Turbokompresoriai yra esminė daugelio šiuolaikinių automobilių variklių dalis, užtikrinanti didesnį efektyvumą ir galią. Oro, paduodamo į degimo kamerą, suspaudimas leidžia padidinti jo masę cilindre, o tai iš esmės praplečia galimybes ištobulinti darbo procesą, padidinti kuro ekonomiškumą ir galingumą, sumažinti kenksmingų teršalų arba šilumos apkrovas. Šios srities pirmieji eksperimentai pirmąkart vykdyti XIX amžiaus pabaigoje. Nepaisant garbaus amžiaus, tokie įpūtimo agregatai naudojami ir nūdien. Bet dar populiaresni įrenginiai, kuriuose kompresorius dirba ne nuo alkūninio veleno, o dėl turbinos ratą sukančių išmetamųjų dujų energijos.
Turbokompresoriaus veikimo principai ir privalumai
Nors turbokompresorius išrastas dar 1905 metais, plačiau pradėtas naudoti tik praėjus daugeliui metų. Turboįpūtimo agregato pagrindą sudaro velenas, ant kurio iš vienos pusės turbinos ratas, iš kitos - kompresorius. Turbina, naudodama išmetamųjų dujų energiją, įsuka bendrą veleną, o kartu su juo ir kompresorių, kuris pasiunčia šviežią „užtaisą“ (dyzeliui - orą, benzininiam varikliui - orą arba kuro ir oro mišinį) į cilindrus. Pagrindinės variklio charakteristikos, tokios kaip galingumas, sukimo momentas ir kuro sąnaudos, smarkiai pagerėja įmontavus turbokompresorių. Bet kurie kompresoriai leidžia iš esmės padidinti variklio sukimo momentą ir, dar svarbiau, išpešti iš jo kuo palankesnę apkrovos charakteristiką. Turbokompresoriai ypač efektyvūs dyzeliuose, nes juose didesnis suspaudimo laipsnis ir išmetamųjų dujų slėgis.
Akivaizdu, kad kompresoriaus pajėgumas priklauso nuo to, kokiomis sąlygomis dirba turbina. Jeigu vairuotojas spaudžia akseleratorių, į cilindrus paduodama daug kuro, išmetamųjų dujų energija didelė ir kompresoriui pakanka jėgų dirbti. Bet telieka atleisti pedalą - agregatas liks su „bado daviniu“ ir, kai iš jo vėl pareikalaus dirbti su visa energija, gali sustreikuoti. Kad susidorotų su pereinamaisiais režimais, turbinos ratas padidinamas taip, ją geriau įsuks išmetamosios dujos ir nebus jokios „duobės“. Bet kyla kitas pavojus: kai variklis pradės dirbti normaliu režimu, turbina ims „siūlyti“ kompresoriui pernelyg didelį galingumą. Konstruktoriai nepaliaujamai ieško naujų sprendimų, o sistema nuolat tobulinama.
Turbinos montavimas į atmosferinį variklį: galimybės ir iššūkiai
Daugelis automobilių entuziastų svarsto galimybę įdėti žemo slėgio turbiną į atmosferinį variklį, nedarant didelių pakeitimų, tokių kaip švaistiklių ar stūmoklių keitimas. Tačiau, geriausia visą variklį permesti su turbina, elektroninėmis dalimis, skydeliu ir pan. Pigiausias variantas - parduoti atmosferinį automobilį ir nusipirkti turbo versiją. Brangiau - permesti visą variklį su kompiuteriu.
Turbokompresoriaus sudėtingumas ir profesionalaus požiūrio svarba
Turbokompresorius - tai didelio tikslumo mechanizmas, pagamintas su didelėmis tolerancijomis ir sujungimais. Svarbu suprasti, kad turbokompresoriaus remontas ar keitimas nėra paprastas detalės atsukimas ir prisukimas. Tai ypač sudėtingas, didelio tikslumo reikalaujantis procesas. Turbinos velenas darbo metu sukasi neįtikėtinu greičiu - dažnai viršija 150 000, o mažesnėse turbinose net 250 000 sūkių per minutę (RPM). Detalių tolerancijos siekia vos keletą mikrometrų (1 μm = 0,001 mm). Kokybiškas turbinų remontas atsieina nepigiai, nes tai ne tik pačios turbinos detalių (šerdies, geometrijos) kaina.
Turbina labai retai sugenda pati savaime. Dažniausiai ji tampa prasto variklio darbo, užsikimšusių DPF filtrų, nesandarių įsiurbimo sistemų ar alyvos tiekimo problemų "auka". Pakeitus turbiną, bet nepašalinus pirminės gedimo priežasties, naujoji turbina gali sugesti per kelias minutes ar dienas. Todėl be kvalifikuotų specialistų, originalių dalių ir tinkamos įrangos, kokybiškas turbokompresorių remontas ir montavimas yra neįmanomas. Profesionalūs autoservisai, atliekantys išsamią dyzelinių variklių kompiuterinę ir mechaninę diagnostiką, nustato bei pašalina gedimus ir jų priežastis. Daugelį turbinos gedimų sukelia pašalinės priežastys: nešvarus tepalas, nepakankamas tepimas, ribiniai eksploatavimo režimai ar pažeidimai pašaliniais objektais.
Aukštos kokybės standartai remonte
Specializuoti servisai surenka turbinas naudodami tik patikrintas ir aukštos kokybės detales iš visame pasaulyje pripažintų tiekėjų, kurios yra patikrintos fizinių ir technologinių mokslų centre. Visi turbokompresorių šerdys (kartridžai) montuojami į VSR 400 „Turbotechnics“ stendą, kuriame imituojamas turbokompresoriaus darbas. Čia turbina sukama visu darbo diapazonu, siekiant pašalinti rezonansinį disbalansą, kuris atsiranda turbokompresoriui sukantis virš 30 000 aps./min. Šis stendas tapo savotišku kokybės etalonu, pripažintu didžiųjų turbokompresorių gamintojų, tokių kaip „Garrett“, „BorgWarner“, „Mitsubishi“ ir IHI.
Turbokompresoriai su kintama geometrija yra reguliuojami VNTA Analyser „Turboclinic“ stende, naudojant specialią programą, kuri leidžia tiksliai atkurti gamyklinius parametrus. Automobilių diagnostika atliekama ne tik pagal variklio valdymo bloko klaidų kodus, bet ir stebint įvairius parametrus važiuojant įvairiomis apkrovomis. Tai leidžia tiksliau nustatyti gedimo priežastį ir greičiau ją pašalinti. Restauruotiems turbokompresoriams suteikiama 12 mėnesių garantija be ridos apribojimo, galiojanti laikantis montavimo instrukcijos.
Pasirengimas turbokompresoriaus montavimui
Prieš montuojant naują ar suremontuotą turbokompresorių ant variklio, būtina kruopščiai įvykdyti šiuos reikalavimus ir rekomendacijas:
- Turbinos suderinamumas: Įsitikinti pagal turbinos kodą, ar turbina tinkama Jūsų automobiliui.
- Sistemų valymas ir patikra:
- Išvalyti įsiurbimo ir išmetimo kolektorius, vamzdynus ir aušintuvą (interkulerį). Jie turi būti švarūs, be tepalų, tarpiklių liekanų, dulkių, nuodegų, suodžių ar pašalinių daiktų (veržlės, metalo dalelės, skudurai ir pan.).
- Švariai išvalyti ir išplauti variklio karterio ventiliacijos sistemą. Variklio karteryje, darbo metu, neturi susidaryti slėgis, priešingu atveju turbokompresorius pradės leisti alyvą pro sandariklius.
- Išvalyti ir išplauti alyvos tiekimo ir grįžimo vamzdžius, pašalinti tarpiklių liekanas. Tiekimo vamzdyje esantys pašaliniai daiktai ar nešvarumai gali iš karto sugadinti turbokompresorių. Benzininiams varikliams tiekimo vamzdelį rekomenduojama pakeisti nauju.
- Alyvos nutekėjimo vamzdžio vidinis diametras turi būti min 12 mm - lengviems automobiliams ir min 18 mm - krovininiams automobiliams. Jis turi būti švarus ir nepažeistas. Patikrinti variklinės alyvos privedimo liniją ir drenažinius (suvedimo) vamzdelius, kad jie nebūtų pažeisti, deformuoti ar susiaurėjęs jų skerspjūvis ar neturėtų kitokių įtartinų požymių. Jei kyla abejonių, pakeiskite šias detales.
- Įsitikinti, kad išmetimo sistema ir duslintuvas nesukelia turbokompresoriaus perkrovimo dėl užakimo, neatidarytų sklendžių, sumaigytų vamzdžių ir kitų pralaidumą mažinančių priežasčių. Po turbokompresoriaus remonto būtina pakeisti katalizatorių nauju arba jį eliminuoti. Užsikišęs katalizatorius neleis išmetimo dujoms laisvai išeiti į išmetimo sistemą.
- Alyvos sistemos patikra:
- Nuimti ir išplauti variklio karterį, įsitikinti ar neužsikimšęs tepalo paėmimo tinklelis. Jeigu Jūsų a/m RENAULT ar TOYOTA, būtina nuimti karterį ir gerai jį išplauti. TOYOTA automobiliams taip pat privaloma išplauti tepalo siurblio paėmėją.
- Patikrinti variklio alsuoklį. Įsitikinti, kad variklio karteryje nesusidaro slėgis.
- Patikrinti tepalo padavimo slėgį į turbokompresorių. Šalto variklio tepalo slėgis turi būti apie 6 bar, prie darbinės variklio temperatūros tuščia eiga - apie 1,5 bar. Prie variklio darbinių apsukų tepalo slėgis turi būti ne mažesnis kaip 4 bar.
- Filtrų ir alyvos keitimas:
- Pagal variklio gamintojo nurodymus pakeisti variklinę alyvą, alyvos ir oro filtrus. Į naują alyvos filtrą pripilti šviežios alyvos. Turbodyzeliams minimali alyvos klasė turi būti API CD.
- Jei variklis labai purvinas arba jam buvo darytas bet koks remontas, būtina pakartotinai pakeisti alyvą ir alyvos filtrą po 100-150 km.
- Mes rekomenduojame patikrinti oro filtrą ir, esant reikalui, jį pakeisti.
- Variklio maitinimo ir uždegimo sistema: Patikrinti ar variklio maitinimo ir uždegimo sistemos tinkamai sureguliuotos.
Turbokompresoriaus montavimo procesas ir pagrindiniai reikalavimai
Montuojant turbokompresorių, būtina laikytis griežtų taisyklių ir nenaudoti tam tikrų medžiagų:
- Sumontuokite turbokompresorių ant variklio, naudodami naujas ir patikrintas tarpines.
- KATEGORIŠKAI DRAUDŽIAMA NAUDOTI SANDARINIMO AR JUNGIANČIUOSIUS MIŠINIUS (HERMETIKUS) TEPIMO SISTEMOS KANALŲ SANDARINIMUI. NENAUDOTI jokių keraminių ir silikoninių hermetikų. Taip pat nenaudokite hermetikų sujungimui tarp išmetimo kolektoriaus ir turbokompresoriaus.
- Draudžiama naudoti bet kokius hermetikus montuojant alyvos magistrales (tiek įtekėjimo, tiek ištekėjimo). Negalima leisti patekti smėlio ir dulkių į alyvos įtekėjimo ir ištekėjimo magistrales. Smėlis iš turbinos neišsiplauna.
- Įpilkite švarios variklio alyvos į turbokompresoriaus alyvos tiekimo angą tol, kol alyva pradės tekėti iš nutekėjimo angos.
- Prijungti alyvos padavimo vamzdelį prie turbinos ir patikrinti ar sujungimas švarus, kokybiškas ir sandarus.
- Prieš pajungdami alyvos nuvedimo vamzdelį (žarną), prasukite variklį tol, kol atsiras pastovus alyvos srautas iš turbokompresoriaus drenažinio kanalo. Starteriu prasukti variklį (jo neužvedant), kol variklio alyva pradės tekėti iš turbokompresoriaus nutekėjimo angos.
- Prijungus alyvos nutekėjimo vamzdį, įsitikinti sujungimo patikimumu ir sandarumu.
- Sumontavus išmetimo vamzdį prie turbinos išmetimo angos, patikrinti sujungimo sandarumą ir patikimumą.
- Sujungus oro įsiurbimo ir išleidimo vamzdžius ir priveržus varžtus, patikrinti sujungimų patikimumą ir sandarumą.
Pirmasis užvedimas ir eksploatavimo rekomendacijos po montavimo
Po pilno turbokompresoriaus sumontavimo ir pajungimo, būtina laikytis šių nurodymų:
- Pilnai sumontavę ir pajungę turbokompresorių, leiskite varikliui dirbti laisvąja eiga ne mažiau 3 minutes.
- Užvedus variklį tuščia eiga, nedidinti apsukų ir neapkrauti variklio 5 minutes. Variklį užveskite tik tuščia eiga (nespaudžiant akseleratoriaus). Nedidinkite apsukų ir neapkraukite variklio 20-30 sekundžių.
- Patikrinkite alyvos slėgį turbokompresoriaus įėjime. Darbinis režimas ~4 bar, tuščia eiga ne mažiau 1,4 bar esant karštai alyvai.
- Padidinkite apsukas ir patikrinkite, ar nėra alyvos, oro, dujų, aušinimo skysčio nutekėjimų.
- Patikrinti ar vamzdžiai ir sujungimai nesideformuoja darbo metu.
- Atsiradus pašalinių garsų, sklindančių iš turbinos (kaukimas, švilpimas ir t. t.) esant skirtingoms variklio apsukoms, taip pat atsiradus tepalo ortakiniuose atvamzdžiuose, nedelsdami išjunkite variklį ir kreipkitės į specialistus.
Eksploatacijos taisyklės po remonto
Jei varikliui buvo atliktas einamasis ar kapitalinis remontas (variklis turi būti užpildytas nauja alyva su nauju alyvos filtru), būtina po 100 km lengvajam automobiliui ir po 500 km sunkvežimiui pakeisti alyvą ir alyvos filtrą. Jei variklis ką tik po kapitalinio remonto, nuvažiavus pirmus 200-300 km būtina pakeisti alyvos filtrą.
Bendrosios eksploatacijos taisyklės:
- Būtina keisti alyvą, alyvos filtrą ir oro filtrą pagal automobilio gamintojo nurodymus. Keičiant alyvą ir alyvos filtrą, naują filtrą pripildyti šviežios alyvos.
- Kol variklis nėra sušilęs iki darbinės temperatūros - venkite staigaus pajudėjimo.
- Po kelionės sustojus būtina ataušinti turbokompresorių, leidžiant varikliui padirbti laisva eiga 1-2 min. prieš jį užgesinant.
- Nenaudokite plovimo alyvų ar bet kokių alyvos priedų ir neplaukite variklio iš vidaus. Jei variklis labai užterštas, dar kartą pakeiskite alyvą ir filtrą nuvažiavus 500-1000 km.
Turbokompresoriaus gedimo požymiai ir pasekmės
Sumažėjusi automobilio trauka yra vienas aiškiausių ženklų, kad variklis dirba ne taip, kaip turėtų. Vairuotojai tai pajunta akimirksniu - automobilis vangiai reaguoja į akseleratorių, sunkiau įsibėgėja, o lenkimo manevrai tampa rizikingesni nei įprastai. Nors galios sumažėjimas gali kilti ir dėl kitų priežasčių, pavyzdžiui, užsikimšusio kuro filtro ar sugedusių purkštukų, turbinos gedimai paprastai pasireiškia staiga. Jei turbina nustoja veikti tinkamai, varikliui tiesiog trūksta oro - jis nebegali atlikti savo darbo pilnu pajėgumu. Tai ypač aktualu turintiems dyzelinį ar benzininį variklį su turbina.
Turbinos gedimą dažnai lydi ir papildomi reiškiniai:
- Neįprasti garsai: Labai dažnas simptomas - neįprastas švilpiantis ar cypiantis garsas iš variklio dalies. Kai turbinos guoliai susidėvi arba menčių paviršius pažeidžiamas, turbokompresorius pradeda veikti nelygiai ir sukelia garsus, kurių anksčiau nebūta.
- Dūmingumas: Mėlyni dūmai gali reikšti, kad alyva patenka į turbokompresorių dėl nusidėvėjusių sandariklių. Juodi dūmai rodo, kad variklis gauna per mažai oro, todėl kuras pilnai nesudega - tai dažnas turbinos slėgio sumažėjimo požymis.
- Degalų sąnaudų padidėjimas: Degalų sąnaudos padidėja, nors važiavimo stilius nepakito.
- Alyvos nutekėjimas: Apžiūrėjus turbinos sritį, matomos alyvos dėmeles, šlapius paviršius arba alyvos takelius ant žarnų ir metalinių detalių.
- Pažeistos žarnos: Įsiurbimo ir išmetimo žarnos yra atsikabinusios, įtrūkusios arba suglebusios. Rekomenduojama patikrinti ir interkulerio vamzdžius - jei girdite šnypštimą, galbūt oras išteka iš įtrūkusios tarpinės.
- Degėsių kvapas: Rodo perkaitimą arba alyvos degimą turbinoje.
Jei pastebite bent kelis iš šių simptomų, tikėtina, kad reikalingas profesionalus turbinų remontas. Kuo ilgiau važiuosite ignoruodami šiuos požymius, tuo didesnė rizika sukelti rimtesnių gedimų.
Rizika ignoruojant turbinos gedimus
Sugedusi turbina gali sukelti žymiai didesnius gedimus, nei iš pradžių atrodo. Jei turbina pradeda leisti alyvą į įsiurbimo sistemą, susidaro rizika vadinamajam „diesel runaway“ - situacija, kai variklis pats ima deginti alyvą ir nebereguoja į uždegimą. Tai labai pavojinga ir daugeliu atvejų baigiasi visišku variklio sugadinimu. Jei subyra turbinos mentės, jos gali patekti į interkulerį, o vėliau - į cilindrus. Į cilindrus patekusios metalo nuolaužos gali subraižyti sieneles, pažeisti vožtuvus ir stūmoklius. Dar vienas pavojus - dėl alyvos nutekėjimo sumažėjęs tepalo lygis. Jei variklis dirba be pakankamos lubrikacijos, jis labai greitai perkaista ir sugenda. Taip pat rizikuojate sugadinti katalizatorių ar DPF filtrą, nes deginama alyva virsta tirštais dūmais, užkemšančiais išmetimo sistemą. Todėl, jei įtariate turbinos gedimą, toliau važiuoti nereikėtų.
Turbinos gedimų priežastys ir profilaktika
Turbinos gedimai retai įvyksta be priežasties. Dažniausiai jie susiformuoja palaipsniui, o pirmieji signalai būna tokie subtilūs, kad dauguma vairuotojų jų nepastebi. Pagrindinės gedimų priežastys:
- Alyvos kokybė ir keitimo intervalai: Nekokybiška arba per retai keičiama alyva. Turbina dirba itin aukštais apsisukimais ir reikalauja švarios, skystos, gamintojo reikalavimus atitinkančios alyvos. Jei alyva pasensta, tirštėja arba praranda tepamąsias savybes, jos nebepakanka turbinos guoliams, todėl jie ima perkaisti ir greičiau dėvisi.
- Užsikimšęs oro filtras: Jei variklis negauna švaraus oro, turbina priversta dirbti sunkiau, o į ją gali patekti dulkių ir nešvarumų dalelių, galinčių pažeisti menteles.
- Pažeistos įsiurbimo žarnos: Nekokybiškai sumontuotos arba nusidėvėjusios įsiurbimo žarnos.
- Agresyvus vairavimas: Staigus akseleravimas, aukštų apsukų išlaikymas ilgesnį laiką ar variklio gesinimas iškart po intensyvaus važiavimo.
Priežiūra po turbinos remonto ar montavimo
Net ir puikiai atliktas turbinų remontas negarantuoja amžinos turbokompresoriaus kokybės - viskas priklauso nuo to, kaip automobilis prižiūrimas po remonto. Pirmas ir svarbiausias patarimas - reguliariai keisti alyvą. Tai vienas pigiausių, bet efektyviausių būdų užkirsti kelią turbinos susidėvėjimui. Alyvą reikėtų keisti dažniau nei minimaliai rekomenduoja gamintojas, ypač jei automobilis dažnai eksploatuojamas mieste, kur variklis nuolat dirba ne optimaliomis sąlygomis.
Kitas svarbus žingsnis - neleisti varikliui dirbti aukštomis apsukomis iš karto po užvedimo. Turbina turi gauti pakankamai alyvos, todėl pirmąsias 1-2 minutes važiuokite ramiai. Taip pat svarbu reguliariai tikrinti, ar nėra įsiurbimo žarnų pažeidimų, ar interkuleris neužsikimšęs, ar oro filtras pakankamai švarus. Net ir nedidelis oro srauto sutrikimas gali priversti turbiną dirbti maksimaliu režimu, dėl ko ji greičiau dėvisi. Venkite pigios, neaiškios kilmės alyvos, filtrų ir detalių - tai tiesiogiai lemia turbinos būklę.
Profesionalios diagnostikos ir remonto svarba
Jei pastebėjote galios sumažėjimą ir bent kelis turbinos gedimo požymius, geriausia nedelsiant kreiptis į kvalifikuotus specialistus. Servise atliekama kompiuterinė diagnostika, kuri padeda nustatyti klaidų kodus ir tiksliai įvertinti turbokompresoriaus slėgio darbą. Dažniausiai aptinkamos klaidos susijusios su „underboost“ arba „overboost“ - tai reiškia, kad turbina sukuria per mažą arba per didelį slėgį. Po elektroninės diagnostikos meistrai atlieka mechaninę patikrą: įvertina turbinos ašies laisvumą, sparnuočių būklę, slėgio nuostolius sistemoje, alyvos padavimą ir žarnų sandarumą. Kartais problema slypi ne turbinoje, bet susidėvėjusioje vakumo sistemoje, slėgio reguliatoriuje arba tuščiosios eigos vožtuve. Todėl svarbu pasitikėti meistrais, kurie geba įvertinti visą sistemą, o ne tik vieną detalę.
Profesionalai taip pat pateiks rekomendacijas dėl remonto tipo - ar verta restauruoti esamą turbiną, ar ekonomiškiau bus ją pakeisti į naują ar restauruotą gamyklinę. Turbinų remontas paprastai prasideda nuo turbinos nuėmimo ir išardymo. Tik taip galima tiksliai nustatyti pažeidimų mastą. Meistrai atidžiai apžiūri guolius, sandariklius, sparnuotes ir visą šerdį. Dažniausi gedimai - susidėvėję slydimo guoliai, nutrupėjusios mentės, įskilusi šerdis ar alyvos nuotėkis per sandariklius. Suradus problemą, pažeistos dalys keičiamos naujomis, o turbina vėl surenkama ir balansuojama specialia įranga. Balansavimas yra itin svarbus, nes net mažas disbalansas gali sukelti vibraciją ir vėl sugadinti turbiną. Profesionalus turbinų remontas apima ir sistemos išvalymą: išplaunamas interkuleris, tikrinami alyvos kanalai, keičiami filtrai. Po remonto automobilio galia grįžta į įprastą lygį, o vairavimas vėl tampa lengvas ir dinamiškas. Dauguma servisų suteikia garantiją, todėl galite būti tikri dėl atliktų darbų.
tags: #turbinos #montavimas #i #atmosferini #varikli