Турбина - это устройство, способствующее росту мощности двигателя за счет подачи дополнительной порции кислорода в камеру сгорания. Какие конструктивные элементы являются составляющими данного узла? На каких принципах взаимодействуют детали турбокомпрессора? По каким признакам можно распознать неисправности устройства и в какой последовательности следует их устранять? На эти и ряд других вопросов дает ответ наша статья.
Турбина представляет собой устройство, предназначенное для повышения давления в коллекторе впуска транспортного средства. Итогом действия турбины является подача большего объема воздуха в мотор и как следствие, поставка дополнительной порции кислорода в камеру сгорания. Благодаря работе устройства, увеличивается мощность мотора, и улучшаются динамические показатели авто. Но что делать, если турбина вышла из строя? Как диагностировать поломку? Можно ли устранить неисправность своими руками?
Принцип действия и устройство
Повышение мощности мотора происходит за счет особого принципа действия узла. Здесь все просто. Сгоревшие газы из мотора поступают через коллектор выпуска к турбине, проходят через крыльчатку и вращают вал турбины. Здесь же крепится крыльчатка еще одного узла (компрессора). Вращаясь, устройство создает давление в коллекторе впуска и гарантирует поступление большего объема кислорода в камеры сгорания.
Сама турбина сформирована из следующих 2-х улиток:
- Компрессора. Через данную улитку происходит всасывание воздуха с последующим его нагнетанием в коллектор впуска.
- Горячей части. Здесь проходят газы сгоревшего топлива, проворачивающие колесо турбины, а впоследствии и выходящие в выхлопной тракт.
Также к конструктивным элементам турбины можно отнести:
- Две крыльчатки - горячей части и компрессора.
- Корпус, соединяющий в себе конструктивные элементы. В процессе работы турбина находится под действием высоких температур, поэтому в качестве металла для изготовления применяется чугун специальной отливки. Металл способен выдержать температуру до 9 000 градусов Цельсия.
- Подшипников.
Виды охлаждения
Все турбины различаются по принципу работы системы охлаждения, обеспечивающей лучшую теплоотдачу устройства. Здесь есть несколько вариантов:
- Охлаждение маслом. Данный способ имеет два преимущества - меньшую стоимость изготовления и более простую конструкцию. Из недостатков - высокие требования к качеству масла, необходимость частой замены смазывающего состава и высокие требования к контролю температурного режима. Первоначально большая часть турбин имела масляное охлаждение. Но был большой минус. Во время прохождения через узел с подшипниками и шариками смазывающий состав быстро набирал температуру. Как только наступал перегрев, происходило закипание масла с последующим коксованием и ограничением доступа смазки и элемента турбины. В итоге устройство заклинивало, что приводило к необходимости ремонта. Причин у подобных поломок несколько - несоблюдение сроков замены масла, низкое качество смазывающего состава (несоответствие типа мотора), поломка системы смазки.
- Охлаждение маслом и антифризом (комплексный подход). Плюс такой конструкции - больший эффект от охлаждения. Минус - сложность устройства и, как следствие, более высокая стоимость узла. В случае применения ОЖ и масла для охлаждения турбины уходят такие проблемы как коксование и закипание масла. Минус лишь в том, что система отличается сложной конструкцией из-за необходимости разделения двух контуров - масляного и охлаждающей жидкости. При этом каждый из составов выполняет свою функцию: масло обеспечивает качественное смазывание подшипников, а антифриз исключает перегрев узла и закипание масла. Большая сложность узла приводит к тому, что растет и общая стоимость конструкции.
Признаки и причины поломки
Перед тем как приступать к проверке турбины, важно распознать неисправность и понять ее причины. Рассмотрим каждый из случаев:
- Из выхлопной трубы идет дым синего цвета, а когда двигатель набирает обороты до 4-5 тысяч или при наборе скорости проблема устраняется. Такая неисправность возникает, как правило, из-за попадания масла в камеру сгорания и его последующего воспламенения вместе с топливовоздушной смесью. В таком случае причину стоит искать в турбокомпрессоре.
- Появление черного дыма из выхлопной трубы. Причина явления - появление утечек воздуха в интеркулере или магистралях, через которые воздух поступает к турбине. Еще одной причиной может быть выход из строя (механическое повреждение) узла управления ТКР.
- Появление белого дыма из выхлопной трубы вызвано наличием грязи в маслопроводе слива и невозможности нормальной работы турбированного компрессора.
- Автомобиль активнее потребляет масло. Средний расход вырастает с 300 грамм до 1000 грамм на тысячу километров. При этом следы масла становятся заметными на турбине и местах стыков патрубков. Главная причина такой неисправности - забитый сливной маслопровод, загрязненный канал для подачи воздуха, коксующийся корпус.
- Падение динамики мотора в процессе набора скорости. Проблема, как правило, вызвана сложностями с поступлением воздуха в мотор из-за неисправного узла управления ТКР.
- При работе силового агрегата появляется странный шум, иногда напоминающий свист. Явление объясняется наличием утечки воздуха между мотором и компрессором.
- В процессе работы турбины появляется скрежет. Здесь должно быть уделено внимание кожуху устройства на факт появления деформаций или трещин. Возможны ситуации, когда лопасти касаются краев трещин, что и вызывает подозрительный шум. Такая поломка сигнализирует о том, что ТКР в скором времени поломается.
- Высокий уровень шума при работе турбины. Чаще всего это объясняется загрязнением путей, через которые к системе подается масло, повышению радиальных и осевых зазоров, а также их затиранию о кожух турбины.
- Высокий уровень расхода топлива и рост токсичности в выхлопных газах возникает из-за загрязнения канала подачи воздуха или фильтрующего элемента на входе в силовой агрегат.
- Течь мала на кожухе турбины (ближе к компрессору) часто появляется из-за сбоев в работе системы смазки, нарушения работы ТКР, появления забитых участков в корпусе оси турбины.
- Турбояма - неприятный и потенциально опасный эффект в работе турбины, который может проявляться в момент пуска мотора. Он характеризуется выбрасыванием облака дыма. Основные причины - возникновение трещин в области байпасного турбинного клапана и как следствие, появление утечки газов.
Простая проверка турбины
После того как проблема диагностирована, ее необходимо устранить. Здесь многое зависит от типа проблемы:
1. Снижение мощности мотора, выхлоп черного цвета. При падении мощности силового агрегата действуйте следующим образом:
- Запускайте мотор и прислушивайтесь к работе турбины;
- Постарайтесь определить по звуку, в каком месте появилась проблема. Осмотрите места стыковки патрубков;
- Если с патрубками проблем нет, то проверьте состояние воздушного фильтра (может потребоваться его замена);
- Осмотрите турбину на факт износа. Для этого прокручивайте ротор и проверяйте его на факт наличия люфта. Если ротор качается корпусной части, то узел необходимо ремонтировать;
- Если все мероприятия проведены, но ситуация не изменилась в лучшую сторону, то проблема может скрываться в топливной системе или в моторе;
2. Дым синеватого, белого или сизого цвета. В случае если из выхлопной трубы идет дым сизого, светлого или синеватого оттенка, то действуйте таким образом:
- Осматривайте воздушный фильтр. Если он загрязнился, то через него проходит меньший объем воздуха. Как следствие, возникает серьезная разница в давлениях между кожухом подшипников или корпусом компрессора. При этом из первого во второй начинает течь масло;
- При отсутствии проблем с фильтром осматривайте ротор на факт деформаций на внешней части;
- Производите осмотр сливного маслопровода на факт перегибов, пробок и деформации;
- Проверьте давление картерных газов. Бывают ситуации, когда последние не дают маслу нормально сливаться. Также такая проблема может возникать и по причине проблем в системе вентиляции;
- Осмотрите коллектор выпуска - на нем не должно быть следов масла.
3. Повышенная шумность работы мотора. В случае если гул мотора стал не таким, как обычно, то действуйте следующим образом:
- Проверяйте трубопроводы, в которых смазывающий состав подается под давлением;
- Осматривайте ось турбины;
- Убедитесь, что на роторе нет повреждений. При обнаружении деформации или потертостей требуется демонтировать турбину с целью качественного осмотра.
Проверка турбины: этап второй
Если рассмотренные мероприятия не дали результата, то переходите к следующему этапу. Здесь уже потребуется помощь другого человека. Алгоритм действий следующий:
- Проверяйте наддув. Для этого заводите мотор, поднимайте крышку капота и находите патрубок, объединяющий коллектор впуска и турбину. После пережимайте трубку рукой и попросите партнера выжать педаль акселератора и удерживать ее в течение 4-5 секунд. После отпускания газа вы должны почувствовать раздувание патрубка. Если этого не происходит, то турбина вышла из строя.
- Отбрасывайте патрубки и осматривайте их. Если в них отсутствуют или есть следы масла (в небольшом количестве), то все нормально. В случае когда масла много, требуется приступать к поиску причины. Бывает, что турбина целая, в мотор вышел из строя.
- Осматривайте крылатку турбины. При наличии явных дефектов на поверхности изделие необходимо снять и поменять.
- Перемещайте вал по оси. В такой ситуации люфта быть не должно вовсе, ведь допустимый параметр составляет всего 0.05 мм. Если люфт больше, то турбина вышла из строя.
- Подвигайте вал в левую и правую сторону. Здесь допустимый параметр составляет до 1 мм (его можно почувствовать). После начинайте вращать крыльчаткой и прислушивайтесь к тому, задевает ли она корпус. При наличии люфта больше допустимого крыльчатка скоро сломается или уже вышла из строя.
- Осматривайте кожух устройства, фланцы, коллекторы и патрубки силового агрегата на факт появления трещин.
Профилактические меры
Чтобы турбина прожила как можно дольше, необходимо действовать следующим образом:
- Заливайте в систему масло высокого качества, стараясь следовать рекомендациями производителя. При этом смазывающий состав обязательно должен быть оригинальным;
- Не промывайте мотор с турбиной «пятиминутками»;
- Используйте только качественные расходные материалы. Экономия может вылиться в еще большие затраты;
- ТО двигателя с турбиной желательно делать в два раза чаще;
- Не «рвите» непрогретую турбину. Сначала узел должен набрать оптимальную рабочую температуру, после чего его можно использовать на максимум;
- Следите за турботаймером в процессе эксплуатации транспортного средства;
- Доверяйте автомобиль только опытным мастерам своего дела;
- При первых же симптомах выхода из строя турбины сразу отправляйтесь на сервис.
Итоги
Турбина - полезный, но чувствительный элемент автомобиля, который требует внимания и заботы со стороны автолюбителя. При появлении первых признаков неисправности необходимо провести диагностику неисправности, а если это требуется и ремонт. При отсутствии навыков лучше обращаться к профессионалам, что позволит избежать затрат в будущем.
Нужна консультация? Задайте вопрос прямо сейчас!