Ремонт турбины двигателя: разбираемся в устройстве и видах поломок

Устройство и принцип работы турбины двигателя

Турбонагнетатель состоит из двух компонентов – газовой турбины и компрессора. Турбина преобразует тепловую энергию выхлопных газов в кинетическую энергию вращения лопастей. Она создает избыточное воздушное давление, которое затем с помощью компрессора подается во впускной тракт двигателя.

Компрессор – это воздушный насос, закачивающий увеличенную порцию атмосферного воздуха во время такта впуска в цилиндр. Для правильного смесеобразования требуется пропорциональная подача кислорода и топлива. При смешении они образуют горючую смесь. Чем ее больше поступает в цилиндры, тем выше мощность двигателя. За счет увеличения впускного давления удается добиться лучшего наполнения цилиндров и лучшей отдачи мотора при одном и том же рабочем объеме.

Турбонагнетатель состоит из следующих компонентов:

• компрессор в разборном корпусе;
• «улитки» – спиралевидные газовый и воздушный каналы;
• подшипники вращения в обойме;
• крыльчатка компрессора;
• лопастная газовая турбина;
• центральный вал ротора.

Основой турбины является ротор, смонтированный на специальной оси. Корпус ротора изготавливается из тугоплавких материалов, потому что очень сильно нагревается в процессе работы из-за температуры выхлопных газов.

Чтобы добиться плотного контакта между ротором и крыльчаткой, конструкторы заставили их работать в разных направлениях. Рассмотрим принцип действия:

• часть выхлопных газов перенаправляется обратно во впускной тракт;
• здесь для них предусмотрен специальный заход в виде спирали, по которой газы поступают на лопасти;
• в спиральном канале газы ускоряются и раскручивают ротор.

Такая схема обеспечивает вращение ротора и подачу воздуха под давлением в двигатель. Ось вала, на котором крепится ротор, вращается на подшипниках. Для обеспечения хорошего скольжения требуется высококачественное масло. Система смазки турбины объединена с масляной системой двигателя – так обеспечивается лучшее охлаждение. Сальники и уплотнительные кольца на валу предотвращают течи масла. Дополнительную преграду создают разделенные потоки воздуха и выхлопных газов. Их нельзя изолировать на 100 %, но небольшое попадание выхлопных газов в цилиндры не приведет к ремонту.

Современная конструкция создавалась десятилетиями. Несколько поколений инженеров трудились над тем, чтобы довести до ума идею использования тепловой энергии газов для повышения КПД мотора.

Читайте также!

«Синтетика или полусинтетика: разбираемся в составе масел» Подробнее

Долгое время существовала проблема паузы в работе турбины при нажатии на педаль газа. Ротор обладает определенной инерцией. На малых оборотах двигателя скорости и объема газов не хватает для раскрутки вала. Поэтому появляется так называемая турбояма. Если увеличить производительность турбины, то на высоких оборотах двигателя она пойдет вразнос и потребует ремонта. Проблема была решена с помощью двух компенсационных клапанов. Один стравливает лишний воздух, поступающий в цилиндры, а другой – избыточное давление в «улитке». Таким образом, турбина вступает в работу практически мгновенно и не перегружается на высокой скорости.

Турбина подает в цилиндры горячий воздух, который провоцирует детонацию двигателя. Это очень пагубно сказывается на его ресурсе и ведет к ремонту. Для борьбы с данным явлением воздух охлаждают с помощью интеркулера.

Интеркулер выполняет две функции. Во-первых, охлажденный воздух снижает вероятность детонации (самопроизвольного воспламенения горючей смеси от высокой температуры и давления). Во-вторых, чем ниже температура, тем выше плотность при одном и том же объеме и, соответственно, большее количество кислорода попадает в цилиндр.

Суть работы объясняется двумя процессами:

Когда турбина получает достаточную порцию газов, она резко дает импульс для наращивания оборотов двигателя. Количество отработанных газов увеличивается и еще больше раскручивает ротор. Процесс нарастает лавинообразно, и мотор может попасть в ремонт. Для контроля используется регулирующий механизм. Он представляет собой мембрану, оснащенную пружиной тарированной жесткости, которая реагирует на давление наддува. Превышение заданного значения заставляет мембрану прогибаться и давить на клапан, через который лишнее давление уходит в атмосферу. Таким образом регулируется процесс наполнения цилиндров воздухом.

Дизельный двигатель первым получил наддув, и регулировка давления выглядит следующим образом:

• избыток воздуха в компрессоре компенсируется открытием клапана;
• когда давление приходит в норму, клапан закрывается и компрессор работает в штатном режиме.

Неполадки в работе турбины двигателя

Диагностика работы турбины выполняется на специализированном автосервисе. Но водитель автомобиля может сам распознать признаки скорого ремонта турбины двигателя.

Синий дым из выхлопной трубы означает проблемы с мотором. Если он снабжен системой турбонаддува, то следует обратить внимание на систему ее смазки. Масло может попадать в двигатель через уплотнения ротора или интеркулера. Кроме того, выхлопные газы могут прорываться в картер двигателя и создавать избыточное давление, которое также приводит к повышенному расходу масла через систему вентиляции.

Сбои в работе системы управления турбокомпрессором тоже приводят к ее ремонту. Белый выхлоп сообщает о засорении канала слива масла из турбины.

Подтеки масла на корпусе и в местах присоединения патрубков говорят о скором ремонте турбины бензинового двигателя. Следует обратить внимание на чистоту воздушных каналов. Также надо проверить состояние внутренних полостей корпуса ротора на предмет закоксовавшегося масла. Затем проконтролировать и при необходимости прочистить систему смазки турбины.

Правильная работа турбины сильно влияет на динамические характеристики автомобиля. Если водитель заметил, что мотор «не тянет», наблюдаются провалы в работе, вялый разгон, то, в первую очередь, надо продиагностировать состояние турбокомпрессора. Регулярная профилактика и своевременное обслуживание сберегут нервы и содержимое кошелька автолюбителя. Ведь ремонт турбины бензинового или дизельного двигателя стоит дорого. Заметив признаки неисправности двигателя, не ленитесь заглянуть под капот.

Читайте также!

«Неисправность подушки двигателя: причины, симптомы, замена» Подробнее

Необычный шум со стороны силового агрегата может быть вызван, в том числе, и неплотным прилеганием «улитки» к впускному тракту. Неисправность может стать следствием ослабшего крепления или коробления привалочных плоскостей после перегрева мотора. Независимо от причины, ремонт неизбежен. В некоторых случаях встречаются трещины на корпусе, вызванные дефектом изготовления либо усталостью металла при большом пробеге. Шум порожден воздухом, который прорывается в образовавшуюся щель. В критической ситуации трещины и коробление корпуса заставят крыльчатку биться о стенки, и здесь уже будет не шум, а металлический скрежет, который ведет к ремонту.

Масляное запотевание компрессора также говорит о неисправности или их «букете». Закоксовывание каналов смазки, износ подшипников ротора, потеря эластичности резиновых уплотнений, засорение масляного слива – вот перечень типичных причин ремонта агрегата.

Ремонт турбины двигателя

Практически все моторы, работающие на «солярке», снабжены наддувом, поэтому ремонт турбины дизельного двигателя встречается чаще. Его можно выполнить своими силами при наличии инструмента и приспособлений. Слесарные навыки и аккуратность сборки помогут добиться хорошего результата. Не забывайте: песчинки, попавшие в корпус турбины, могут окончательно вывести ее из строя. Если сомневаетесь в своих способностях, то, может быть, стоит обратиться в специализированную ремонтную мастерскую, которая даст гарантию на свою работу.

Ремонт турбины двигателя давно поставлен на поток. Приступая к разборке, подготовьте запасные части. Они продаются как отдельно, так и в составе ремкомплекта:

• во-первых, надо заменить вкладыши ротора;
• во-вторых – уплотнительные кольца и манжеты;
• в-третьих – крепеж, отвечающий за соединение корпусных частей.

Ремонт турбины двигателя начинается с демонтажа. Последовательность действий:

Ремонт производим в обратном порядке, заменяя дефектные детали новыми из ремкомплекта.

После монтажа вкладышей проверяем вал на люфт. Если люфт в норме, продолжаем сборку. Обязательно покрываем вкладыши с рабочей стороны моторным маслом.

Стопорные кольца должны четко сесть в углубления на свои места.

Читайте также!

«Вибрация после замены подушек двигателя: причины и методы «лечения»» Подробнее

Теперь ставим на место подшипник скольжения, предварительно смазав его. Фиксация осуществляется стопорным кольцом.

Наконец, монтируем компрессорный вкладыш и вставляем ось на место. Надеваем на нее кольцо-пластину и затягиваем с помощью динамометрического ключа.

Ставим грязезащитную пластину, прижимаем ее стопорным кольцом и возвращаем на место «улитки».

Ремонт турбины бензинового или дизельного двигателя осуществляется по вышеописанному алгоритму. Безусловно, существуют нюансы для разных моделей, которые надо учитывать по факту разборки. Если же обнаружен существенный износ или трещины корпусных деталей, то лучше сразу заменить весь узел на новый.

Что автовладельцы говорят о ремонте турбины двигателя