Как работает турбина с изменяемой геометрией на ...

Как работает турбина с изменяемой геометрией на …

Турбина с изменяемой геометрией

Какие основные принципы работы турбин с измененной геометрией? В чем их преимущества? Рассмотрим эти вопросы далее в статье.

В турбинах с измененной геометрией для оптимальной мощности при определенных нагрузках меняется сечение так называемых «колес турбины». На более низких оборотах вращения и при небольшом количестве газа турбины на двигателе увеличивают скорость вывода использованного газа. Вследствие чего наблюдается рост скорости вращения турбины при меньших затратах сгораемого топлива.

турбины с изменяемой геометрией

Как изменяется геометрия турбины?

Если поток раскаленного газа, который поступает в двигатель, возрастает, то турбина как бы «раздвигает» нужные рабочие элементы за счет изменения геометрии движения газов. Это позволяет сохранять давление на уровне, которое необходимо для устойчивой работы двигателя.

Все двигатели, оснащенные турбинами, имеют большую отдачу, производительность и при этом позволяют не терять мощность при изменении крутящего момента. Значительное снижение затрат топлива и уменьшение количества вредных выхлопных газов можно смело назвать одним из основных преимуществ применения турбин с изменяемой геометрией. Не стоит забывать и о продлении срока жизни как двигателя, так и всех остальных деталей машины.

Сравнение и преимущества

регулировка турбины с изменяемой геометрией

Сравним простую турбину с турбиной нового поколения:

  • С новой турбиной работа всего двигателя становится более эффективной.
  • Значительно снижается температура нагрева двигателя, а также выхлопных газов.
  • Наблюдается большая экономия всех видов топлива за счет достижения оптимальных пропорций смешивания воздуха и топлива в камерах внутреннего сгорания двигателя.
  • Рост крутящего момента при работе двигателя.

Стоит ли регулировать самим?

Настраивать и регулировать работу турбины не очень сложно, главное – придерживаться определенной последовательности:

  1. Подключаемся к системе работы двигателя.
  2. Запускаем двигатель и прогреваем его до 70 оС (не более).
  3. Проверяем давление в системе во время нажатия на педаль газа.
  4. Во время движения на второй передаче нужно постараться достигнуть максимального ускорения, при этом измеряя показатели.
  5. Отключаем все измерительные приборы, вернув турбину в изначальное положение.

Регулировка турбины с изменяемой геометрией проводится только с использованием высококачественных комплектующих и масел, на специальном стенде, который обязательно присутствует в современных автомастерских. Произвести регулировку турбины вы можете на автосервисе Turbo Magic по весьма доступной цене.

Восстановление геометрии турбин

Восстановление геометрии турбин

Крыльчатка турбины двигателя вращается под воздействием выхлопных газов, которые могут разогнать ее до 21000 об/мин. От количества газов в турбине зависит скорость вращения ротора. Проблема состоит в том, что на момент ускорения не всегда имеется достаточный объем для быстрого разгона автомобиля, при нажатии на газ возникает задержка под названием турбояма. При этом топливо сначала сгорает и только потом образуются выхлопные газы, необходимые для разгона турбины. Изменяемая геометрия турбины применяется для предотвращения эффекта турбоямы.

изменяемая геометрия турбины

Как работает наддув с изменяемой геометрией

В отличие от классических устройств изменяемая геометрия турбины использует специальные лепестки направляющего действия. Они размещены на входе в канал, по которому проходят отработавшие газы. В зависимости от заданных нагрузок изменяется проходное сечение турбины.

Алгоритм изменения геометрии:

  1. При работе двигателя на малых оборотах образуется небольшое количество выхлопа.
  2. В момент резкого ускорения на турбину поступает сигнал с блока управления.
  3. Происходит взаимное смещение (поворот) лопаток, расстояние между ними резко уменьшается.
  4. Отработанным газам приходиться с усилием проникать в узкие пространства.
  5. При увеличении скорости газов возрастают обороты турбины и давление наддува.

geometrija turbiny

В результате машина ускоряется без дополнительных объемов газов. Далее газовый поток постепенно возрастает, лепестки раздвигаются, увеличивается просвет, давление наддува устанавливается на оптимальном уровне.

Причины поломок геометрии турбины

Независимо от модели турбокомпрессора и марки мотора геометрия турбины чаще всего выходит из строя по следующим причинам:

  • естественный износ элементов в результате длительной эксплуатации приводит к образованию перекосов и люфтов;
  • нарушение подвижности и заклинивание поворотных лопаток из-за нагара, откладывающегося на рабочих поверхностях турбины.

Источник нагара – коксование излишков моторного масла, поступающего через изношенные поршневые кольца, клапаны, уплотнения ротора картриджа турбокомпрессора. Чтобы не повредить геометрию, следует соблюдать несложные правила эксплуатации:

  1. Использовать топливо, а также моторное масло соответствующего качества во избежание интенсивного образования нагара и сажи.
  2. Проверять регулировки зазоров клапанов в системе зажигания.
  3. Не допускать агрессивную езду.
  4. Тщательно прогревать мотор перед началом движения.
  5. Исключить попадание посторонних предметов во впускной коллектор.

Восстановление функций геометрии турбины

Механизмы, работающие в условиях повышенных нагрузок, под воздействием продуктов сгорания масла, топлива, нуждаются в регулярном уходе. Периодическая чистка геометрии турбины предотвратит преждевременные поломки и сохранит эффективность ее работы.

chustka geomotrii turbiny

Важно: учитывая сложность конструкции устройства, опытные автовладельцы не рекомендуют проводить самостоятельный ремонт геометрии турбины. При малейших сбоях в работе турбонаддува лучше обратиться в турбо сервис, специализирующийся на ремонте моторов. Квалифицированные специалисты проведут диагностику, определят причину нарушения геометрии, восстановят ее работу. При необходимости будет проведена замена геометрии турбины на новый экземпляр.

Установка геометрии турбины

При изготовлении элементов турбонаддува в заводских условиях не производится настройка геометрии турбины. Данная процедура осуществляется при ее замене перед непосредственной установкой. Правильные балансировки и регулировки проводятся специалистами на специальных стендах в условиях автомастерских. В турбосервисе данная операция занимает не более 15 минут.

Турбина с изменяемой геометрией: как обойти недостатки?

Турбокомпрессор в дизельном двигателе – центральный элемент комфортного и динамичного управления автомобилем. Благодаря турбине, машины даже с небольшим объёмом двигателя становятся настоящими суперкарами, существенно прибавив в мощности.

Но у турбо-технологии есть один недостаток, который водители называют “турбояма”. Он проявляется в снижении мощности двигателя на малых оборотах. Поскольку турбокомпрессор разгоняют выхлопные газы, на небольших оборотах их становится недостаточно для набора оптимальной скорости работы.

Принцип работы турбины с изменяемой геометрией и её преимущества

Убрать турбояму позволяет установка агрегата с меньшим сечением проточной части. Но на высоких оборотах это станет преградой для входящего воздуха и только ограничит мощность двигателя.

По словам специалистов компании Турбомикрон, вариант с изменяемой геометрией объединяет преимущества узла с небольшим сечением на малых оборотах и большого турбокомпрессора на высоких. Работает система так:

  • вокруг крыльчатки, которую разгоняют отработанные газы, устанавливаются специальные регулируемые лопатки;
  • в момент недостаточного давления газов лопатки изменяют геометрию потока, ускоряя его и повышая производительность турбокомпрессора;
  • при наборе мощности вакуумный клапан плавно регулирует геометрию открытия канала, обеспечивая в любой момент времени оптимальные условия работы двигателя.

Такой принцип работы позволяет без существенного изменения конструкции двигателя обойти все недостатки стандартных турбин:

  • пропадает провал (турбояма) в тяге на низких оборотах;
  • уменьшается расход топлива за счёт более полного сгорания;
  • снижается рабочая температура отработанных газов и двигателя;
  • увеличивается ресурс двигателя за счёт повышения КПД его работы.

Поломки турбины и их диагностика

Но не лишена такая конструкция и недостатков. К популярным “болезням” турбокомпрессоров добавляется еще и образование нагара, который мешает нормальному функционированию лопаток. Затрудненное или неполное закрытие/открытие лопаток приводит к двум негативным последствиям:

  1. передув – когда на высоких оборотах лопатки не отбрасываются, создаётся избыточное давление в системе подачи воздуха. В результате такой неисправности обедняется топливная смесь и даже происходит подрыв выпускных клапанов. Двигатель троит и отказывается работать на высоких оборотах;
  2. недодув – обратная сторона предыдущей проблемы, при которой ярко проявляется турбояма.

Восстановление геометрии турбины

В компании Турбомикрон рассказали, что ремонт турбин с поломками геометрии выполняется только путем механической чистки и устранения причины перебоев в работе системы, поскольку кроме засора лопаток нагаром, причина плохой работы геометрии может быть в изношенном клапане актуатора.

Безусловно, работу по восстановлению агрегата лучше доверить профессионалам. Кроме быстрого определения проблемы и качественного решения, они правильно отрегулируют работу геометрии на специальном стенде. Сделать это в домашних условиях не только трудно, но и чревато дополнительными проблемами. Плюс, специалисты дадут гарантию на свою работу от 1 до 3 лет. Это удобно и надежно.

Турбина с изменяемой геометрией

Основными частями турбокомпрессора являются турбина и насос, объединенные жесткой осью. Их вращение, в одном направлении, с большой, но одинаковой скоростью, происходит в результате крутящего момента, преобразованного из энергии потока отработанных газов и воздействующего на крыльчатку турбины, в то время как компрессор затягивает свежий воздух.

Управление турбиной с изменяемой геометрией крыльчатки: принцип работы

Турбина с изменяемой геометрией

Турбина с изменяемой геометрией крыльчатки придумана как средство компенсации таких последствий конструктивных недостатков турбокомпрессора как турбояма, в то же время снижая расход топлива и уменьшая токсичность выхлопных газов.

Турбояма возникает в следствие специфики работы турбины — чем больше газов воздействует на крыльчатку, тем быстрее ее вращение, что в свою очередь приводит к наддуву большего количества воздуха.

С этой последовательностью и связана проблема, так как водитель ожидает от турбодвигателя ускорения в любой момент, в то время как при низкой скорости неоткуда взяться достаточному количеству газа и его напору для мгновенного увеличения скорости вращения крыльчатки и соответственно увеличения мощности.

Эта задержка, возникающая из-за того, что необходимо увеличение впрыска топливо, его сгорание и поступление в виде отработанных газов, прежде чем начнется увеличение скорости вращения крыльчатки и называется турбоямой. Ее устранение стало возможно именно благодаря турбине с изменяемой геометрией.

Принцип работы такой турбины не слишком отличается от оригинала, кроме изменения сечения между направляющими лепестками, что влияет на скорость движения отработанных газов.

Турбина с изменяемой геометрией

На малых оборотах двигателя поток газов тоже не велик, что не позволяет быстро ускориться, поэтому в момент инициации водителем ускорения сигнал блока управления турбокомпрессора уменьшает расстояние между лепестками крыльчатки.

Хоть количество газов и не меняется, но меньше пространство для хода при том же давлении увеличивает их напор, что ускоряет обороты турбины. При прекращении ускорения лепестки снова раздвигаются.

Изменение расстояния между направляющими элементами, в зависимости от типа и модели турбодвигателя управляться как давлением компрессора (или его отсутствием), так и вакуумным приводом, а в некоторых случаях — шаговым электромотором.

Помимо выполнения основной идеи, такая турбина обладает другими преимуществами перед обычной:

  • Большая мощность.
  • Экономия топлива.
  • Снижения токсичности выхлопных газов.

Настройка и регулировка турбины н а Фольксвагене

Эффективная и правильная настройка и регулировка турбины важна и для эффективности ее работы, и для снижения темпа износа деталей всего механизма, и даже для экономии денег на топливе.

Связано это с тем, что неправильные параметры настройки работы или неправильное (несвоевременное) проведение регулировки турбины непосредственно влияют на весь автомобиль и удобство его управления.

В то время как о некоторых действиях, обычно упоминаемых в инструкции к обслуживанию авто и его механизмов, владелец способен позаботиться самостоятельно, даже без специальных инструментов, опыта и знаний — для большинства из них потребуется внимание профессионала.

Каждый разумный и заботливый автовладелец должен помнить о таких принципах как: своевременная профилактика и обслуживание, а также уклонение от вреда своими действиями. Это верно и для бензинового двигателя, и для дизельного.

Видео

Вот некоторые примеры настройки, регулировки и установки турбокомпрессора с изменяемой геометрией. На Фольксвагене:

На ВАЗ

Где купить и какая цена

Приобрести турбину с изменяемой геометрией можно как в автосалоне или с рук у другого автовладельца, так и через интернет. У каждого варианта есть свои преимущества и недостатки, но успешный результат относительно соотношения цены/качества возможен в каждом случае, отличается лишь затраченное время на поиски предложения.

Цена конкретно изменяемых крыльчаток варьируется от 4000 до 25000 рублей, в зависимости от марки автомобиля, модели турбокомпрессора, бренда и качества (в плане надежности и долговечности) самого товара. Одной из самых заслуженно популярных моделей является турбина Garrett, благодаря своему качеству и доступности в разных ценовых диапазонах.

Стоимость турбокомпрессора с изменяемой геометрией не сильно превышает, а иногда и вовсе не превышает, вариант с ее отсутствием, так как по популярности и распространенности турбина с изменяемой геометрией выше.

Чистка турбины с геометрией своими руками

Механизм, сталкивающейся с непрерывной нагрузкой и подверженный воздействию продуктов горения топлива и масел, естественно нуждается в периодической чистке для предупреждения поломок и сохранения эффективности работы.

Чистка турбины с геометрией своими руками

В некоторых случаях достаточно лишь залить специальное средство и прогнать его через турбину, чтобы очистить ее, но чаще потребуется поработать руками. В то же время нужно помнить, что при обычных обстоятельствах чистка — очень редкая необходимость, и если турбина требует ежемесячной чистки от нагара, значит есть нарушения в ее работе. Причины могут быть следующими:

  1. Превышение нормы давления газов.
  2. Bзнос втулок крыльчаток турбины.
  3. Износ прокладок.
  4. Превышение рекомендуемого срока эксплуатации поршневого отсека.
  5. Засор сапуна.

В связи с этим каждый автовладелец должен помнить, что хоть самостоятельная чистка возможна, но не всегда ее результат положительно влияет на работу турбины, а иногда и вовсе может ухудшить ситуацию.

Отсутствие опыта, специальных инструментов, чистящих средств может негативно сказаться на геометрии или вовсе «убить» ее, с чем часто сталкиваются в ремонтных салонах — наждачка, соляра и молоток не всегда полезен для этого механизма. Помните, что для чистки в «кустарных» условиях вы должны четко осознавать что, с чем и зачем делаете, предоставив адекватную замену навыкам и оборудованию профессионалов.

Ремонт турбины с изменяемой геометрией

Частично, как и в случае с самостоятельной чисткой турбины — гораздо проще предупреждать возникновение ситуации когда ей необходим ремонт, при помощи компетентного и регулярного обслуживания, чем пытаться исправить ситуацию самостоятельно.

Многих автовладельцев пугает цена ремонта, но они забывают что его самостоятельное проведение тоже не бесплатно, в то время как забирает в разы больше времени, чем потратит профессионал, и к тому же может иметь негативные последствия на механизм или вовсе оказаться безуспешным.

Поэтому не обладая соответствующими знаниями, навыками и оборудованием, лучше не пытаться ремонтировать турбину самостоятельно.

В то же время вам будет полезно узнать о наиболее распространенных проблемах турбокомпрессора и их причин:

Ремонт турбины с изменяемой геометрией

  • Моторное масло, загрязненное большими или мелкими абразивными частицами.
  • Происходит в результате изначально масла низкого качества, с составом отличного от оригинала или изначально неподходящего для использования с конкретной моделью турбокомпрессора. Помимо этого, грязь может попасть в масло с неправильно очищенных деталей турбины или загрязненных во время ремонта, регулировки.
  • Длительная или постоянная работа турбины на предельных параметрах. Превышение пределов относится как к температуре, так и скорости вращения отдельных деталей. Возникает в результате повреждения отдельных деталей, их износа или в результате неправильной настройки/регулировки/ремонта турбокомпрессора, из-за чего нарушается работа отдельных элементов, и увеличивается нагрузка на остальные.
  • Недостаток смазки или ее качества. Может возникнуть по вине водителя, низкого качества смазки или механических повреждений элементов турбокомпрессора, препятствующих нормальному действию смазки.

Конечно, вариантов поломок и их причин гораздо больше, но водителю не обязательно знать их все, чтобы правильно заботиться о своем авто — главное качественно делать всё что зависит от него, и вовремя отдавать авто в руки профессионалов для техосмотра. Гораздо быстрее, дешевле и проще предупреждать проблемы с турбокомпрессором, чем решать их.

Читайте также  Как поставить по меткам ремень грм на двигателе
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector