Турбина: принцип работы, устройство, эксплуатация.

Инструкции, мануалы, фотографии ...
Ответить
Аватара пользователя
SimpleMan
Старожил
Сообщения: 1458
Зарегистрирован: 10 дек 2009, 12:36
Мой Soul: CRDi,МКПП,Java Brown
Регион гос.номера: 36
Настоящее имя: Игорь
Откуда: Столица Черноземья

Турбина: принцип работы, устройство, эксплуатация.

Сообщение SimpleMan » 01 апр 2011, 09:43

KONDOR писал(а):А вот похоже и наша турбинка (целиком и в разрезе).http://www.avtocars.ru/index.php?action" target="_blank ... iew&id=247
Выдержки из статьи в спойлере. http://www.avtocars.ru/index.php?action ... iew&id=247
СпойлерПоказать
Турбонаддув
Устройство турбонаддува
Turbo1.jpg
Turbo1.jpg (10.14 КБ) 23652 просмотра
Турбонаддув
Турбонаддув состоит из корпуса, вала с крыльчатками, двух опорных и одного упорного подшипников скольжения, системы уплотнений, двух улиток, в которых вращаются крыльчатки. На всю эту конструкцию навешен пневмопривод, приводящий в действие байпасный (перепускной) клапан (на некоторых моделях он отсутствует). Назначение байпасного клапана - регулировать обороты турбины и, соответственно, производительность компрессора. Когда давление воздуха на выходе из компрессора начинает превышать оптимальное, срабатывает пневмопривод, открывающий клапан. В результате часть выхлопных газов напрямую выходит в выхлопную систему, и обороты турбины снижаются. Сама турбина - это крыльчатка, неразъёмно - насаженная на вал и приводящая во вращение другую крыльчатку - компрессор. Турбина изготовлена из жаростойкого сплава, компрессор - алюминиевый, вал - обычная среднелегированная сталь. Отремонтировать эти детали невозможно, их можно только заменить.

Корпус турбонаддува представляет собой сплошную отливку из чугуна, в которой на подшипниках вращается вал. Изнашиваются обычно постель под подшипники и гнездо под уплотнительное кольцо. Исправить можно расточкой под новый размер. Улитка турбины - чугунная деталь сложной формы. Именно она формирует газовый поток, вращающий турбину. Улитка компрессора представляет собой алюминиевую отливку с механически обработанным местом под компрессор. Вращающийся компрессор засасывает воздух через центральное отверстие, сжимает его и по кольцевому каналу подаёт в двигатель.

1 - улитка компрессора; 2 - корпус; 3 - стопорные кольца; 4 - стяжной хомут; 5 - улитка турбины; 6 - уплотнительное кольцо со стороны турбины (аналогичное есть со стороны компрессора, на рис. его не видно); 7 - колесо турбины; 8 - промежуточные втулки подшипников скольжения; 9 - упорный подшипник скольжения; 10 - колесо компрессора; 11 - гайка
Tyrbina.jpg
Tyrbina.jpg (45.58 КБ) 23652 просмотра
Турбокомпрессор в разрезе

Принцип работы турбонаддува
Турбононаддув начинает свою работу с первыми оборотами двигателя и заканчивает её уже после того, как двигатель остановился. При первых вспышках в цилиндрах двигателя выхлопные газы из коллектора сразу же попадают в улитку турбины и начинают вращать вал с крыльчатками. Пока обороты двигателя невелики, давление и скорость выхлопных газов недостаточны. Поэтому компрессор вращается на холостом ходу, не создавая излишнего сопротивления на всасывании. Он просто перемешивает воздух. Нажимаем на педаль газа. Обороты двигателя растут, на панели загорается зеленая лампочка "TURBO" (если она есть), и вы чувствуете ощутимый толчок в спину. Помните: "Турбина включилась..." Она просто вышла на свои рабочие обороты, кстати, очень высокие: 110-115 тысяч об/ мин. Теперь компрессор не просто месит воздух, а эффективно сжимает его и посылает в двигатель. При этом срабатывает соответствующая сервисная система в карбюраторе (ТНВД ли, EFI, неважно), двигатель получает в цилиндры больший весовой заряд топливной смеси, резко (на 50-70 %) возрастает его мощность и, соответственно, расход топлива.
Turbo3.jpg
Turbo3.jpg (61.25 КБ) 23652 просмотра
Схема работы турбонаддува
Turbo4.jpg
Turbo4.jpg (44.94 КБ) 23652 просмотра
Схема работы турбонаддува

Как только вы завели двигатель, начинает работать масляный насос. Масло по системе каналов под давлением поступает на подшипники турбонаддува, и вал начинает вращаться на масляном клине. При этом свою порцию масла получает и упорный подшипник. Чем больше обороты двигателя, тем больше масла поступает на вал турбины и его подшипники. Эти подшипники изготовлены из специально подобранных материалов, для них выбраны оптимальные зазоры. При меньших зазорах возникает опасность подклинивания подшипников при тепловом расширении. При больших - опасность срыва масляного клина и работы в условиях полужидкостного трения, к тому же возникает перекос вала и идёт интенсивный износ уплотнительного кольца. Поскольку зазоры в парах вал - подшипник, подшипник - корпус очень малы и соизмеримы с размерами ячеек масляного фильтра, то следует помнить о чистоте масла и состоянии масляного фильтра.
Причины поломок турбонаддува
Долговечность подшипников скольжения, в отличие от подшипников качения, не зависит в такой мере от частоты вращения. Коэффициент трения у правильно рассчитанных и работающих в условиях жидкостной смазки подшипников скольжения равен 0,001-0,005. Однако, при неблагоприятных условиях работы (высокая вязкость масла, высокие окружные скорости, малые зазоры) коэффициент трения достигает 0,1-0,2, что приводит к снижению оборотов турбонаддува, а следовательно, и снижению его эффективности и повышению нагарообразования из-за повышения теплоотвода. Подшипники скольжения надёжно работают при температуре не более 150 градусов С. При более высоких температурах возникает опасность разрыва масляного слоя в результате разжижения масла. Кроме того, при высоких температурах обычные минеральные масла быстро окисляются и теряют свои смазочные свойства. При полужидкостной смазке непрерывность масляного слоя нарушена, и поверхности вала и подшипника на участках большей или меньшей протяжённости соприкасаются своими микронеровностями. При граничной системе смазки поверхности вала и подшипников соприкасаются полностью или на участках большой протяженности, разделительный масляный слой здесь вообще отсутствует.

Пока двигатель вращается, и масляный насос создает давление, исправный турбонаддув работает нормально. Но рано или поздно вы заглушите двигатель, он остановится, остановится и масляный насос, давление масла в системе мгновенно упадет до нуля, а вал с крыльчатками, который имеет приличный вес и вращается с очень большой скоростью, мгновенно остановиться не сможет. Но масляного клина уже нет. Возникает полужидкостная смазка, переходящая в граничную. В тяжело нагруженных подшипниках возникает перегрев, расплавление, схватывание и заедание подшипника. Плюс грязное масло, и в результате идет интенсивный износ. А допустимый износ подшипников составляет 0,03-0,06 мм в зависимости от модели турбонаддува. Выводы делайте сами.

Это одна из проблем, возникающих в ходе работы турбонаддува. Для того, чтобы она не стала основной, во-первых, вовремя меняйте масло и масляный фильтр. Во-вторых, используйте только масло, предназначенное для двигателей, оборудованных турбонаддувом, которое несложно выбрать среди большого числа существующих хороших масел. Но в дороге всякое может случиться, и если вам пришлось залить неизвестное масло, то не гоните, двигайтесь потихоньку. Двигатель это масло переживёт, а вот турбонаддув - не обязательно. Приехав, домой, сразу же смените масло и масляный фильтр.

И, наконец, третье, самое главное условие нормальной работы турбонаддува. В жизни турбонаддува есть два самых ответственных момента: запуск двигателя и его остановка. При запуске холодного двигателя масло в нём имеет высокую вязкость, оно с трудом прокачивается по зазорам; ещё не установились тепловые зазоры; нагрев разных деталей турбонаддува, а, следовательно, и тепловое расширение, идут с разной скоростью. Поэтому не спешите, дайте двигателю и турбонаддуву прогреться. Если вам надо остановиться, никогда не глушите двигатель сразу. В зависимости от режима езды дайте ему поработать на холостом ходу 2-5 минут (зимой можно дольше). За это время вал турбины снизит обороты до минимальных, а детали, непосредственно соприкасающиеся с выхлопными газами, плавно остынут. В процессе работы крыльчатка турбины и вал сильно нагреваются. Масло, поступающее для смазки подшипников, нагнетается с большой интенсивностью и успевает снять нагрев с вала, не успев перегреться само.

При резкой остановке двигателя прокачка масла прекращается, раскалённая крыльчатка турбины отдаёт большую часть тепла валу, и масляная плёнка, покрывающая детали, разогревается до температуры горения. Идёт интенсивное нагарообразование в районе уплотнительного кольца и несколько меньшее - в районе подшипников и на внутренних поверхностях корпуса турбонаддува. Спасает только то, что масло, предназначенное для таких двигателей, изначально рассчитано на более высокие температуры, чем обычное. Но и оно имеет свои пределы. Владельцам автомобилей Nissan следует помнить, что в этих автомобилях турбонаддувы работают в более напряжённом тепловом режиме, чем, например, у автомобилей Toyota. Значительно облегчает жизнь и продлевает срок службы турбонаддуву турботаймер. Он установлен не на всех автомобилях, но эта функция есть во многих охранных сигнализациях.

Если у вашей машины пошёл интенсивный белый дым из глушителя и упала мощность - турбонаддув надо срочно сдавать в ремонт или менять на новый, потому что в нём изношены подшипники и уплотнительное кольцо около крыльчатки турбины. В результате масло под давлением устремляется в выхлопную трубу, где испаряется и вылетает наружу, создавая дымовую завесу. Расход масла может возрасти до 2-3 литров на 100 км пробега.

Демонтаж турбонаддува
При демонтаже очень неудобно, а порой просто тяжело отсоединить турбонаддув от выхлопного коллектора и приёмной трубы глушителя. Поэтому многие автомеханики, стремясь сделать все как можно проще, допускают распространённую ошибку: они снимают стяжной хомут между улиткой турбины и корпусом, а затем с помощью молотка и зубила снимают турбонаддув. В результате они деформируют посадочные плоскости и гнут вал турбины. Теперь эти железки можно только выбросить. Снимать турбонаддув надо целиком, только после этого можно отсоединять улитку турбины, так как эта операция сама по себе требует зачастую больших физических усилий.

При демонтаже надо внимательно и аккуратно обращаться с подающей трубкой масляной системы. Эта трубка имеет очень тонкие стенки, её легко можно перегнуть, и турбонаддув, сев на голодный масляный паёк, работает после такого ремонта очень недолго. Порой хватает 15-20 мин, чтобы окончательно привести в негодность только что отремонтированный или новый агрегат.

Перед установкой через сливное отверстие в турбонаддуве надо залить 30-50 граммов моторного масла (в зависимости от размеров) и пальцем (пальцем, а не отверткой) повращать вал. Затем масло можно слить, так как свою роль оно уже выполнило, масляная плёнка на деталях теперь есть, а при установке турбонаддува на место вы всё равно разольёте это масло или на себя, или на двигатель - по вашему усмотрению.

Итак, турбонаддув установлен, всё подсоединено, можно заводить. Не спешите. Заведите двигатель, дайте ему прогреться до рабочей температуры, и лишь когда двигатель и турбонаддув прогреются, начинайте постепенно увеличивать обороты. 1500 об/мин - на 5-10 секунд задержитесь, и прислушайтесь к работе турбонаддува. Сбросьте обороты секунд на 20-30. Увеличьте обороты до 2000 и проделайте всё то же самое. И так далее, вплоть до красной зоны, Примерно на 2500-3000 об/мин должен появиться характерный звук работающего турбонаддува: лёгкий чистый свист (некоторые говорят "вой", кому как нравится). Особенно отчётливо этот звук слышен в течение нескольких секунд при резком сбросе оборотов.
....
Как видите, ничего сложного в эксплуатации турбонаддува нет, требуется лишь элементарная аккуратность: вовремя меняйте масло и масляный фильтр, используйте нужные сорта масла, не перегревайте турбонаддув (к перегреву приводят неисправности в системе зажигания или впрыска, длительная езда на высоких оборотах). Следите за состоянием воздушного фильтра, забитый воздушный фильтр создаёт повышенное сопротивление на всасывании и производительность компрессора резко снижается. Порванный фильтр пропускает частицы пыли, которые, соударяясь с крыльчаткой компрессора на высокой скорости, изнашивают её, а заодно и двигатель.
Изображение
Первый SOUL в нашей деревне! Изображение

Ответить

Вернуться в «Технический F.A.Q. KIA Soul 2008-2014»