Ecoparcovka.ru

ЭкоПарковка СТО
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что охлаждает турбину в двигателе

Нужно ли охлаждать турбомотор после поездки?

Вы только что прохватили по трассе с ветерком или в свободном потоке в городе, ловко играя оборотами турбомотора и наслаждаясь подхватом и сочным звучанием двигателя. Стоит ли постоять на парковке пару минут и дать турбине остыть? Или все это пенсионерские мифы? Разбираем четкие рекомендации производителей о том, нужно ли охлаждать турбомотор после поездки?

Спойлер: практически все производители рекомендуют охлаждать турбомотор после интенсивной динамичной езды, хотя далеко не все прописывают это в мануалах. Но есть важные нюансы, о них – читайте ниже.

Охлаждение шариковых турбин

Шариковые турбины. Охлаждение

Многие автомобилисты сомневаются в необходимости водяного охлаждения среднего корпуса турбины и по этому поводу возникают множество вопросов. Практика показала, что шариковые турбины могут выйти из строя при отсутствии водяного охлаждения либо при его неверной организации.

Для чего необходимо водяное охлаждение турбины?

Во-первых, наличие водяного охлаждения удлиняет жизнь турбокомпрессора! Многие турбины разработаны без водяного охлаждения. Они охлаждаются воздухом и смазывающим маслом, которое через них протекает. Шариковые турбокомпрессоры Garrett серий Т, GT и GTX изначально разрабатывались с учетом наличия водо/масляного охлаждения. Порты подачи/слива охлаждающей жидкости находятся с обеих сторон среднего корпуса турбокомпрессора и расположены под 90 градусов к портам подачи/слива масла с турбины.

Тепло от сгорания топлива проходит через выпускной коллектор и турбинную «улитку» турбокомпрессора. Часть этого тепла передается лопаткам турбинного вала. Если система охлаждения организована неверно, то это может привести к выходу из строя узла подшипников качения и уплотнительного кольца турбинного вала.

Как работает водяное охлаждение турбокомпрессора?

Водяной насос двигателя создает давление, за счет которого охлаждающая жидкость прокачивается через средний корпус турбины. Но даже тогда, когда двигатель выключен, движение охлаждающей жидкости сквозь средний корпус не прекращается благодаря конвекции.

Теплопередача является основным источником проблем, связанных с перегревом турбин. Эта разрушительно высокая температура приходит из системы выпуска. Во время интенсивного использования турбины большое количество тепла из двигателя поступает в выпускной коллектор, турбинную «улитку» и на лопатки турбинного вала. Эти детали рассчитаны на то, чтобы работать при высоких температурах. Однако часть этого тепла (в соответствии с законами физики) будет проникать в области с менее высокими температурами, а именно в узел с шариковыми подшипниками и в стержень турбинного вала и другие детали, которые с ними контактируют.

При работе двигателя большая часть тепла передается смазывающему маслу, предотвращая перегрев уплотнительных колец. Как только двигатель включается, прекращается и поток смазывающего масла. Но вся высокая температура выхлопа остается в выпускном коллекторе и турбинной «улитке». Эта высокая температура посредством теплопроводности переходит в средний корпус турбины, в downpipe и в окружающий воздух подкапотного пространства в виде излучения и конвекции. Однако значительная часть тепла всё же перейдет в средний корпус турбины, так как там наиболее низкая температура. Дополнительная часть температуры перейдет от лопастей турбинного вала в стержень турбинного вала и далее в группу шариковых подшипников. Вследствие этого средний корпус и все детали внутри него нагреты в данной фазе больше, чем при работающем двигателе. Эффект такого перегрева будет усугублен большим А/R турбинной «улитки», которая аккумулирует больше тепла.

Последствия недостаточного охлаждения турбины

Узел шариковых подшипников и уплотнительные кольца могут пострадать от перегрева. Узел шариковых подшипников выполнен из жаропрочных материалов, но показатели работоспособности подшипников начинают резко ухудшаться при температуре, превышающей 150 градусов Цельсия. Температура может показаться низкой по сравнению с максимально допустимой температурой выхлопных газов, которая составляет 980 градусов Цельсия. Но средний корпус предохраняют от температуры несколько «линий обороны»: жароотражатель между лопастями турбинного вала и средним корпусом, уменьшающий теплопередачу и контакт между средним корпусом и турбинной «улиткой»; масляное и водяное охлаждение среднего корпуса во время работы двигателя и конвекционное охлаждение водой после остановки двигателя. Водяная рубашка шариковой турбины сконструирована так, чтобы огибать внешнюю обойму узла шариковых подшипников и удерживать температуру в этом узле ниже установленных пределов для предотвращения его поломки. Когда вода для охлаждения не используется или охлаждение организовано неверно, то температура в узле подшипников превышает предельно допустимые значения и приводит к увеличению зазора внутри подшипников, задевания турбинного и компрессорного колес за турбинную и компрессорную «улитки» и отказа турбины. Если температура в узле подшипников слишком высокая и при этом скорость вращения турбинного вала выше номинальной, может произойти заклинивание подшипника и катастрофического разрушения турбины. К турбинам, работающим при высоком давлении и высокой скорости вращения турбинного вала, предъявляются повышенные требования к установке и устройству линий водяного охлаждения турбины. Параметры экстремального давления наддува меняются от турбины к турбине, но в среднем составляет давление свыше 1,7 бара избытка.

Так, каждый из подшипников узла оснащен сепаратором, который удерживает шарики. Повышение температуры выше допустимой может повредить сепараторы и привести к катастрофическому разрушению турбины.

Читать еще:  Электрическая схема электропривода двигателя постоянного тока

Высокие температуры способны повредить не только узел шариковых подшипников, но и разрушить уплотнительные кольца. Когда масло перегрето, оно окисляется и образуется кокс — твердое вещество на основе углерода. Уплотнительное кольцо изготавливается из специальной жаропрочной нержавеющей стали. Оно располагается в углублении турбинного вала и прижимается к седлу среднего корпуса. При образовании кокса данный узел заполняется им, что приводит к местному перегреву и деформации уплотнительного кольца. При остывании происходит пластическая деформация уплотнительного кольца и, как следствие, потеря работоспособности данным узлом и утечка масла в турбинную часть турбокомпрессора.

Список операций для организации водяного охлаждения турбины:

1. Установите порты водяного охлаждения турбины в пределах 20 градусов от горизонтали.

2. Выберете место соединения системы охлаждения двигателя и турбины. Турбина может быть подсоединена в линию печки.

3. Важно правильно выбрать водяные магистрали.

4. Присоедините патрубок более холодной воды в нижний порт водяного охлаждения турбины.

5. Присоедините патрубок более горячей воды в верхний порт водяного охлаждения турбины.

6. При использовании жестких металлических магистралей, проследите, чтобы они не пострадали от вибрации.

7. Для герметизации соединения водяных портов используйте медные шайбы.

8. После установки турбины проверьте и внимательно следите за уровнем охлаждающей жидкости.

9. Проконтролируйте отсутствие паровых пробок в системе охлаждения.

Так ли страшна турбина? Как правильно ездить с турбомотором и сколько может стоить ремонт

В России панически боятся турбированных моторов, предпочитая менее мощные и эффективные «атмосферники». Разбираемся, как не «убить» турбину раньше срока и во сколько встанет ее обслуживание или замена.

В нашей прошлой публикации мы уже сравнивали турбированный и атмосферный моторы, пытаясь понять, в чем их отличие и какой из них лучше выбрать. Допустим, что вы уже приобрели машину с наддувным двигателем или вот-вот собираетесь ее купить.

Как устроена турбина?

В общем-то, турбокомпрессор устроен просто. Главная деталь — это картридж. Внутри него размещается вал, а с двух противоположных концов к этому валу прикреплены турбинные колеса. Для того чтобы вал нормально вращался и не грелся, к нему под давлением подается моторное масло. Также к картриджу идет и трубка с антифризом для дополнительного охлаждения.

По бокам к корпусу картриджа прикреплены две «улитки» — горячая и холодная, внутри которых вращаются турбинные колеса. В горячую поступают выхлопные газы, раскручивают колесо, а затем «улетают» в выхлопную трубу через боковое отверстие улитки. Турбоколесо в холодной улитке всасывает чистый атмосферный воздух из впускного тракта и гонит его под сильным давлением дальше во впускной тракт к цилиндрам мотора.

Такова общая схема турбины, и мы не будем сейчас вдаваться в тонкости конструкции и различные варианты компоновки. Впрочем, стоит упомянуть новое поколение турбин, где масло подается под более низким давлением, а вал вращается в очень дорогих и сверхпрочных шариковых подшипниках.

Будет ли турбина «есть» масло?

Как мы уже говорили, без масла турбина работать не может. Обычно для герметизации вращающихся валов используют резиновые сальники (как в двигателе и коробке передач), но никакие сальники не смогут выдержать режимы работы турбины. Рабочая температура в ней достигает тысячи градусов, а частота вращения валов — сотен тысяч оборотов в минуту. Это намного более суровые условия, чем в моторе.

Валы и втулки в турбине подогнаны друг к другу с очень высокой точностью, и за счет этого масло не должно сочиться сквозь них, если турбина исправна. Но как только зазоры увеличиваются, масло через «холодную» часть турбины засасывает во впускной коллектор двигателя вместе с нагнетаемым воздухом. В таких случаях говорят, что «турбина гонит масло».

Из-за чего это происходит?

  • Естественный износ рабочих поверхностей валов и втулок.
  • Пониженное давление масла в двигателе: турбине не хватает смазки, и она сильнее изнашивается.
  • Повышенное давление масла в двигателе: масло попросту выдавливает через щели между втулками и валами.
  • Повышенное разрежение во впускном коллекторе — масло из турбины туда засасывает. В результате двигатели, где зазоры в цилиндрах близки к идеальным, угар масла из-за неисправной турбины может достигать нескольких литров на сотню километров. Вот этого-то и боятся сторонники безнаддувных моторов.

Каков ресурс турбины?

Здесь все очень индивидуально и зависит от стиля езды. В среднем на бензиновых двигателях ресурс турбины составляет 150 тысяч километров. На дизельных двигателях — 250 тысяч километров. Однако если ездить быстро, перекручивая двигатель и турбину, то ресурс может сократиться и до 100, и до 60 тысяч.

Как понять, что турбина просится в ремонт?

Главный признак скорой кончины турбины — синеватый дым из выхлопной трубы. Его появление означает, что в цилиндрах вместе с топливовоздушной смесью сгорает масло. Весьма вероятно, что во впуск это масло попало именно через турбину. Чтобы провести диагностику, не нужно обладать дипломом автослесаря. Достаточно иметь книжку по устройству автомобиля, где нарисовано расположение узлов под капотом, и немного свободного времени.

  • Найдите впускной патрубок, по которому воздух попадает в турбину и открутите его. Засуньте руку в «улитку» турбины и нащупайте вал, на котором закреплена крыльчатка. Покачайте его, и если есть люфт, то через щели наверняка сочится масло.
  • Найдите интеркулер и загляните внутрь. Если внутри есть масло, то турбина его «гонит». Чем больше масла, тем выше износ.
Читать еще:  Что оформляется при покупке двигателя

Еще иногда на приборной доске турбированных автомобилей есть указатели температуры и давления турбины. Соответственно температура не должна быть повышенной, а давление — пониженным.

Все эти советы обязательно нужно учесть, если вы покупаете турбированную машину с пробегом. Турбина — вещь дорогостоящая, и ее дефект может обернуться для вас, как для будущего владельца, крупными затратами.

Сколько стоит ремонт турбины и что в ней ремонтируется?

Когда турбина выходит из строя, можно пойти тремя путями.

Поменять турбину целиком. Чаще всего это совершенно лишняя затея, потому как масло гонит картридж, а корпуса-«улитки» остаются целыми и менять их не нужно. Замену турбины в сборе любят предлагать официальные дилеры и мультибрендовые сервисы, мастера на которых плохо разбираются в турбинах и ставят задачу получить с клиента максимум денег.

Почем? Cнятие, отсоединение трубок подачи масла и антифриза и установка турбины обратно стоит около 4 000 – 5 000 рублей.

Поменять картридж турбины. Под замену идет исключительно сам рабочий элемент турбокомпрессора — корпус с валом и крыльчатками. Поменять готовый картридж может даже мастер, который не специализируется на турбинах. Задача состоит в том, чтобы открутить несколько гаек крепежа, а потом закрутить их обратно.

Почем? Стоимость картриджа с заменой — около 15 000 – 20 000 рублей.

Отремонтировать картридж. Такая работа под силу исключительно мастерам специализированных автосервисов. Турбину разбирают полностью, моют ультразвуком, выявляют изношенные элементы и меняют их. Корпус картриджа растачивают на токарном станке, а затем всю конструкцию балансируют в два этапа, чтобы на скорости до 150 – 200 тысяч оборотов в минуту не было вибрации. Затем еще в картридж закачивают под давлением масло, чтобы проверить на герметичность.

Почем? Цена ремонта турбины зависит от массы факторов и колеблется от 7 000 до 25 000 рублей. Важно понимать, что если мастера называют серьезную сумму, то зачастую проще купить новую турбину.

Расценки на новые и восстановленные турбины разных производителей

Стоимость новой, руб.

Стоимость восстановленной, руб.

Стоимость аналогов, руб.

Volkswagen Passat (1998-2005), Audi A4 (1999-2008), Audi A6 (1998-2005)

Mits u bishi TD04

Volkswagen Crafter, Saab 9-5, Subaru Forester

дизельные Ford Mondeo (2007-2014), Ford S-Max (2007-2014)

Обратите внимание: автомобильные концерны практически никогда не разрабатывают турбины самостоятельно и чаще всего прибегают к помощи компаний, которые на этом специализируются (например, KKK, Borg Warner или Garrett). При этом та же турбина Garrett 760774-5003S под брендом Ford будет стоить в полтора-два раза дороже, чем под собственным именем. Мораль такова: прежде чем платить огромные деньги за «оригинальные» запчасти, узнайте, кто их поставляет производителю и заказывайте у них.

Как нужно ездить, чтобы продлить жизнь турбине?

Понятное дело, что чем активнее ездить, тем быстрее турбина придет в негодность. Но, помимо этой очевидной зависимости, есть еще несколько полезных советов.

  • Нужно охлаждать турбину. Чем активнее вы топтали педаль газа и «отжигали», тем дольше ее нужно охлаждать. Открывать капот и обмахивать «улитку» газеткой не нужно. Просто постойте пару минут на холостом ходу — масло будет циркулировать в моторе и турбине и заберет избыточное тепло. Вообще возьмите за правило перед парковкой ехать поспокойнее.
  • После долгого стояния в пробке не ускоряйтесь резко. Понятное дело, что вам хочется на свободу после заточения в заторе, но помните: пока вы стояли без движения, двигатель, турбина и интеркулер нагрелись, и если их сильно раскрутить, то нагрев будет чрезмерным или даже критическим.
  • Следите за температурой масла и антифриза и почаще их меняйте. Грязное масло и антифриз, который плохо отводит тепло, ускорят износ турбины.
  • Своевременно обслуживать двигатель. Здесь для каждой модели рекомендации будут индивидуальными. На современных фольксвагеновских моторах 1.4 TSI нужно следить за чистотой интеркулера, который быстро загрязняется, так как находится прямо во впускном коллекторе. На старых продольно расположенных 1.8 TSI требует регулярной очистки трубка подачи масла…

У каждого мотора есть свои нюансы. Если хотите максимально обезопасить себя от преждевременной смерти турбины, узнайте эти тонкости у специалистов. При покупке новой машины помогут мастера дилерского центра, а если берете подержанную, то обратитесь на специализированную СТО, которая занимается конкретно этой маркой. Также весьма полезным будет поговорить с мастерами автосервиса, ремонтирующими турбины.

Когда можно не охлаждать турбину

Однако строгие рекомендации действуют только в том случае, если вы действительно дали мотору интенсивную нагрузку – с динамичными разгонами и торможениями или езду при постоянно высоких оборотах. И заехали на парковку прямо с трассы.

Читать еще:  Что такое двигатель серии 2jz gte

«В условиях ежедневных поездок на работу и домой смысла в дополнительном охлаждении нет, она успевает остыть за то время, пока вы маневрируете на автомобиле во дворе дома или у офиса и паркуете его»

Поход зависит также от конструктивных особенностей самого автомобиля.

«На многих двигателях современных автомобилей установлен дополнительный электрический насос системы охлаждения, который позволяет плавно снизить температуру турбонагнетателя после остановки двигателя, в результате масло в турбонагнетателе не подвергается термической нагрузке, сохраняя свойства. В результате ресурс данного узла увеличивается. Поэтому потребность в работе на холостом ходу зависит от конкретного автомобиля», дополнили в Audi.

Руководитель отдела продукции Geely Motors Максим Иванов объяснил так: «В целом современные турбированные двигатели можно глушить сразу после поездки, так как технологии (т. е. конструкции турбокомпрессоров) и составы моторных масел за последние 40 лет сделали большой скачок вперед. Конечно, если двигатель в течение длительного времени работал на высоких оборотах, перед полной остановкой будет лучше дать ему поработать на холостом ходу минуту-другую. Но, как правило, после такого типа нагрузок, например, при движении по трассе на высокой скорости и при высоких оборотах ДВС, никто мгновенно не останавливается и не глушит двигатель».

А той пары минут, которая уходит на поиск места для парковки и непосредственно на саму парковку, вполне достаточно для охлаждения подшипникового узла и вала турбокомпрессора. Если же вы двигались в обычном городском режиме – то никакие дополнительные манипуляции не требуются.

Расположение

В большинстве случаев интеркулер располагается фронтально, перед радиаторной решеткой. Он устанавливается перед радиатором охлаждения и кондиционера, принимая на себя основной воздушный поток. Либо же интеркулер ставится под радиатором, и в этом случае система охлаждения работает более эффективно.

Фронтальное размещение интеркулера

В некоторых случаях интеркулер устанавливается над двигателем, и для обдува в капоте автомобиля предусмотрен специальный воздухозаборник.

Интеркулер на двигателе

Еще один вариант размещения – в боковой части подкапотного пространства за крылом, в котором также должен быть воздухозаборник для эффективного охлаждения радиатора.

Двигатель с двумя интеркулерами,
расположенными по бокам

От того, где устанавливают интеркулер и сколько места для него предусмотрено, зависит его площадь и форма. Как правило, конструкторы стараются сделать интеркулер максимально большим: чем больше его площадь, тем больше воздуха он может охладить, а значит, тем дольше автомобиль может пробыть на пике мощности.

Можно ли его убрать?

И последнее – можно ли избавиться от этого приспособления? Конечно можно, почему нет! Однако зачастую такие переделки ни к чему хорошему не приводят. Только сами подумайте, на сколько упадет производительность мотора, примерно на 15 – 20%, а «оно» вам нужно? Да и система подачи воздуха, которая находится на двигателе, не рассчитана на такие высокие температуры, поэтому без интеркулера — может пострадать. Кстати по нему можно определить рабочая ли у вас турбина, смотрим небольшое видео.

Скажу больше, один из самых распространенных видов тюнинга является установка интеркулера большого размера и объема, для прохождения больших объемов воздуха, а соответственно для его лучшего охлаждения. Также многие тюнеры устанавливают специальные воздухозаборники на капоте автомобиля которые, направляют набегающий холодный поток напрямую на корпус интеркулера, что еще больше увеличивает отдачу.

НА этом буду заканчивать, надеюсь моя статья была вам полезна, всем пока – искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

(50 голосов, средний: 4,70 из 5)

Механизм изменяемой геометрии

Такой механизм позволяет дозировать подачу отработавших газов на колесо в турбине (ротор). Тем самым, позволяет оптимизировать работу турбокомпрессора на различных оборотах.

Это достигается за счет движения специальных лопаток, смонтированных на кольце геометрии. Они синхронно передвигаются, получая движение от вакуумного актуатора или электронного сервопривода в определенный момент, и контролируют наддув. Как правило, устанавливаются они на дизельных ДВС, потому как температура выхлопных газов у бензиновых моторов выше, чем у дизеля, соответственно лопатки геометрии могут деформироваться. Такие турбины позволяют оптимизировать процесс турбонаддува, что приводит к уменьшению расхода топлива и вредных выбросов при одновременном повышении мощности и крутящего момента.

Многие автомобилисты ошибочно полагают, что турбокомпрессор начинает включаться в работу с оборотов мотора от 1500-2000 об/мин. На самом деле, он запускается сразу после заводки автомобиля и работает на холостом ходу. А оптимальных оборотов достигает в диапазоне свыше 1500 об/мин.

Турбокомпрессор достаточно надежный агрегат, однако если Вы столкнулись с его поломкой, решить проблему Вам помогут специалисты ТурбоМикрон. Мы производим замену турбины на автомобиле, а также ремонт снятых с авто турбокомпрессоров.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector