ПРОБЛЕМНЫЕ МОМЕНТЫ С ТУРБИНОЙ
Факторы, влияющие на срок службы турбокомпрессора(турбины)
Анализ поврежденных ТКР показывает, что около 40% повреждений являются следствием попадания посторонних предметов на лопатки компрессорного или турбинного колес. Еще 40% повреждений вызваны неисправностью системы смазки. Оставшиеся 20% повреждений вызваны другими причинами.
К посторонним предметам, которые часто попадают на лопатки турбинного колеса, относятся: отломившиеся части клапанов и камеры сгорания; неправильно установленная прокладка(части прокладки могут оторваться и попасть в выпускной коллектор); болты, гайки и шайбы, которые при замене ТКР падают в выпускной коллектор; отломившиеся части поршней ДВС. Все эти предметы, даже при незначительном своем размере, приводят к серьезному повреждению турбинного колеса.
Повреждение компрессорного колеса от попадания посторонних предметов случается реже, чем турбинного колеса. К посторонним предметам, попадающим на компрессорное колесо, относятся: элементы воздушного фильтра; кусочки резины или армирующей проволоки, оторвавшиеся от впускных патрубков; болты, гайки и шайбы, попавшие во впускной патрубок при замене ТКР.
Неисправностей системы смазки, вызывающих повреждения ТКР, может быть несколько. Наиболее часто встречаются отложения в трубопроводах, по которым подается и отводится масло в ТКР. Эти отложения значительно уменьшают площадь проходного сечения трубопровода, а иногда и полностью забивают трубопроводы. Для нормальной работы ТКР очень важно, чтобы при тяжелых условиях работы подавалось определенное производителем количество масла в подшипники ТКР. Масло перед подачей в подшипники обязательно должно пройти через фильтр. При постоянной подаче чистого масла в необходимых количествах подшипники ТКР могут проработать тысячи часов без заметного износа.
Повреждения ТКР могут быть вызваны также повышенной температурой отработавших газов при работе машины на больших высотах над уровнем моря. Любой двигатель, который работает при температурах близким к предельным на уровне моря, превысит эти температуры на высоте 1500м над уровнем моря. Также работа на таких высотах над уровнем моря может привести к превышению максимальной скорости вращения вала ТКР. Поэтому необходимо в соответствии с требованиями производителя изменить систему подачи топлива. Кроме этого, на увеличение температуры отработавших газов значительное влияние оказывают: позднее зажигание, бедная сместь и поздний момент впрыска.
Повышенное сопротивление на впуске, причинами которого могут быть воздушный фильтр, поврежденные соединения или патрубки недостаточного диаметра, ведет к уменьшению количества воздуха, поступающего в цилиндры, и повышению температуры отработавших газов. Повышенное сопротивление на впуске и работа на больших высотах над уровнем моря могут привести к поломке корпуса турбинного колеса и даже к поломке самого турбинного колеса под действием высоких температур.
Если не менять воздушный фильтр в соответствии с требованиями производителя, то существует высокая вероятность отложения грязи в корпусе компрессорного колеса, что приведет к уменьшению поступления воздуха в цилиндры и далее к перегреву. Так же неплотно прилегающие прокладки во впускном и выпускном коллекторе приводят к уменьшению подачи воздуха.
Иногда соединения ТКР с впускным и выпускными коллекторами сделаны так, что расширение выпускного коллектора и других частей, соединенных с ТКР, вызывают действие больших нагрузок на элементы ТКР. Эти нагрузки могут привести к изменению размеров корпусов турбинного и компрессорного колес так, что колеса начнут тереться по корпусам. Недостаточно жесткое крепление ТКР к двигателю, которое не может предотвратить чрезмерную вибрацию ТКР, может вызвать так же искажение формы элементов ТКР и привести к поломкам.
Поломку ТКР можно практически исключить, если не допускать попадания посторонних предметов на лопатки турбинного и компрессорного колес, превышения допустимых температур работы ТКР и если обеспечить подачу качественного масла в ТКР в требуемом количестве.
Утечка масла из ТКР: причины и способы устранения
Наиболее часто владельцы турбированных машин обращаются к нам и нашим коллегам со словами «турбина погнала масло, отремонтировать сколько будет стоить, а есть такая нормальная бэушная?». Далее выбирается какой-либо вариант по тексту или ставится заглушка. Но на самом деле причиной утечки масла в большинстве случаев является не ТКР, а неправильная его установка или неправильные обслуживание и эксплуатация двигателя. Чтобы понять из-за чего же «турбина погнала масло» рассмотрим следующие моменты:
- Масло внутри ТКР
- Уплотнения
- Масло во впуске/выпуске компрессора
- Масло на выходе из компрессора
- Утечка масла в компрессоре карбюраторного двигателя
Масло на выходе из турбины
Масло под давлением через напорную магистраль подается в корпус ТКР. Проходя через подшипники с большой скоростью, масло смешивается с воздухом. На выходе из подшипников масло, смешанное с воздухом, представляет собой уже некую пену, которая под действием силы тяжести сначала стекает вниз корпуса ТКР, а затем по сливной магистрали в масляный поддон двигателя. Если на ее пути окажется какое-либо препятствие, то она начнет собираться в корпусе ТКР. Когда уровень масляной пены превысит уровень уплотнений, масло начнет поступать в корпусы турбинного и компрессорного колес через промежуток в уплотнительном кольце.
Уплотнения
Наиболее частой ошибкой в представлениях о ТКР является представление о назначении уплотнений со сторон турбинного и компрессорного колес. Основным назначением этих уплотнений является предотвращение попадания газов под высоким давлением в корпус ТКР и далее в картер двигателя. Тот факт, что эти уплотнения не дают маслу попадать в корпуса турбинного и компрессорного колес, вторичен. ТКР некоторых моделей производятся даже без уплотнения со стороны турбинного колеса. Почти во всех случаях утечка масла из ТКР не является следствием нарушения уплотнений, хотя существуют и исключения из этого правила.
Масло во впуске/выпуске компрессора
Причиной некоторых «утечек» является воздушный фильтр. В воздушном фильтре(мокрого типа) с уже загрязненным маслом или недостаточной емкости воздух, проходящий через него с большой скоростью, может захватывать капли масла и нести их в корпус компрессора. Такаю «утечку» можно наблюдать только на выходе из компрессора, а чтобы ее устранить необходимо заменить либо масло в фильтре, либо заменить фильтр на другой.
Масло на выходе из компрессора
Воздушный фильтр сухого типа после продолжительной работы забивается частицами пыли, его сопротивление увеличивается и следовательно увеличивается падение давления на нем. Появляется небольшой вакуум на входе в компрессор. Этот вакуум никак не влияет на утечку масла, если двигатель работает при средних или больших нагрузках, потому что за компрессорным колесом существует избыточное давление. При работе двигателя на холостых оборотах или при малых нагрузках вакуум образуется не только на входе в компрессор, но на выходе из него. Если такое состояния продлится некоторое время, то масло начнет высасываться из корпуса ТКР и попадать во впускной коллектор двигателя. Решение такой проблемы довольно простое. Можно либо установить датчик между воздушным фильтром и ТКР, который будет показывать когда необходимо заменить фильтр, либо проводить замену фильтра в соответствии с требованиями производителя авто.
Утечка масла в компрессоре карбюраторного двигателя
ТКР, установленный на карбюраторном двигателе перед карбюратором, комплектуется механическим(обычно карбоновым) уплотнением. Такое уплотнение не позволяет попадать маслу в коллектор даже при резком сбросе газа(закрытии дроссельной заслонки), которое ведет к резкому созданию вакуума на впуске в ТКР. Любая утечка масла на выходе из компрессора в такой конструкции свидетельствует о неисправности уплотнения.
Масло на выходе из турбины
Обычно утечка масла на выходе из турбины свидетельствует о проблемах в дренажной системе. Что-то заставляет подниматься масляную пену выше уровня уплотнений. Необходимо убедиться в том, что сливная гидролиния находится в вертикальном положении(максимально допускается 35градусное отклонение от вертикального положения), и что она не имеет загибов, в которых может собираться масло. Также необходимо убедиться в том, что сливная гидролиния присоединяется к двигателю в таком месте, которое не создает дополнительного сопротивления течению масла и находится выше уровня масла в картере.