Проверка и диагностика турбин бензиновых и дизельных двигателей

КАК РАБОТАЕТ ТУРБИНА

Вкратце принцип работы турбины таков: для увеличения мощности мотора в него необходимо подать больше топлива. Это не проблема, но кислорода в смеси тоже нужно будет больше, а вот его в атмосферном режиме цилиндры засосать не смогут. Турбокомпрессор сжимает воздух и нагнетает его в цилиндры под давлением – для этого внутри турбины установлены лопасти.

Понятно, что самому компрессору тоже где-то нужно брать энергию на вращение, и немаленькую –. Можно тратить на это часть мощности двигателя (системы с приводным нагнетателем хоть и редки, но существуют), но лучше – использовать для привода компрессора энергию выхлопных газов. Так и мощность расходуется совсем чуть-чуть, 1,5-2%, и КПД силового агрегата значительно повышается.

Конструктивно турбокомпрессор состоит из двух корпусов-«улиток»: «горячей» (это, собственно, и есть турбина, принимающая потоки отработанных газов) и «холодной» (компрессора, нагнетающего воздух во впускной коллектор). Внутри них находятся два колеса с лопастями, жестко связанные между собою осью-ротором, находящимся тоже в своем корпусе, где установлены подшипники и предусмотрена система смазки и охлаждения.

На двигатели может устанавливаться как одинарный турбокомпрессор, так и система из двух или даже нескольких турбин, с разной схемой установки:

• параллельная, когда каждая турбина отвечает за свою часть цилиндров, работая либо по прямому, либо по перекрестному принципу;

• последовательная (секвентальная), когда турбины установлены одна за одной, первая работает при малых оборотах двигателя, вторая – при больших. В системе битурбо это турбины разных диаметров (вторая – больше), а в твин-турбо – одинаковых.

Двойной турбонаддув позволяет увеличивать мощность во всех диапазонах оборотов, избегать т.н. турбо-ям. Кроме того, в последнее время появились турбины с изменяемой геометрией.

СЛАБЫЕ МЕСТА ТУРБОКОМПРЕССОРА

Условия работы турбины нельзя назвать щадящими. Скорость вращения вала компрессора доходит до 200 000 оборотов в минуту, а температура выхлопных газов достигает 1000 °C у бензиновых моторов и «всего лишь» 750-850 у дизельных. Это обуславливает высокие требования к материалам, из которых производятся компоненты узла. Например, корпуса «улиток» льют из высокопрочного жаростойкого чугуна. Все детали турбокомпрессора изготавливаются и подгоняются с прецизионной точностью, исключающей минимальные люфты и зазоры.

Между тем, лишь небольшая часть поломок турбин (5-10%) происходит от естественного износа узла, «от старости». Причина большинства неисправностей – неправильная эксплуатация:

1. Использование моторного масла с неподходящими характеристиками. Система смазки турбины одновременно является и системой охлаждения (даже, если работает параллельно с жидкостным охлаждением), поэтому теплоотдача масла очень важна.

2. Пренебрежение сервисными интервалами замены масла. Кроме ухудшения охлаждающих свойств, старое масло содержит большое количество частиц износа, разрушающих подшипники и ротор компрессора.

3. Масляное голодание, причиной которого может быть как низкий уровень смазки, так и неисправности масляного насоса или клапана фильтра.

4. Попадание посторонних предметов через воздушный канал (при засоренном или поврежденном фильтре) либо из выхлопной системы (повреждения катализатора, глушителей, поршневой группы и т.п.).

5. Неграмотный чип-тюнинг, приводящий к слишком быстрому вращению турбины.

ПРИЗНАКИ НЕИСПРАВНОСТИ ТУРБИНЫ

Как правило, турбокомпрессор редко выходит из строя моментально. Первые симптомы неполадок в турбине проявляют себя еще при практически полной ее работоспособности. Признаками «умирания» турбины будут:

• посторонние шумы (гул или свист) из турбокомпрессора;

• повышенный угар/расход масла;

• выхлоп сизого или черного цвета;

• масляные подтеки (повышенное запотевание) из-под уплотнений патрубков, хомутов;

• снижение мощности двигателя;

• увеличение температуры (перегрев).

Надо заметить, что в некоторых случаях прекращение работы турбины не является следствием ее неисправности – например, при выходе из строя вакуумного насоса или при неполадках в электронной системе управления.

КАК САМОСТОЯТЕЛЬНО ПРОВЕРИТЬ ТУРБИНУ

Проверить работоспособность и износ турбокомпрессора можно самостоятельно, не снимая узел с автомобиля. Это поможет и при диагностике проблем на собственном автомобиле, и при покупке машины с пробегом, оснащенной турбонаддувом.

1. Осмотрите патрубки турбины, в первую очередь – тот, что соединяет компрессор с впускным коллектором или интеркулером, отсоедините его. Допускается лишь небольшое масляное запотевание, обильное количество масла будет говорить об износе турбины или двигателя.

2. Осмотрите крыльчатку колеса турбины. Лопасти должны быть без повреждений, зазубрин, иметь правильную геометрию.

3. Проверьте люфты вала турбины: осевой (вперед-назад) и радиальный (влево-вправо). В первом случае его не должно быть вообще (максимум 0,5 мм), во втором допускается максимум 1 мм.

4. Осмотрите всю магистраль: патрубки, фланцы, корпуса турбины и компрессора на предмет трещин.

Проверить работоспособность турбины можно и на запущенном двигателе. Для этого нужно передавить рукой патрубок, идущий от нагнетателя к двигателю или интеркулеру, и дать газу (нажать на педаль акселератора). Если при этом чувствуется, что патрубок надувается – значит, условно турбина исправна.

РЕКОМЕНДАЦИИ

Безусловно, такие проверки могут дать лишь поверхностное представление о работоспособности турбокомпрессора. Для качественной диагностики лучше обратиться к профессионалам – например, на СТО сети умных автосервисов Wilgood. Тем более это касается ремонта турбины: качественно перебрать, подогнать и отбалансировать детали турбокомпрессора в гаражных условиях, при отсутствии опыта, невозможно.

Чтобы продлить жизнь турбины, придерживайтесь несложных правил:

• используйте только те моторные масла, которые рекомендует производитель автомобиля;

• вовремя меняйте масло, фильтры (в т. ч. воздушный) на новом автомобиле, при росте пробега сокращайте межсервисный интервал как минимум вдвое;

• не глушите двигатель сразу после остановки, дайте ему поработать 1-1,5 минуты (можно установить турботаймер);

• всегда прогревайте автомобиль с турбонаддувом перед поездкой хотя бы 1-2 минуты;

• не превышайте оборотов двигателя и не злоупотребляйте чип-тюнингом.

И да пребудет с вами сила и мощь турбины!