Все про автомобільну турбіну - DailyDriven
Коротка історія автомобільних турбін
Турбонаддув теплових двигунів був вперше запропонований у 1905 році швейцарським інженером Альфредом Бучі, його винахід, таким чином, став майбутнім двигунів внутрішнього згоряння.
Він оформився в комерційній галузі з 1925-х років, збільшивши потужність двигуна приблизно на 40%, спочатку впроваджуючись у великі двигуни, морські дизельні двигуни, локомотиви та авіаційні двигуни через кілька років.
Вперше турбіна була розроблена на автомобілях з 1962 року компанією General Motors для автомобілів Chrevolet та Oldsmobile Jetfire, яка була знята з виробництва через рік через низьку надійність.
У 1973 році BMW впровадив перший великий серійний автомобіль з турбонаддувом, 2002 BMW, і багато інших виробників вже почали пропонувати машини, оснащені бензиновими турбодвигунами.
Через високу витрату палива, а також явище турбовідставання, відоме як затримка часу спрацьовування турбіни, двигуни з турбонаддувом зникли через кілька років, хоча вони були потужнішими порівняно з атмосферними.
З часом популярність автомобільної турбіни зросла, чи ми говоримо про двигуни із запаленням від компресії або двигуни із іскровим запалюванням, які в даний час є домінуючими в автомобільній промисловості, тому мало хто з виробників все ще пропонує двигуни без аспірації.
Що таке турбіна?
Автомобільна турбіна, яку також називають турбонаддувом або турбокомпресором, являє собою агрегат, який використовує частину вихлопних газів, що виділяються двигуном, і за необхідності управляється клапаном Вестгейта через електронний комп'ютер автомобіля, захищаючи таким чином весь блок двигуна.
Таким чином, наддув двигуна та використання енергії димових газів, стискаючи повітря, що надходить у двигун, збільшує впускний тиск і, отже, потужність двигуна, збільшуючи максимальний тиск у двигуні.
Для того, щоб мати можливість працювати з турбіною, турбодвигун порівняно з двигуном з атмосферним повітрям повинен бути пристосований до вищих теплових і механічних вимог, тому ми маємо більш напружений двигун і вищі робочі температури, але набагато вищі характеристики більш високе обслуговування, оскільки ми маємо більш складну систему.
Турбодувки поділяються на дві великі групи: фіксована геометрія та змінна геометрія.
Конструкція турбокомпресора
Турбокомпресор складається з вала, з ротором компресора на одному кінці та ротором турбіни на іншому кінці.
Вони вставляються в гвинтовий корпус, виготовлений з алюмінію на стороні компресора, і називається "холодною" частиною, де у нас відносно низькі температури повітря, і, очевидно, це "чистіша" частина турбокомпресора і з боку турбіни, що називається "гарячою" частиною, де гази досягають дуже високих температур, до 1000 ° C, ми маємо більш стійкий матеріал, чавун, це найтемніша і брудна частина турбіни.
Чому турбіна була впроваджена в автомобільній промисловості?
Сьогодні турбіна відіграє важливу роль завдяки правилам забруднення, які стають дедалі жорсткішими, тому ми маємо менші викиди забруднюючих речовин, збільшуємо потужність двигуна, отримуємо більш швидке прискорення, більший крутний момент, зменшуємо витрату палива, і ми можемо зменшити загальний об'єм двигуна, явище, відоме як "зменшення габаритів", сьогодні все менше виробників пропонує двигуни з атмосферним всмоктуванням.
Причини, що сприяють передчасному виходу з ладу турбіни автомобіля
Запроектований турбокомпресор призначений для роботи протягом усього терміну експлуатації двигуна без необхідності спеціального технічного обслуговування, але вихід з ладу турбіни двигуна найчастіше спричинений ланцюгом інших технічних несправностей або неправильним втручанням, такі як погано сконструйоване переозолення для того, щоб збільшити показники потужності або зменшити викиди палива.
Якщо ми маємо занадто великий приріст приросту турбіни, ми значно скорочуємо її термін служби, оскільки завод турбокомпресорів має певні обмеження, певні обертання вала і неявно роторів, тому температури досягають високих рівнів, а змащення може бути недостатнім.
Іншою причиною відмови турбіни машини можуть бути сторонні тіла, що потрапляють в турбіну або корпус компресора, навіть якщо предмети мали невеликі розміри, оскільки частота обертання турбіни зазвичай становить від 100 000 до 280 000 об/хв. дефекти лопаток турбокомпресора, що спричиняє дисбаланс.
На боці лопаток компресора ми можемо знайти сторонні предмети, які пробиваються крізь повітряний фільтр (дефектний, неадекватний або засмічений), тому добре не нехтувати періодичним оглядом, щоб уникнути додаткових витрат. На самій стороні турбіни домішки, а також підкладкові матеріали можуть пошкодити систему наддуву.
Маючи недостатній запас масла, проблема, яка може бути спричинена використанням невідповідного масла або несправністю масляного насоса, проблема, яка також може бути спричинена низьким рівнем масла, зниженням тиску масла, явищем, яке сприяє передчасному старінню. компоненти турбокомпресора або навіть його зчеплення.
На підшипникову систему, осьову та радіальну частини турбокомпресора може впливати особливо забруднене масло, воно більше не змащує належним чином перевантажені деталі, збільшуючи тертя між рухомими частинами, перестаючи створювати масляну плівку, температури досягають набагато вищого рівня, ніж той, що надається виробником.
Іншою можливою причиною може бути засмічення вихлопної системи, несправність, спричинена засміченням сажового фільтра або каталізатора.
Симптоми несправної автомобільної турбіни
Симптомом може бути випадок втрати потужності (відсутність диму), його можна виявити лише в турбінах, які мають заблоковану змінну геометрію, і якщо причину проаналізувати та помітити, що це не так, тоді ми можемо додатково контролювати вакуумний привід або електронний.
У разі втрати потужності, що супроводжується димом, слід перевірити впускний, інтеркулер, турбіну та вихлопну трубу. Перевіряється, чи не зламаний чи тріснутий інтеркулер, тому перевіряється, чи двигун "не забирає помилкове повітря" через будь-який зламаний або негерметичний шланг, що призводить до втрат у впускному колекторі.
Можна перевірити, якщо клапан рециркуляції димових газів (EGR) не заблокований на відкритому просторі, що призводить до непридатної повітряно-паливної суміші. Корпус турбіни може бути перегрітий, зруйнований, явище, яке також можна спостерігати охіометрично, якщо розміщення турбодувки дозволяє нам.
Ще однією причиною втрати потужності при чорному димі може бути несправна або неправильно відрегульована система подачі, де у нас можуть бути несправні форсунки, форсунки та інжекторний насос. Інші проблеми пов'язані із зносом двигуна, де це можуть бути зношені сегменти, сидіння клапанів або гільзи циліндрів.
Коли наш двигун виділяє синій дим, основними причинами можуть бути наступні: проблеми на стороні впуску, опір вихлопної системи або витоки на турбіні, де ми можемо забити або підтікати систему подачі масла в підшипник, проблеми з скрубером, надмірно зношений двигун, брудний ротор компресора або використані ущільнювальні сегменти турбокомпресора.
І якщо ми помітимо на випускній трубі, як раптом з’являється густий білий дим із примусовим прискоренням, постійно тримаючи лише педаль акселератора або взагалі не утримуючи педаль акселератора, ми можемо бути впевнені, що це турбокомпресор.
У цьому випадку вал турбокомпресора ламається, і все масло, що передує турбокомпресору, викидається на вихлоп, таким чином відбувається самозаймання масла, що призведе до максимального числа оборотів двигуна, тому двигун доведеться терміново зупиняти (оскільки двигун заправляється, а не зупиниться лише тоді, коли він зруйнований, коли в нижній частині закінчиться масло), транспортний засіб більше не можна зупиняти, натискаючи на кнопку запалювання.
Єдиними двома рішеннями може бути герметизація впускного отвору матеріалом (тканиною), «утоплення» двигуна, тим самим залишаючи його без повітря, а інший спосіб - перевести машину на верхню передачу (останню передачу), жорстоко відпустивши зчеплення і натиснувши на гальмо, тим самим заощадивши двигун без значних пошкоджень.
Останній спосіб не застосовується до транспортних засобів з автоматичною коробкою передач, а ті, що мають механічну коробку передач, мають "перевагу" використання обох методів.
Свист або свист турбіни
Будь-який турбокомпресор, який видає шум, коли ми розганяємось, повинен задати нам знак питання, якщо у нас немає клапана BOV (продування), це система скидання тиску, яка присутня у багатьох турбодвигунах для відтворює спеціальний звук (точніше, коли відбувається зміна передач або будь-яке підняття ноги на прискорювач), його справжнє призначення - запобігти компресорній хвилі та зменшити знос турбіни та двигуна, тобто іншими словами може викликати випускний клапан.
Якщо під час прискорення раптово з’являється шипіння, цей шум не можна залишати без уваги, особливо якщо шум виникає раптово, а не поступово. І якщо звук, що видається, перетворюється на гучний свист, то дні турбіни підходять до кінця.
Але не обов'язково, щоб цей свист був пов'язаний з турбіною, якщо на впускному шляху у нас є ослаблений або потрісканий шланг (відомий як підтікання наддуву), через який ми маємо повітряні втрати, тоді двигун забирає "помилкове повітря", і ви одночасно можете відчути втрата потужності, тому дуже проста у вирішенні проблема, яку можна перевірити візуально.
Як доглядати за турбіною автомобіля?
При запуску двигуна потрібно близько 4-12 секунд, щоб масло розподілилося від двигуна до турбіни, тому слід уникати негайного запуску автомобіля до утворення масляної плівки, а потім, щоб уникнути різких прискорень, підтримуючи швидкість на низькому рівні в перші хвилини (не перевищувати 2500-3000 обертів на хвилину).
Параметри масла різні, коли воно холодне, воно більш в’язке, тому воно не може забезпечити оптимальне змащення, поки воно не досягне робочої температури (оптимальної робочої температури).
Не всі транспортні засоби мають датчики температури для масла, тому було б бажано контролювати температуру охолоджуючої рідини, щоб вона досягла робочої температури, для якої вона була розроблена (зазвичай 85-95 ° C), чекати ціни на кілька хвилин, а потім масло досягає оптимальної робочої температури, оскільки воно нагрівається сильніше, ніж суміш антифризу та дистильованої води, тому ми можемо подбати про компоненти двигуна, надаючи йому більш тривалий термін служби.
При нормальній роботі двигун найбільший знос виробляється тепловими напруженнями, тобто різницею температур, особливо коли йдеться про процеси пуску та зупинки.
Ми також можемо запобігти зносу, уникаючи різкого прискорення двигуна при роботі на низькій швидкості, а після 2000-2200 обертів на хвилину ми можемо розганятись педаллю на підлозі, лише за умови, передбачених вище, де масляна плівка забезпечує сили натирання якомога менше.
Охолодження турбіни дуже важливо, особливо при їзді на дуже великі відстані або після кованої їзди, ідеально залишати машину на холостому ходу щонайменше 5 хвилин, мастило має дуже високу температуру (мастило виконує роль охолодження, миття та змащення), захищаючи турбіну від можливого передчасного зносу.
Під час роботи турбіни турбіна працює, і з часом вона буде пошкоджена. Зазвичай міська ходьба сприяє засміченню турбіни, тому рекомендується їздити на машині кожні кілька тижнів за маршрутом, де ви можете підтримувати високу швидкість близько 4000-6000 об/хв (залежно від двигуна) принаймні 20 секунд, тим самим зменшуючи відкладення каламіну всередині турбіни, таким чином вдаючись розчинити турбокомпресор і збільшити термін його служби.