Специалист по тех. вопросам:
8-912-225-12-75
г. Екатеринбург
ул. Завокзальная , 4А

E-mail: info@turbo66.ru

Общие сведения о ТКР

Мощность, развиваемая поршневым двигателем внутреннего сгорания, зависит от наполнения цилиндров горючей смесью. С увеличением частоты вращения коленчатого вала мощность достигает максимальной величины, а затем начинает падать. Это связано с тем, что с ростом скорости воздушного потока наполнение уменьшается из-за увеличения сопротивления впускного трубопровода. Для улучшения мощностных характеристик моторов используют наддув.

Наддув — нагнетание воздуха в цилиндры двигателя для увеличения их наполнения горючей смесью. Избыточное давление выше атмосферного получают с помощью различных нагнетателей (компрессоров), что позволяет повысить мощность мотора при тех же габаритах и массе.

Компрессоры с механическим приводом от коленчатого вала двигателя требуют дополнительных затрат топлива и имеют ограниченное применение.

Турбокомпрессоры приводятся в действие неиспользуемой энергией отработавших газов. Они получили в настоящее время наибольшее распространение, так как не требуют дополнительного расхода топлива в отличие от компрессоров с механическим приводом. Турбокомпрессоры, как правило, снабжаются охладителем.

Охладитель наддувочного воздуха устанавливается на выходе из турбокомпрессора для уменьшения температуры горючей смеси и увеличения ее плотности. При этом повышается наполнение цилиндров, снижается тепловая нагрузка на детали двигателя и уменьшается содержание окислов азота в отработавших газах.

Устройство турбокомпрессора (рис. 1) включает в себя три основные части — корпус турбины, корпус подшипников с ротором в сборе и корпус компрессора.

  • Корпуса турбины и компрессора в обиходе называют “улитки”. Турбинный корпус связан с выпускным, а компрессорный — с впускным трубопроводами.
  • В корпусе подшипников установлен ротор в сборе, представляющий собой вал, на котором жестко закреплены турбинное и компрессорное колеса с лопастями. Ротор вращается на подшипниках скольжения. Они смазываются и охлаждаются моторным маслом, поступающим из системы смазки двигателя. Для снижения температуры корпуса в нем могут быть предусмотрены каналы подачи охлаждающей жидкости.

 

Ограничение давления наддува осуществляют с целью защитить двигатель от перегрузки.

  • Перепускной клапан, управляемый пневматическим приводом (см. рис. 1), при определенной величине давления наддува направляет часть отработавших газов в обход турбины.

 



Рис 1. Устройство турбокомпрессора:

  1. корпус подшипников;
  2. турбинное колесо;
  3. перепускной клапан;
  4. корпус турбины; 
  5. масляные каналы;
  6. вал ротора;
  7. подшипник скольжения;
  8. компрессорное колесо;
  9. корпус компрессора;
  10. пневмопривод перепускного клапана

 

Работа турбокомпрессора происходит под воздействием потока отработавших газов, вращающих турбинное колесо и вал ротора. Установленное на том же валу компрессорное колесо нагнетает воздух во впускной трубопровод. На некоторых режимах работы мотора проявляют себя особенности турбонаддува.

  • “Турбояма” (турболаг)” — задержка увеличения оборотов и мощности двигателя при резком нажатии на педаль акселератора (“газа”). Эффект связан с инерционностью системы — требуется время, чтобы ускорившийся поток выхлопных газов раскрутил турбину. Основной способ устранения — снижение размеров и массы вращающихся деталей для облегчения их быстрого раскручивания. Однако это ведет к снижению производительности турбокомпрессора и для сохранения необходимого давления наддува приходится увеличивать частоту вращения ротора или применять корпус турбины с изменяемым проходным сечением.
  • “Турбоподхват” возникает при увеличении оборотов и скорости движения выхлопных газов после преодоления “турбоямы”. Вследствие этого резко увеличивается давление наддува, создаваемого турбокомпрессором и, соответственно, мощность двигателя. Чтобы исключить перегрузку деталей кривошипно-шатунного механизма и детонацию (в бензиновых двигателях), необходимо такое же резкое ограничение давления наддува.

Наиболее эффективный способ устранения этих недостатков — оснащение современных турбокомпрессоров электронной системой управления.

 

 

Неисправности и ремонт турбокомпрессоров

 

Основные причины преждевременного выхода из строя турбокомпрессора связаны с ухудшением смазки подшипников ротора, загрязнением масла и попаданием в лопасти колес посторонних предметов.

  • Недостаток масла, смазывающего подшипники, вызывает его перегрев и коксование на трущихся поверхностях, наволакивание металла на ось ротора, интенсивный износ сопрягаемых деталей. Происходит увеличение осевого и радиального зазоров ротора и задевание лопастей колес за корпус. Повышенная температура отработавших газов, например при неправильно установленных моментах зажигания и впрыска, ускоряет этот процесс.
  • Загрязнение поступающего масла продуктами износа двигателя и плохая его фильтрация вызывают образование задиров на рабочих поверхностях подшипников и ротора и их ускоренный выход из строя. Последствия аналогичны описанным выше.
  • Повреждение компрессорного колеса возможно при попадании посторонних предметов на его лопасти в случае разгерметизации трубопровода между воздушным фильтром и турбокомпрессором.
  • Повреждение турбинного колеса происходит при попадании кусочков окалины со стенок выпускного трубопровода или мелких обломков клапанов, поршневых колец и поршней двигателя.

В связи с тем, что частота вращения ротора очень велика, малейшее нарушение динамической балансировки при деформации лопастей колес вызывает биения и выход узла из строя.

 

Установку на автомобиль отремонтированного турбокомпрессора надо доверять специалистам, так как гарантия на работоспособность восстановленного узла сохраняется только при обязательном выполнении следующих операций:

  • удаляют все загрязнения из впускного и выпускного трубопроводов;
  • прочищают трубки подвода и отвода масла к турбокомпрессору или при необходимости заменяют их на новые;
  • проверяют на наличие трещин фланец выпускного коллектора для присоединения турбокомпрессора;
  • заменяют моторное масло в двигателе, масляный фильтр и при необходимости воздушный.

Кроме того, при сборке соединений трубопроводов не допускается использование любых герметиков, так как их затвердевшие куски могут попасть в лопасти колес или в систему смазки и полностью вывести узел из строя.

 

 

Рекомендации

 

Эксплуатируя автомобиль с турбокомпрессором, желательно ориентироваться на следующие правила.

  • Нельзя глушить двигатель на повышенных оборотах, сначала следует перейти на холостой ход на 3–5 минут, и только после этого остановить мотор.
  • Перед тем как тронуться с места, обязательно дать двигателю поработать на холостом ходу минимум 30 секунд.
  • Необходимо своевременно менять моторное масло, масляный и воздушный фильтры, используя только рекомендованные автозаводом для данного двигателя с турбонаддувом. У автомобилей с пробегом свыше 150 тыс. км такая замена рекомендуется через 5–7 тыс.км.
  • Следует периодически проводить диагностику двигателя. При этом специалисты особое внимание обращают на регулировку топливной аппаратуры, системы зажигания в бензиновых моторах и исправность вентиляции картера.