок, масло не предназначенное для данного типа двигателя, масло с механическими включениями (частицы разрушающихся деталей, серные или углеродные отложения). Так же сюда относится масло с присадками не предназначенными для работы в турбированном двигателе. Присадки для поднятия компрессии или восстановления уплотнений, уничтожают турбину за считанные часы. Как это происходит? К примеру, присадки для поднятия компрессии рассчитаны на наращивание, на молекулярном уровне, поверхностей трения (места сопряжения поршневых колец с цилиндрами, сопряжения палец – вкладыш и т.д.). Но все дело в том, что сопряжение вал ротора турбины и подшипник скольжения (втулка), тоже является местом активного трения! Причем зазор по диаметру между валом и подшипником составляет порядка 0,02–0,05 мм. Этот зазор сбалансирован так, что бы с одной стороны масло успевало промывать и охлаждать место трения, а с другой стороны, должен создаваться надежный «масляный клин», что бы вал постоянно находился во взвешенном состоянии. Присадка для поднятия компрессии, попав между валом и подшипником, начинает активно уменьшать зазор. Это происходит до тех пор, пока зазор не уменьшится настолько, что подшипник припаяется к валу. У хороших присадок на это уходит всего несколько часов работы. Но справедливости ради, следует отметить, что использование «нехороших» присадок встречается на несколько порядков реже, чем масло с механическими примесями. Что случается когда турбина работает на таком масле, можно увидеть на фото.

глава4-1.jpg глава4-1-2.jpg

Так что же такое механические примеси? Это нагар со стенок двигателя, попавший в масло. Это смолистые отложения. Частицы металла, появляющиеся при износе деталей двигателя. Грязь попадающая в масляную систему вследствие неграмотно производимых работ на двигателе. Сюда же относится и герметик используемый при монтаже турбокомпрессора. Попадая внутрь турбокомпрессора, герметик закупоривает масляные каналы предназначенные для подачи масла в зоны интенсивного трения. Вследствие закупорки каналов, быстрый износ поверхностей и выход турбокомпрессора из строя.

Обобщая данную тему, можно сказать: что бы уничтожить турбину, необходимо забыть о графике замены масла и масляного фильтра, выкинуть из головы заморочки о промывке двигателя, использовать самые дешевые и непроверенные масла, пользоваться присадками не предназначенными для данного типа двигателя, при установке турбины на двигатель, активно использовать герметики. Никогда не проверять на проходимость магистраль подачи масла к турбокомпрессору. Проводя профилактические или ремонтные работы на двигателе, не заботиться о том, что бы грязь не попала в масло или масляные каналы.

4.2 Масляный насос
Следующий надежный способ уничтожить турбину: эксплуатация двигателя с масляным насосом не обеспечивающим необходимое давление. Что такое для турбины хорошее давление масла? Это значит, что между валом и подшипниками будет постоянный проток масла создающий надежную масляную пленку снижающую трение. А так же, если будет хороший проток масла, то будет и охлаждение элементов турбокомпрессора. Да, масло с температурой 85°С является охладителем! Дело в том, что температура выхлопных газов достигает 750°С! Турбина, в большинстве своем, металлическая. Существуют турбины с керамическим колесом турбины, на керамических подшипниках. Но речь не об этом. Металл хороший проводник тепла. В конструкции турбокомпрессора заложены элементы защищающие корпус подшипников с его начинкой от высокой температуры. Но этих элементов защиты недостаточно. Поэтому и необходим хороший поток масла с температурой в несколько раз ниже температуры колеса турбины, или корпуса турбины.
Подводя итог темы о масляном насосе, можно заключить: для вывода турбокомпрессора из строя, необходимо снизить давление масла до уровня при котором ротор не будет работать на «масляном клину» и не будет обеспечено надежное охлаждение вала ротора и подшипников. Пример недостатка давления масла в турбине, на следующем фото.
Пара турбин на одном двигателе с неисправным масляным насосом. В результате посиневшие от температуры валы, навернутая на вал бронза подшипников. Произошла разбалансировка ротора. Дальше, при работе турбины, произошло задевание колеса компрессора о корпус компрессора. Как итог: ремонт двух турбокомпрессоров с заменой колес компрессора.

глава4-2-1.jpg
глава4-2-2.jpg

4.3 Выхлопная система
Да, выхлопная система тоже может поспособствовать выходу турбокомпрессора из строя! Для начала нужно определиться с понятием выхлопная система. Так что же это? Выхлопная система представляет собой систему, все элементы которой налажены для обеспечения наиболее эффективного оттока выхлопных газов от цилиндров двигателя в атмосферу. Т. е. это цепочка: головка двигателя, выпускной коллектор, корпус турбины, «горный тормоз» (при наличии), катализатор (при наличии), резонатор, глушитель, ну и конечно трубы, все это соединяющие. Так как же вывести турбину из строя при помощи выхлопной системы?
Наверное, для начала нужно рассмотреть внутреннее устройство турбины. В частности систему подвески вала ротора. В собранном виде вал ротора удерживается внутри среднего корпуса на подшипниках скольжения и упорном подшипнике. Подшипники скольжения задают параметры радиального перемещения вала, а упорный подшипник – осевого перемещения. Подшипники установленные внутри среднего корпуса находятся в положении как на рисунке 7.

Рис7.jpg

Упорный подшипник прочно фиксируется по отношению к среднему корпусу. Подшипники скольжения имеют некоторую свободу в перемещении. Нашей задачей является разобраться, как выхлопная система может вывести турбину из строя. Поэтому не будем пока акцентировать внимание на принципах работы подшипников скольжения, а разберемся с работой упорного подшипника.
На следующем рисунке показаны лишь те элементы турбокомпрессора, на которые может оказать свое влияние выхлопная система.

Рис8.jpg Рис9.jpg

Итак, как же вывести из строя турбину? Дело в том, что давление выхлопных газов в корпусе турбины (чугунной улитке) не должно превышать 0,6 атм. Что происходит если давление будет повышено? Выхлопные газы будут не только раскручивать вал, но и будут пытаться затолкать его внутрь среднего корпуса турбины. Всю эту мощь, весь этот напор примет на себя упорный подшипник. Он будет сопротивляться, пытаться удержать вал в положении которое ему предписали разработчики и изготовители турбокомпрессора. Но его возможности не безграничны. Через некоторое время упорный подшипник примет вид как на фото.

глава4-3.jpg
Рис10.jpg

С такой степенью износа поверхности упорного подшипника, турбина уже не работает. Не вдаваясь в подробности, опишу последовательность выхода турбокомпрессора из строя: износ внутренней поверхности упорного подшипника, далее – разбалансировка ротора, после этого усиленный износ подшипников скольжения. Далее, если не прекратить, то за счет увеличившихся 20
люфтов произойдет задевание одной из крыльчаток о корпус. Ну а дальше уже или обрыв вала, или облом лопастей крыльчаток.
На чем еще сказывается повышенное давление выхлопных газов? На уплотнительных кольцах, которые не дают выхлопным газам попадать внутрь среднего корпуса турбины. На фотографии одно и то же кольцо стоявшее в турбине на двигателе с неисправным горным тормозом.
Одна плоскость кольца – без выработки. С этой стороны выхлопные газы давили на кольцо и отжимали его от стенки канавки под уплотнительное кольцо. Вторая сторона кольца – с выработкой.

глава4-3-2.jpg

Кольцо было прижато выхлопными газами к стенке канавки. Произошел износ как плоскости уплотнительного кольца, так и одной из стенок канавки. В результате чего был превышен допустимый зазор кольца в канавке. Выхлопные газы начали прорываться внутрь корпуса подшипников турбины. Что недопустимо.
Как еще достигнуть такого результата? Можно поставить нештатный глушитель с меньшим проходным сечением. Можно заменить участок прогоревшей трубы трубой меньшего диаметра. Можно поэксплуатировать автомобиль с заклинившей, в полузакрытом состоянии, заслонкой горного тормоза, тем самым поднимая давление внутри корпуса турбины. Счастливые владельцы автомобилей, чья выхлопная система оборудована катализатором, наверняка знают к чему приводит закоксовывание катализатора. Потеря мощности и т.д.. Но наряду с этим, забитый катализатор ведет к повышенному давлению выхлопных газов в корпусе турбины. Ну а к чему это ведет, описано выше.
Обобщая эту тему, делаем заключение: чтобы вывести турбокомпрессор из строя, необходимо любым доступным способом поднять давление выхлопных газов в корпусе турбины выше 0,6 атм. Именно на такое максимальное давление рассчитывается запас прочности упорного подшипника.

4.4 Топливная аппаратура
Хороших результатов по выводу турбокомпрессора из строя можно добиться и с помощью неправильно отрегулированной топливной системы. Главной задачей в этом случае будет добиться того, что бы температура выхлопных газов в корпусе турбины превысила допустимые (для большинства турбин) 750ºС. Это довольно таки не сложно. Учитывая тот факт, что температура сгорания дизельного топлива составляет 1100ºС. Достаточно будет отрегулировать впрыск таким образом, что бы топливо сгорало не только в цилиндрах, но и в коллекторе и корпусе турбины. Визуально, на работающем двигателе, это будет выглядеть как красивое яркое свечение корпуса турбины в темноте. Ну а на свету, на холодном двигателе, это будет выглядеть как синеватый отлив на поверхности чугунного корпуса турбины. Что произойдет если удастся поднять температуру выше критической? Вариантов несколько. Либо втулка расположенная ближе к колесу турбины заклинит от температуры, на валу или в корпусе подшипников, (иногда, в момент заклинивания втулки, происходит обрыв колеса турбины от вала), либо произойдет разрушение лопастей колеса турбины (стальной крыльчатки) и как следствие – нарушение заводской балансировки. Последствия нарушения балансировки будут описаны ниже. Все эти варианты ведут к покупке новой турбины или ремонту с заменой вала ротора. Более подробно о разрушении лопастей. Почему это происходит? Все знают, что бы придать металлу эластичность, мягкость, его нужно разогреть. Чем сильнее разогрев, тем меньше нужно прикладывать усилий для изменения формы металла. Какие усилия воздействуют на лопасти колеса турбины? Это энергия выхлопных газов и центробежная сила. Для изготовления колеса турбины используется специальная жаропрочная нержавеющая сталь (иногда керамика). Предел прочности на разрыв у такой стали составляет порядка 80-100 кгс/мм². Это очень высокие показатели. Но эти показатели приведены для лабораторных 20°С. При нагреве показатели прочности падают. Я могу привести ниже расчеты величины центробежной силы воздействующей на лопасти колеса компрессора. Но это займет много места и мало кому интересно. Поэтому ограничусь только результатами расчетов. Для примера взят среднестатический вал турбокомпрессора к двигателю объемом 6 литров. Теперь нужно представить участок лопасти диаметром 3,5 мм. Этот участок располагается на краю разгонной части лопасти (та часть которая разрушается прежде всего).

Рис11.jpg

Вес этого участка составляет примерно 118 мг, при толщине лопасти 1,5 мм. Итак результаты расчетов: при вращении вала с частотой 90000 об/мин (обычная крейсерская скорость) на участок диаметром 3,5 мм расположенный на краю лопасти будет воздействовать центробежная сила 32,05 кгс. Эта сила будет направлена на то что бы изменить траекторию движения данного участка с круговой в линейную. Т.е. попросту оторвать. Далее. При частоте вращения вала 110000 об/мин сила воздействия будет равна 47,88 кгс. Ну а при частоте вращения 130000 об/мин. сила приложенная к выбранному участку будет составлять 66,90 кгс. 130 тыс. оборотов в минуту, это конечно пиковое значение. Но кратковременно вал может разогнаться и до таких оборотов. Я не привожу расчеты для вала турбины легкового автомобиля. Там 23
частота вращения вала, на некоторых типах турбин достигает 250000 – 280000 об/мин. Вот и представьте, что будет с материалом колеса турбины, если его перегреть при помощи неправильно выставленного впрыска или зажигания?

глава4-4-1.jpg Глава4-4-2.jpg

Пргоревший-поршень.jpg

В завершении данной темы не хотелось бы иронизировать. Просто обращу внимание на очень серьезное отношение к настройке топливной системы на двигателе. Неправильная настройка ведет к очень серьезным финансовым затратам на восстановление поршневой, головки, турбины. Работы по обслуживанию топливной аппаратуры нужно доверять только специалистам имеющим соответствующее оборудование и опыт в диагностике и настройке топливной системы.

4.5 Разбалансировка (нарушение балансировки колеса турбины или колеса компрессора)
Очень действенный метод вывести турбину из строя – нарушить заводскую балансировку колес турбины. Параметры балансировки являются ключевыми в сроке службы турбокомпрессора (при условии правильной эксплуатации). Пока не будет нарушена балансировка, износ комплектующих будет минимален долгие 25
годы. Но опять же повторюсь, все это при условии правильной эксплуатации. Т.е. своевременная замена масла, фильтров, правильно отрегулированная топливная, отсутствие проблем по выхлопной системе.
Итак, что нужно для того, что бы нарушить балансировку? Один из самых надежных способов, встречавшихся мне – это залезть отверткой в колесо компрессора (алюминиевую крыльчатку) во время работы турбины. Т.е. человек решил самостоятельно установить турбину после ремонта на двигатель. Собрав всю доступную информацию по установке турбины, он решил в момент первого запуска двигателя придержать отверткой вал за колесо компрессора. Для того, чтобы турбина хорошенько «пропиталась» маслом. Но при этом не был учтен тот фактор, что энергия выхлопных газов, это серьезная вещь. Если выхлопные газы пошли в турбину (двигатель 12 литров), то удержать ротор простой отверткой вещь маловероятная. В результате, ротор начал вращаться, не обращая никакого внимания на присутствующую отвертку в колесе компрессора. При этом пострадали лопасти крыльчатки. От них откололось несколько кусочков материала крыльчатки. Суммарный вес сколов был небольшой, где то порядка 250 мг. Но этого было вполне достаточно для того, что бы турбина завыла как пожарная сирена. Повторно обслуживать клиента уже пришлось вне очереди…
Что еще может привести к нарушению балансировки? Попадание посторонних предметов. Что касается колеса компрессора, это: элементы разрушенного воздушного фильтра, отслоившаяся резина патрубков, мусор попавший в патрубок подачи воздуха к турбине, во время замены воздушного фильтра. Не редкое явление – абразивный износ лопастей колеса компрессора. Это тот случай когда участок патрубков от воздушного фильтра к корпусу компрессора (алюминиевая улитка) негерметичен и происходит подсос атмосферного воздуха с пылью.
Что касается нарушения балансировки колеса турбины, то свою долю в этот процесс вносят разрушающиеся элементы головки или поршней. Довольно часто, при разборке турбины пришедшей на ремонт, приходится доставать из нее части направляющих клапанов. Попадается отслоившееся напыление направляющих клапанов. Для турбин легковых автомобилей, отслоившееся напыление попавшее на колесо турбины, губительно. Бывают случаи когда прогорает поршень. Весь расплавленный алюминий летит на колесо турбины и спекается с ним. Разрушенные седла клапанов или осколки тарелки клапана попавшие на лопасти так же ведут к разбалансировке. Встречаются даже гайки или болты попавшие в выпускной коллектор при демонтаже турбины и оставшиеся там до момента установки турбины на место. Ну и не надо забывать случаи обгорания лопастей колеса турбины, при неправильной регулировке топливной аппаратуры.

глава4-5.jpg

Было приведено 5 гарантированных способов вывести турбину из строя. Как ими пользоваться – каждый решает сам.
Далее будет немного познавательной информации на любителя.

5. Помпаж
Разработчики и изготовители турбокомпрессоров при запуске в серийное производство своей продукции стараются предусмотреть все варианты эксплуатации изделия. Методом расчетов, тестовых испытаний добиваются максимально сбалансированной работы турбокомпрессора и двигателя. Но… все предусмотреть не возможно. Сюда относятся манера езды и отношение к обслуживанию двигателя и оборудования.
Что такое помпаж? Помпаж центробежного компрессора – срывной режим работы вызывающий пульсации давления на его выходе и ударные нагрузки на лопатки колеса компрессора. Если попытаться объяснить более понятным языком, то давайте возьмем для примера бытовой пылесос. Это ведь тот же центробежный турбокомпрессор, только с электрическим приводом. При нормальной работе поток воздуха проходит через компрессорную часть плавно и с некоторыми изменениями в давлении и объемах. Акцентирую внимание – поток воздуха проходит плавно. Вспомните, что происходит с пылесосом когда всасывающую трубу чем либо перекрывает. Резко меняется звук работы и вы понимаете что такой режим работы не нормален и пользы для пылесоса не принесет. В такой момент происходит срыв плавного прохождения воздуха через компрессор. Электродвигатель пылесоса расчитанный на работу под определенной нагрузкой идет в разнос. В автомобильной турбине может произойти тот же самый срыв потока. Только зачастую он происходит из за перекрытия выхода воздуха под давлением. Происходит это в момент резкого сброса газа. В этот момент дроссельная заслонка перекрывает подачу сжатого воздуха к цилиндрам. Выше уже упоминалось, что ротор турбины обладает инерционностью (вращение по инерции). Чем тяжелее ротор, тем большей инерционностью он обладает. Резко сбросив газ (закрыв дроссель) после работы под нагрузкой, мы перекроем выход воздуху идущему, в силу инерции, под давлением из компрессора. И в этой ситуации, если турбина не оборудована дополнительными средствами защиты, или средства защиты 28
неисправны, может возникнуть помпаж. Т.е. колесо компрессора будет испытывать ударные нагрузки. В этом случае остается только надеяться, что материал из которого выполнены лопасти колеса компрессора выдержит такое испытание. На слух это будет проявляться как «фырчание», «стрекотание» или хлопки в турбине. Если злоупотреблять таким режимом работы турбокомпрессора, то со временем, упорный подшипник выйдет из строя и потянет за собой все остальные элементы начинки турбины. Опять же, если раньше не отломится какая либо из лопастей колеса компрессора.
К средствам активной защиты от помпажа (а также от перенаддува) относится клапаны Blowoff valve (BOV) и Bypass valve. Оба эти клапана являются перепускными. Blowoff valve (BOV) – это клапан, который при превышении давления между компрессором и дросселем свыше определенного предела выпускает часть воздуха в атмосферу. Bypass valve – перепускной клапан, задача которого перебросить надутый компрессором избыток воздуха в момент резкого закрытия дросселя – на его вход. В результате чего этот избыток как бы закольцовывается с выхода компрессора на его вход. Оба типа этих клапанов являются довольно эффективными в борьбе с помпажем, но их техническое состояние нужно держать под контролем. Внутри этих клапанов находится резиновая мембрана, которая подвержена износу. Вот этот износ и нужно время от времени контролировать. А о каком контроле говорить, если зачастую сталкиваешься с ситуацией, когда человек занимающийся обслуживанием данной техники даже не знает что это такое, для чего служит и принцип его работы.

Существуют и пассивные средства зашиты. В корпусе компрессора выполняются каналы, через которые часть воздуха при помпаже, уходит на рециркуляцию во впуск. Варианты пассивной защиты компрессора от помпажа при помощи антипомпажных каналов приведены на фотографиях.

глава5.jpg
рис12.jpg

6. Актуатор. Вестгейт.
Система изменяемой геометрии (VNT)
Что такое актуатор? Это исполнительное устройство системы автоматического управления или регулирования, воздействующее на процесс в соответствии с получаемой командной информацией. В нашем случае, командной информацией служит или давление в корпусе компрессора турбины, или разряжение в головке блока цилиндров. Воздействует актуатор на процесс посредством перемещения штока. Актуатор преобразует входной пневматический сигнал в выходной механический. Впрочем, входным сигналом может быть и электрический импульс. Есть актуаторы и с электронным управлеием. Но какой бы управляющий сигнал не поступил на актуатор, ответом будет механическое перемещение штока, или рычага. В свою очередь перемещаемый шток или рычаг будет управлять вестгейтом или системой изменяемой геометрии.

глава6-1.jpg

На фотографии показан актуатор в разобранном виде.

глава6-2.jpg

Как можно заметить, ничего сложного нет. Шток, тарированная пружина, мембрана из прорезиненной ткани и сам корпус. Неприятности может преподнести мембрана. Как видно из следующего фото, в мембране, со временем, может образоваться прорыв.

глава6-3.jpg

С этого момента, актуатор выходит со строя. Так как актуатор управляет вестгейтом или системой изменяемой геометрии, то эти узлы будут работать неправильно. А это скажется на работе турбины.
Система изменяемой геометрии это узел который монтируется в корпусе турбины. Состоит из лопаток из жаропрочной нержавеющей стали и элементов связывающих этот узел воедино и придающих синхронность работе лопаток. У каждой лопатки есть ось и рычаг управляющий ею. Назначение этого узла: в зависимости от положения штока актуатора, направлять выхлопные газы на лопатки колеса турбины или пускать их по касательной. Тем самым регулируя частоту вращения вала.
Что такое вестгейт? Это перепускной клапан в корпусе турбины (чугунной улитке). Этот клапан, при необходимости, перепускает выхлопные газы в обход колеса турбины и тем самым не дает валу набрать слишком большие обороты. Не допуская таким образом перенаддува и ограничивая вращение вала в тех режимах на которые он не рассчитан.

глава6-4.jpg

При выходе из строя актуатора, работа турбины на запредельных режимах вращения вала ротора ведет к перегреву подшипников и выходу турбины из строя. Что бы этого не произошло, нужно время от времени обращать внимание на работу актуатора. Самый простой способ: при заведомо исправном и правильно настроенном двигателе, погазовать на месте. При этом наблюдая за штоком или рычагом актуатора. На определенных оборотах, шток прийдет в движение. Достаточно запомнить на каких оборотах двигателя актуатор начинает срабатывать, что бы в дальнейшем, это служило ориентиром для контроля исправности последнего. Для получения более точных результатов, актуатор можно проверить на стенде (как пневматический, так и электронный).

7. Не герметичность соединений
Во всех инструкциях по установке турбокомпрессора на двигатель уделяется внимание тому, что все фланцевые соединения, соединения на хомутах, должны быть герметичны. Во фланцевых соединениях должны использоваться новые прокладки. Плоскости фланцев не должны иметь прогаров или коррозионных раковин. Но как то мало кто обращает на это внимание. Попытаюсь объяснить, почему важна герметичность соединений при монтаже турбины. Для начала возьмем участок воздушный фильтр – вход в компрессор. Если не будет обеспечена герметичность на этом участке, то атмосферный воздух, вместе с пылью будет попадать на вход компрессора, а дальше направляться в цилиндры. Согласитесь – хорошего в этом мало. Как следствие, абразивный износ колеса компрессора (с последующей разбалансировкой), износ цилиндров, поршней и колец. На фотографиях пример такого случая.

глава7.jpg

Второй участок: выход компрессора (магистраль наддува) и головка двигателя. На этом участке, не герметичность в соединениях повлечет за собой: потерю давления наддува, возможность возникновения резонанса клапанной группы с валом ротора турбины, не правильную работу актуатора. Не правильная работа актуатора (принцип действия рассматривался в предыдущей теме) может привести к тому, что вал ротора будет набирать большие обороты, чем те на которые он рассчитан. Потеря давления наддува ведет к снижению мощности двигателя. А вот резонансная вибрация вала, может привести к выходу турбины из строя. Резонансная вибрация вала выглядит как свист, подвывание в турбине. Иногда во всем диапазоне работы турбокомпрессора, иногда только на некоторых участках. Свист в турбине очень сложно диагностировать. Дело в том, что свист появляется как при не герметичности в соединениях, так и при ранней стадии нарушения балансировки колес ротора или компрессора. Впрочем, обученный специалист может с высокой степенью точности определить причину свиста. Свист (резонансная вибрация вала ротора) в турбине вызывают так же и просечки выхлопных газов в атмосферу. Причем даже на удаленном расстоянии от турбокомпрессора. Прогар резонатора или глушителя, в большинстве случаев приводит к возникновению свиста. При устранении просечек выхлопных газов обращают внимание на целостность резонатора, глушителя, труб. На отсутствие сквозных трещин в коллекторе. На надежность фланцевых соединений и отсутствие прогаров в прокладках. При наличии на турбокомпрессоре вестгейта, необходимо обратить внимание на такой узел как ось перепускного клапана в корпусе турбины (чугунной улитке). Со временем, под воздействием высоких температур, ось и втулка изнашиваются. Через увеличенный зазор начинает проходить такое количество выхлопных газов, которое может вызвать резонансные явления в турбине. Такой же узел находится и в турбинах оснащенных системой изменяемой геометрии (VNT). Только там ось проходит через фланец корпуса подшипников. И еще такой же узел, подверженный износу находится в корпусе горного тормоза. Ось и втулки заслонки горного тормоза со временем изнашиваются и через их сопряжение начинает пробиваться большое количество выхлопных газов.

глава7-2.jpg

8. Люфт вала
Часто автовладелец, проводя очередное обслуживание турбированного двигателя, пытается самостоятельно определить степень износа втулок турбокомпрессора. Методика проверки, практически у всех, одна и та же. Взявшись за гайку, удерживающую колесо компрессора, вал раскачивается из стороны в сторону. Если человек до этого держал в руках новую турбину и проводил ту же процедуру на ней, то выводы делаются чисто субъективно, вспоминая люфт на новой турбине и сравнивая его с имеющимся. Если же такая проверка проводится человеком впервые, не имея образа с которым можно что то сравнить, то иногда появляется замешательство. Как так? Почему такой большой люфт? Турбокомпрессор ведь высокотехнологичное изделие. Не может быть такого большого люфта, порой доходящего до одного миллиметра. Но никто при этом не вспоминает про плечи рычага. Представьте себе рычаг с точкой опоры сильно смещенной относительно центра в любую сторону. Качая такой рычаг, ход малого плеча будет небольшим, а ход большого плеча будет увеличен пропорционально длине плеч.

рис13.jpg

Попытаюсь объяснить это явление в привязке к валу турбокомпрессора. На нижнем рисунке изображен корпус подшипников виртуального среднестатического турбокомпрессора (диск уплотнения не показан). Обратите внимание на место расположения втулок относительно гайки колеса компрессора. Средняя точка между втулками и будет являться осью рычага. А радиальные зазоры во втулках будут являться ограничителями хода рычага.

рис14.jpg

Суммарный радиальный зазор в каждой втулке составляет 0,13 мм (0,04+0,09). Максимальное смещение шейки вала относительно оси, в месте сопряжения со втулкой будет равно 0,065 мм на сторону. Далее обратимся к следующему рисунку, на котором проставлены линейные размеры.

рис15.jpg

Путем расчета приходим к заключению, что нормальный радиальный люфт на гайке колеса компрессора будет 0,37+0,37=0,74мм. Люфт на бобышке колеса ротора = 0,48мм.
Далее о осевом люфте. Осевой люфт обеспечивает упорный подшипник.

рис16-17.jpg

Перемещая вал относительно оси, можно почувствовать и измерить осевой люфт. Для большинства легковых турбокомпрессоров допустимым будет люфт до 0,1мм. Если при проверке будет обнаружен больший люфт, то турбина нуждается в ремонте. Параллельно с ремонтом турбины, необходимо будет выяснить и устранить причины приведшие к увеличению зазора в упорном подшипнике.
Это может быть некачественное масло или проблемы в выхлопной системе.
В заключение темы хочется отметить. Если осевой люфт вала ротора, выше приведенным способом, можно почувствовать и измерить, то измерение радиального люфта и соответственно зазоров в подшипниках качения, будет очень не точным. Для замера зазоров в подшипниках, требуется полная разборка турбокомпрессора.

9. Уровень масла в корпусе подшипников
Многие, кто сталкивался с выходом турбокомпрессора из строя, считают что масло попадает в корпус компрессора или в корпус турбины из за того, что уплотнительные кольца перестают его удерживать. Т.е. считают, что внутренняя полость корпуса подшипников заполнена маслом под давлением и в какой то момент оно начинает вытекать наружу.
Давайте попытаемся разобраться, сколько масла, где и в каком состоянии оно находится в корпусе подшипников? Ранее, в ведении, я уже затрагивал тему масла в среднем корпусе. Теперь рассмотрим ее более подробно.
Дело в том, что масло в среднем корпусе, в различных зонах, находится под разным давлением и в различном состоянии. На рисунке 18 обозначены зоны, где присутствует масло под давлением.
Масло, пока оно не прошло зазоры в подшипниках, находится под давлением. Как только масло проходит подшипники, оно начинает стекать самостоятельно. И маслянный насос, подающий масло в турбину, здесь уже не учавствует. Зазоры в подшипниках настолько малы, а диаметр сливного отверстия настолько велик, что в нижней части внутренней полости среднего корпуса, собирается всего несколько миллиметров масла в жидкой фракции. Так же масло в жидкой фракции, в виде масляной пленки находится на всей

рис18.jpg

внутренней поверхности полости корпуса подшипников. Со стенок оно стекает вниз к сливному отверстию. Конструктивно полость корпуса подшипников оформлена так, что бы стекающее масло не попадало в зону работы уплотнительных колец.
Итак, наличие масла в жидкой фракции в среднем корпусе:
• масло под давлением находящееся в каналах подачи масла к подшипникам,
• масло в виде пленки – на стенках внутренней полости корпуса подшипников,
• небольшое количество масла в районе сливного отверстия корпуса подшипников.
Остальной обьем полости заполнен маслом в виде брызг и аэрозоля. Некоторое количество масла, минуя подшипники, попадает на отражающие элементы газодинамических уплотнений. Так как эти элементы находятся на валу ротора, то и частота вращения этих элементов соответствует частоте вращения ротора. Десятки тысяч оборотов в минуту! (у легковых турбин – более сотни тысяч!). Попав на отражающий элемент, масло распыляется в аэрозоль и конденсируется затем на стенках внутренней полости корпуса подшипников. Этот маслянный аэрозоль и служит смазкой для колец уплотнения. Казалось бы, этот маслянный аэрозоль должен проходить через тепловые зазоры в уплотнительных кольцах турбины, конденсироваться в корпусе компрессора, или сгорать вместе с выхлопными газами в корпусе турбины. Но этого не происходит. Со стороны колеса турбины, его не выпускает давление выхлопных газов. Да, давление выхлопных газов не велико, но давление маслянного аэрозоля вообще отсутствует (при исправном двигателе! Когда газы из картера, через сливную трубку турбины не повышают давление во внутренней полости корпуса подшипников!). Со стороны колеса компрессора, для недопущения выхода маслянного аэрозоля, всегда ставится минимум двухступенчатое газомасляное уплотнение. Которое успешно справляется со своей задачей, пока в дело не вступает слишком большое количество газов из картера.

рис19.jpg

10. Снятие турбокомпрессора
При необходимости самостоятельного снятия турбокомпрессора с двигателя следует придерживаться методик описанных в руководствах по эксплуатации и ремонту данного транспортного средства. Но при этом нужно понимать, что демонтаж турбокомпрессора довольно сложное мероприятие. В основном, снятие турбокомпрессора требуется после большой наработки двигателя. Поэтому резьбовые соединения крепящие корпус турбины к коллектору, из за воздействия высоких температур обычно находятся в плачевном состоянии. Сложно бывает открутить все крепежи турбины, при этом ничего не сломав. Именно поэтому, я рекомендую, работы по демонтажу турбокомпрессора поручать толковому специалисту на станции. В процессе снятия турбины, все освобождающиеся патрубки, шланги (если они не будут сниматься), необходимо защитить от попадания в них посторонних предметов или грязи. После снятия турбины с коллектора, необходимо убедиться что в коллектор не попали частицы металла, шайбы, гайки или другие предметы (в частности куски прокладки). Открывшиеся каналы необходимо защитить от попадания мусора. Если в коллекторе будет находится малейший инородный предмет, то после установки турбины на место, этот предмет будет направлен выхлопными газами прямиком на разгонные лопатки колеса турбины. И как следствие – выход турбины из строя. Те же требования относятся и к соединениям на всасывающем патрубке компрессора (алюминиевой улитке).

11. Установка турбокомпрессора
Перед установкой турбокомпрессора, прокрутив вал ротора пальцами, необходимо убедиться что вращение происходит плавно, без малейших подклиниваний и шумов в виде «чирканья», задевания крыльчатки во время вращения. Люфт вала должен соответствовать описанному в разделе 9. Если устанавливается новая или ремонтная турбина, обязательным условием является определение причины, по которой предыдущая турбина вышла из строя. Не устранив причину, не имеет никакого смысла ставить исправную турбину вместо выбывшей. Участь ее будет той же. Если ставится новая турбина, необходимо тщательно осмотреть вышедшую из строя. Если причина не очевидна – следует разобрать старую турбину и попытаться найти эту причину. Я думаю, внимательно прочитавшие выше написанный материал, смогут определить причину выхода турбокомпрессора из строя. Если турбокомпрессор отдавался в ремонт, необходимо связаться со специалистами проводившими ремонт и выяснить причину поломки турбины.
Монтаж турбины, это очень ответственная процедура. И проводить его необходимо только в условиях СТО. Особенно это касается турбин к легковым авто. На сельхозтехнике и грузовом транспорте установка турбины является не слишком сложным занятием. Но все же, этим должен заниматься специалист. Для тех же, кто решится заняться установкой турбокомпрессора самостоятельно, дам несколько советов:
• замена масла и фильтров – на Ваше усмотрение (если ресурс позволяет – можно не менять. Но лучше заменить.)
• замена прокладок и уплотнительных резинок в соединениях – обязательна.
• каналы подсоединяемых патрубков должны быть проверены и очищены от грязи.
• трубка подачи масла, в обязательном порядке должна быть проверена на проходимость. На некоторых моделях, внутри трубки устанавливается сеточка. Которая со временем может забиться.
• сливная трубка должна быть очищена от отложений на внутренней стенке.
• трубка подачи масла к турбине, подсоединяется в последнюю очередь. Перед этим, в корпус подшипников (средний корпус) необходимо залить небольшое количество (20… 100 грамм) моторного масла.
• при монтаже турбины, с лопатками колеса компрессора (алюминиевой крыльчатки) и колеса ротора (стальной крыльчатки), обращаться как со стеклянными! Малейшее повреждение лопаток приведет к разбалансировке.
• после установки турбины, завести двигатель и дать ему поработать 10 – 20 минут на холостом ходу. Первую тысячу километров, после установки турбины, желательно поэксплуатировать технику в щадящем режиме (как после замены поршневых колец).
• при работе двигателя, турбина не должна издавать никаких посторонних звуков (подвывание, скрежет). Свист турбины не является признаком ее хорошей работы. Наоборот. Это или некачественная балансировка или просечки в уплотнениях и как следствие – резонанс турбины. Качественная работа турбины определяется степенью ее наддува, которая проверяется на двигателе и должна соответствовать заводским требованиям.
• после установки новой или ремонтной турбины, двигатель нужно проверить у топливщиков или компьютерщиков. Неправильная работа топливной аппаратуры может привести к очень серьезным последствиям для турбины.

12. Ресурс турбокомпрессора
Многих интересует вопрос: «сколько должна выхаживать турбина»? Меня он тоже интересовал. В свое время, на одной из выставок, я его задал специалисту фирмы Garrett. В ответ я услышал: «при эксплуатации двигателя в соответствии с требованиями производителя, ресурс турбокомпрессора, на новом двигателе, будет до первого капитального ремонта. Не ниже.» Ну и от себя добавлю: «ресурс ремонтной турбины, при условии грамотного ремонта и правильной эксплуатации двигателя – от капиталки двигателя, до следующей капиталки. И этот факт проверен и доказан».

13. Методика проверки работоспособности турбокомпрессора
Как уже говорилось выше, основным признаком качественной работы турбины, является ее степень наддува. Степень наддува турбокомпрессора проверяется на СТО компьютерным способом или манометрами. Правильно такая проверка может быть проведена только на двигателе на котором установлена турбина и под нагрузкой (во время движения). Т.к. при такой проверке нужно моделировать количество воздуха потребляемого двигателем. При проверке степени наддува манометрами, необходимо учитывать показания на выходе из компрессора (на рабочих режимах – положительное давление) и на его входе (отрицательное давление из за сопротивления создаваемого воздушным фильтром). Хотя зачастую ограничиваются подключением манометра (через тройник) только к магистрали выходящей от компрессора на интеркулер. Полученные результаты нужно сравнивать с техническими данными проверяемого двигателя.

Чаще всего признаками, заставляющими задуматься о работоспособности турбины, является утечка масла через корпус компрессора, корпус турбины, или же через оба корпуса сразу.
Во всех этих случаях, первым что нужно проверить, это люфт вала. Принцип проверки описан выше. Если люфт увеличен, какая либо крыльчатка задевает о корпус, видны следы натиров крыльчатки о корпус, увеличен осевой люфт (последствия повышенного давления выхлопных газов), на алюминиевой крыльчатке видны следы абразивного износа или следы разрушения лопастей от посторонних предметов – любой из этих фактов является сигналом для снятия турбокомпрессора. Дальнейшая его эксплуатация только усугубит картину. Утечка масла при этом является лишь следствием: или нарушенной балансировки, или сработавшихся подшипников и уплотнительных колец.

Дальше я постараюсь помочь разобраться в различных возникающих ситуациях, при эксплуатации турбированного двигателя.
Сразу оговорюсь, внутренняя полость корпуса компрессора (алюминиевой улитки) всегда будет слегка запотевшая. Т.е. незначительные следы масла на выходе из компрессора будут присутствовать. Это последствия работы двигателя на холостых оборотах, когда газодинамические уплотнения корпуса подшипников наименее эффективны. Это последствия вентиляции картера, головки двигателя, когда выхлопные газы из картера и головки пропускаются через компрессор турбины и направляются снова в цилиндры на дожигание (активная вентиляция).

• Если люфт вала не вызывает подозрений, но при этом присутствуют следы масла на выходе выхлопных газов из корпуса турбины (чугунной улитки). В корпусе компрессора (алюминиевой улитке) повышенное количество масла не наблюдается.
Причиной может послужить масло выбрасываемое вместе с выхлопными газами из головки двигателя. Для того что бы выяснить причину потребуется снятие турбины с коллектора. Следует осмотреть каналы коллектора через которые выхлопные газы поступают от головки на турбину. Если в этих каналах присутствует масло, то нужно разбираться с головкой.

• Если люфт вала не вызывает подозрений, но при этом присутствуют значительные следы масла на выходе из корпуса компрессора (алюминиевой улитки). Выход выхлопных газов из корпуса турбины сухой.
Причиной может служить масло поступающее в корпус компрессора из картера или головки по каналам вентиляции. Такая картина может наблюдаться на двигателях с активной формой вентиляции картера и головки. Т.е. когда каналы вентиляции подключаются ко входу в компрессор турбины. В таких случаях, масло присутствует не только на выходе из компрессора, но и на его входе и соответственно на лопатках колеса компрессора. Обычно лопатки колеса компрессора, в таких случаях, имеют почерневший, закопченный вид. В такой ситуации следует осмотреть внутреннюю поверхность патрубков вентиляции. Если на них присутствуют значительные следы масла, то масло в корпус компрессора попадает через них.
Второй пример, который может привести к присутствию значительного количества масла в корпусе компрессора, это слишком загрязненный, или некачественный воздушный фильтр.
Создается значительное разряжение в магистрали воздушный фильтр – компрессор турбины. Газодинамическое уплотнение компрессора не рассчитано на такие режимы работы, поэтому компрессор начинает вытягивать масляный аэрозоль из корпуса подшипников (среднего корпуса), который затем конденсируются на стенках корпуса компрессора.

• Если люфт вала не вызывает подозрений, но при этом присутствуют следы масла на выходе выхлопных газов из корпуса турбины (чугунной улитки), а так же присутствуют значительные следы масла на выходе из корпуса компрессора (алюминиевой улитки).
Причиной такого может стать совокупность двух выше рассмотренных примеров, или же затрудненный слив масла из корпуса подшипников. В случае проблем со сливом масла из корпуса подшипников, внутренняя полость корпуса наполняется маслом и оно начинает просачиваться через тепловые зазоры в уплотнительных кольцах. Что бы этого не произошло, должна быть обеспечена проходимость масла по сливной трубке. Внутренняя стенка сливной трубки должна быть без отложений. Сама трубка не должна иметь вмятин, затрудняющих слив, или способствующих образованию пробок. Если производилась замена штатной сливной трубки, то внутренний диаметр новой трубки не должен быть меньше, чем был у штатной. Диаметр отверстия в прокладке между корпусом подшипников и фланцем сливной трубки не должен быть меньше проходного сечения трубки. Справедливости ради, нужно заметить, что проблемы со сливной трубкой встречаются на порядок реже, чем проблемы с вентиляцией картера. Дело в том, что выхлопные газы присутствующие в картере двигателя, в основном, являются причиной утечки масла из турбины (при условии не изношенности турбины). Такая картина чаще всего встречается на двигателях с пассивной системой вентиляции картера, когда вентиляция осуществляется через сапун в атмосферу. При износе поршневой группы, в картер двигателя начинает прорываться очень большое количество газов. Сапун не справляется с такой ситуацией и газы из картера, в местах изгибов сливной трубки, начинают давить на масло сливающееся из корпуса подшипников. Образовывается пробка, поднимается уровень масла в жидкой фракции в корпусе подшипников. Как только уровень масла достигает уплотнительных колец – начинается утечка масла и со стороны колеса турбины, и со стороны колеса компрессора.

Следует понимать, что внутренняя полость корпуса подшипников и внутренняя полость картера двигателя объедены посредством сливной трубки. Как только давление в картере поднимется (из за износа поршневой и недостаточной вентиляции), тут же оно поднимется и в корпусе подшипников. И как следствие – из корпуса подшипников будет выдавливаться или масляный аэрозоль (в начальной стадии), или масло в жидком виде.

Однозначным признаком требующем замены или ремонта турбины являются:
• степень наддува не соответствующая паспортным (при условии, что топливная аппаратура настроена правильно, состояние воздушного фильтра соответствует нормам),
• задевание какой либо крыльчатки о корпус,
• следы повреждений на лопатках крыльчатки,
• осевой люфт вала – больше паспортного.

Присутствие масла в корпусе компрессора или корпусе турбины – не является однозначным признаком для замены или ремонта турбокомпрессора.

В заключение, хотелось бы отметить, что турбированный двигатель это тонко настроенный инструмент. Любое вмешательство в его работу может навредить совершенно в неожиданном месте. К примеру, вырезая катализатор (потому что так дешевле), нужно знать как себя поведет электроника и не задействована ли эта электроника в связке катализатор – электронный актуатор турбины? Глуша клапан EGR – нужно понимать как это может сказаться на турбине, на показаниях наддува. А сказывается такая доработка на разных двигателях по разному. Все что смонтировано под капотом автомобиля, разрабатывалось в лабораториях, проходило испытания и только затем запускалось в серию. Поэтому дам лишь одну рекомендацию: ухаживайте за двигателем, эксплуатируйте его согласно требований изготовителя и на тех режимах, на которые он рассчитан, и тогда он и его навесное оборудование прослужит долго. Зачастую дорого содержать двигатель согласно требований изготовителя, но это есть плата за ту прибавку мощности, которую дает турбокомпрессор.

Есть вопросы? Позвоните нам прямо сейчасНАШИ КОНТАКТЫ
Яндекс.Метрика
Scroll Up