Avtosfera76.ru

Авто Сфера №76
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое помпаж двигателя автомобиля

Турбокомпрессор, который в народе принято называть просто «турбиной», — важная деталь любого автомобиля. Его функция сводится к тому, чтобы нагнетать воздух либо топливовоздушную смесь прямиком в двигатель внутреннего сгорания. Это осуществляется непосредственно за счет энергии выхлопных газов и позволяет заметно улучшить характеристики двигателя.

Проблема поломки турбонаддува часто кроется в неработоспособности картриджа, который еще иначе называется средним корпусом. Собственно, именно эта деталь по сути и является турбонагнетателем, но (!) за вычетом корпуса турбины (горячей улитки), компрессора (холодной улитки) и клапана регулировки.

Благодаря горячей и холодной улитке обеспечивается вывод выхлопных и атмосферных газов и поддерживается желаемая работоспособность устройства.

Сам сменный блок центробежного нагнетателя в свою очередь состоит из следующих трех элементов:

— колеса турбины и компрессора.

Все указанные детали поддерживают высокую функциональность устройства: колеса закреплены на валу, который размещается внутри костяка подшипников. В результате этого осуществляется эффективная работа автомобильного механизма.

Таким образом, создается основа для сбалансированного вращающегося функционального аппарата. Для этого также необходимо установить требуемые ограничения для движущихся потоков выхлопных и атмосферных газов, с чем как раз таки справляются горячая и холодная улитки.

Ремонт картриджа турбины не включает обязательную после состоявшейся замены финальную балансировку агрегата. Дело в том, что такая процедура выполняется рабочими еще на заводе. Естественно, это касается исключительно оригинальных запчастей.

Причины неисправности турбины.

Рассмотрим четыре основные причины служащие выходом турбины из строя.

Загрязнение масла

Довольно часто на первый взгляд хорошее масло которое еще рано менять может быть загрязнено мелкими частичками что не обнаружишь визуально. Мелкие частички постепенно изнашивают втулки, делая их края округлыми.

Нехватка смазки

Приводит к тому, что вал турбины очень сильно изнашивается, а помимо него изнашиваются втулки и наблюдается превышение допустимой температуры. Послужить этому может загруженный масляный канал грязным прокладочным материалом или герметиком.

Экстремальные нагрузки на турбину

«Как говорится любишь гонять, люби и чинить.» Самая типичная поломка это подшипник скольжения на втулках в результате перекрута, передува и высокой температуры турбины. Что касается вала то он в следствиях нагрузки выгибается, сгоревшее масло закоксовывает его. Перекрут турбины приводит к поломке частей лопастей турбинного вала.

Повреждение инородными телами

Данную неисправность сразу можно определить взглянув на компрессорную улитку, такая неисправность часто приводит к капиталке или замене двигателя и остановиться только на ремонте турбине не получится.

Типы привода, их достоинства и недостатки

Вторая проблема – привод нагнетателя, а он может быть:

  1. Механическим
  2. Газотурбинным
  3. Электрическим

В механическом приводе в действие нагнетатель приводится от коленчатого вала посредством ременной, реже – цепной, передачи. Такой тип привода хорош тем, что наддув начинает работать сразу после запуска силовой установки.

Но у него есть существенный недостаток – этот тип привода «забирает» часть мощности мотора. В результате получается замкнутый круг – нагнетатель повышает мощность, но сразу же ее и отбирает. Использоваться механический привод может со всеми типами наддувов.

Газотурбинный привод сейчас пока является самым оптимальным. В нем нагнетатель приводится в действие за счет энергии сгоревших газов. Этот тип привода используется только с центробежным наддувом. Нагнетатель с таким типом привода получил название турбонаддува.

Чтобы использовать энергию отработанных газов конструкторы, по сути, просто взяли два центробежных нагнетателя и соединили их крыльчатки одной осью. Далее один нагнетатель подсоединили к выпускному коллектору. Выхлопные газы, на выходе из цилиндров двигаются с высокой скоростью, попадают в нагнетатель и раскручивают крыльчатку (она получила название турбинное колесо). А поскольку она соединена с крыльчаткой (компрессорным колесом) второго нагнетателя, то он начинает выполнять требуемую задачу – нагнетать воздух.

Турбонаддув хорош тем, что не оказывает влияние на мощность двигателя. Но у него есть недостаток, причем существенный – на малых оборотах двигателя он из-за небольшого количества выхлопных газов не способен эффективно нагнетать воздух, он эффективен только на высоких оборотах. К тому же в турбонаддуве присутствует такой эффект как «турбояма».

Читать еще:  Что регулируется в дизельном двигателе

Суть этого эффекта сводится к тому, что турбонаддув не обеспечивает мгновенную реакцию на действия водителя. При резком изменении режима работы двигателя, к примеру, при разгоне, на первом этапе энергии выхлопных газов недостаточно, чтобы наддув закачал требуемое количество воздуха, нужно время, чтобы в цилиндрах прошли процессы и повысилось количество отработанных газов. В результате при резком нажатии на педаль, машина «тупит» и не разгоняется, но как только наддув наберет обороты, авто начинает активно ускоряться – «выстреливает».

Есть и еще один не очень приятный эффект – «турболаг». У него суть примерно та же, что и у «турбоямы», но природа у него несколько другая. Сводится она к тому, что наддув обладает запоздалой реакцией на действия водителя. Обусловлена она тем, что нагнетателю требуется время захватить, закачать воздух и подать его в цилиндры.

Показательные графики эффектов «турбояма» и «турболаг» в зависимости от мощности

«Турбояма» появляется только в нагнетателях, работающих от энергии выхлопных газов, в устройствах же с механических приводом ее нет, поскольку производительность наддува пропорциональна оборотам двигателя. А вот «турболаг» присутствует во всех типах нагнетателей.

В современных автомобилях начинают внедрять электрические приводы наддува, но они только зарождаются. Пока их используют, как дополнительный механизм, для исключения «турбоямы» в работе турбонаддува. Не исключено что вскоре и появится разработка которая заменит привычные нам нагнетатели.

Электронагнетатель от фирмы Valeo

Для их эффективной работы необходимо более высокое напряжение, поэтому используется вторая сеть со своим аккумулятором на 48 вольт. Концерн Audi вообще планирует перевести все оборудование на повышенное напряжение – 48 вольт, так как увеличивается количество электронных систем и соответственно нагрузка на сеть автомобиля. Возможно в будущем все автопроизводители перейдут на повышенное напряжение бортовой сети.

Распространенные неисправности актуатора турбины

Со временем актуатор турбины может ломаться. В некоторых случаях его придется полностью менять. Вот наиболее распространенные причины неисправностей:

  • Повреждение или загрязнение одного из механизмов электронного регулятора.
    Чаще всего поломка случается с воздуховодом, воздушным фильтром, клапаном EGR. В случаях, когда ломается выпускной коллектор или случается поломка в поршневой группе, это приводит к выходу из строя механизма изменяемой геометрии, и в результате — к неисправности всей механической части турбины.
  • Некорректная работа двигателя автомобиля.
    Производители машин устанавливают отметки от минимального до критического уровня «наддува». При достижении максимального давления, на приборной панели загорается предупреждающая лампочка. В таком случае мы рекомендуем обратиться за квалифицированной помощью.
  • Нестабильное давление наддува.
    При правильной работе турбонаддува, во время турбо-ускорения автомобиль должен плавно и стремительно ускоряться, и также замедляться. Если процесс происходит рывками, это может говорить о засорении задней части актуатора.
  • Увеличение расхода топлива.
    При неисправности актуатора, часть топлива не сгорает и выбрасывается через выпускную систему.
  • Поломка зубьев шестерней привода.
    Это приводит к сложностям при открытии и закрытии клапана.
  • Выход из строя электромотора.
    Он отвечает за корректную работу створки. В результате поломки система не функционирует должным образом.

Проверить исправность актуатора турбины можно как на самом автомобиле, так и предварительно его демонтировав. Для начала запускаем двигатель и газуем на месте. В какой-то момент шток актуатора начнет двигаться. Важно запомнить на каких оборотах турбокомпрессор начал срабатывать — это будет вашим ориентиром для дальнейшей проверки исправности. Мы советуем периодически проводить диагностику актуатора, даже если поводов для волнения нет.
Незначительная поломка турбины постепенно ведет к чрезмерному нагреву подшипников, что может вылиться в полную неисправность агрегата.

Центровка турбин автомобиля

В некоторых автомастерских (лучше к ним не обращаться) турбину сразу же извлекают из системы мотора, даже без проведения диагностики. Это ошибка, ведь прежде, чем приступать к устранению неполадок, нужно убедиться, что все вспомогательные элементы турбины функционируют нормально. Тем более, что полную диагностику турбинного механизма автомобиля можно провести, даже не извлекая её из мотора.

Читать еще:  Двигатель auk нет давления масла

Диагностика

Чтобы продиагностировать турбину без её демонтажа, автомастера проводят следующие действия:

  1. Отсоединяют патрубки и проводят их тщательный осмотр – первым делом отсоединяют патрубок впускного коллектора мотора и интеркуллера. Затем воздушного фильтра и турбокомпрессора. В нормальном состоянии элементы должны быть сухими и содержать минимальное количество масла. Если смазочного средства заметно больше, то точно определяется причина утечки. Здесь два варианта: турбокомпрессор или мотор. Именно от данного момента и зависит, с чего начнутся ремонтные работы.
  2. Осмотр лопаток – проводиться тщательный осмотр турбокомпрессора на предмет механических повреждений или износа. Если они есть, то элемент подлежит срочной замене.
  3. Манипуляции с валом осевого направления – автомастер сразу способен определить увеличенный люфт (больше 0.05 мм). В данном случае, турбокомпрессор также подлежит немедленному ремонту или замене.
  4. Манипуляции с валом радиального направления – здесь уже показатель допустимого люфта 1 мм. Если он больше, то в крайнем положении лопатки элемента будут соприкасаться с холодной улиткой, что крайне нежелательно.
  5. Проводится осмотр корпуса подшипника и турбины – если специалист обнаруживает трещины (а их появление неизбежно), то турбокомпрессор также подлежит ремонту либо замене.
  6. В случае если автовладелец обнаружил резкое падение мощности мотора, автомастер также приступает к тщательной проверке герметичности входного и выхлопного трактов. Стоит помнить, что в современных моторах помимо продвинутой инжекторной системы, установлена и сложная система турбонаддува, и неисправности каждой из них в одинаковой степени могут привести к падению мощности. Проблема также может крыться в неправильных настройках системы зажигания.
  7. Проверка звуков работы турбины – на завершительном этапе диагностики, автомастер запускает мотор и вслушивается: нехарактерные звуки также могут свидетельствовать о том, что турбина вышла из строя.

Устранение неполадок

Итак, наиболее частые причины выхода из строя турбины:

  1. Засорение воздушного фильтра – любой автомастер Вам скажет, что чистить его бессмысленно и лучше всего заменить.
  2. Засорение подводного канала турбокомпрессора – здесь можно ограничиться его очисткой, или просто заменить засоренные патрубки.
  3. Засорение выводного канала – решение проблемы такое же, как и в предыдущем варианте.
  4. Нарушение герметичности – автомастер подтягивает крепёж, либо просто проводит замену прокладки.
  5. Нарушение герметичности впускных уплотнителей – также необходимо подтянуть крепёж или заменить прокладку.
  6. Загрязнение выпускного коллектора – проводится обыкновенная его очистка.
  7. Загрязнение выпускной системы – также проводится очистка и замена неработоспособных элементов.
  8. Нарушение герметичности выпускных уплотнителей – подтягиваются крепежи и, в случае необходимости, проводиться замена прокладки.
  9. Деформация герметичности выходного корпуса турбины – проводятся действия такие же, как и в предыдущем пункте.
  10. Нарушение герметичности выпускной системы – проводится замена нерабочих элементов.
  11. Засорение маслопровода – проводится очистка элемента и, при необходимости, его замена на новый.
  12. Нарушение системы вентиляции картера мотора – очистка или замена сапуна.
  13. Выход из строя топливной аппаратуры – проводиться ремонт и регулировка системы (кстати, наиболее трудоёмкая и энергозатратная часть ремонта).
  14. Нарушение работы клапанов цилиндра – также осуществляется их ремонт и настройка. В некоторых случаях никак нельзя обойтись без полной замены элементов.
  15. Нарушение работы цилиндро-поршневой группы – решение, точно такое же, как и в предыдущем варианте.

5 Как повысить экономию энергоресурсов при использовании компрессорной системы?

Повышение эффективности работы энергетического оборудования включает комплекс организационно-технических мероприятий, состоящий из двух больших групп:

  • Модернизацию механических узлов.
  • Внедрение средств автоматизации процессов с установкой дополнительных устройств КИП.

Модернизация механических узлов позволяет минимизировать энергопотребление в режиме глубокого дросселирования при полностью закрытой дроссельной заслонки. Для этого необходимо выполнить следующие действия:

  • Сократить дроссельные зазоры в заслонке.
  • Провести диагностику помпажного клапана.
  • Усилить всасывающий патрубок.
  • Провести полный технический аудит компрессора и пневмосети на предмет наличия протечек и возможных источников потерь энергии (например, провести ревизию состояния уплотнений, изношенность которых снижает технические параметры агрегата). Энергопотери могут существенно превысить эффект от внедрения режима глубокого дросселирования.
Читать еще:  Двигатель 4g64 gdi как разобрать

Во втором случае предстоит выполнить следующие действия:

  1. Для группового управления производительностью нескольких компрессоров потребуется регулярное измерение расхода воздуха в системе. Полученные данные используют в алгоритме расчета уставки производительности каждого агрегата, стремясь к получению максимального группового КПД.
  2. Потребуется разработка алгоритма ввода и вывода компрессора в режим глубокого дросселирования.
  3. Провести комплекс мероприятий:
    • Измерение параметров входного атмосферного потока с целью расширения рабочей точки.
    • Определение границ области пульсации (помпажа).
    • Измерение скорости и направления движения рабочей точки компрессора.
    • Выполнить регулирование производительности агрегата с целью поддержания заданных параметров рабочего давления.
    • Выполнить регулирование изменения положения помпажного клапана в случае выхода рабочей точки за нижнюю границу рабочей зоны.
    • Обеспечить надежную помпажную защиту.

Выводы.

Модернизация компрессорной системы потребует финансовых расходов, которые в конечном итоге принесут ощутимую пользу предприятию. При замене устаревшей системы управления, компания получит улучшенное управление технологическим процессом подготовки сжатого воздуха и минимизирует риск остановок компрессора по причине неисправностей компонентов управлении.

Автоматизация воздушной системы требует комплексного подхода, так как только при этом можно добиться оптимальной работы компрессоров и всех компонентов пневмосети. Но даже при внедрении современной системы управления на единичные агрегаты эффект очевиден.

По каким параметрам можно судить о пригодности компрессора для того или иного автомобиля?

Их много, но чтобы выделить самый главный, достаточно вспомнить принципы работы двигателя. Казалось бы, что общего между скромной 1,5- литровой „четверкой» компактного хэтчбека и 12-цилиндровым произведением искусства под капотом BMW или Ferrari? Эти агрегаты разительно отличаются и объемом, и мощностью, и оборотами, при которых она достигается. Буквально всем! Но есть и сходства. Во-первых, разные моторы одного поколения имеют близкий механический КПД.

То есть на трение колец и подшипников мы тратим примерно одинаковое количество процентов от полезной работы газа в цилиндрах. Во-вторых, эта самая работа, выполняемая каждым килограммом смеси воздуха и топлива, строго зависит от степени сжатия и температуры сгорания. Последняя же при нормальных регулировках системы питания почти идентична как для двигателя мопеда, так и для агрегата от болида Формулы 1. А это значит, что практически одинаковой будет и мощность на коленвале, развиваемая этим килограммом воздуха в смеси с топливом.

Все это вместе взятое имеет очень важные последствия. Оказывается, компрессору все равно, сколько клапанов, цилиндров и литров рабочего объема имеет мотор. Главное, чтобы он расходовал нужное количество воздуха, что, как мы выяснили, соответствует совершенно определенному количеству лошадей.

Выходит, что кроме оптимального давления для нагнетателя, по большому счету, важна лишь мощность, которую мы рассчитываем получить от надутого им двигателя. То есть если мотор нашей Лады под избыточным давлением 0,6 кг/см2 будет развивать 150 л. с. (а он на это вполне способен!), то турбокомпрессор КОЗ от популярных 150-сильных „Фольксвагенов» и „Ауди“ с шильдиком 1,8 Turbo на корме нам придется впору. Пусть наш агрегат выдаст эту мощность на чуть больших оборотах (объем-то меньше!), но все будет работать как надо: режимы нагнетателя будут точно такими же, как и у автомобиля-донора. Конечно, этим вариантом спектр возможностей не ограничивается. Но золотое правило работает почти в любом случае: если совпадают давление наддува и расходы воздуха, то компрессор нам, скорее всего, подойдет. Первый параметр можно измерить на оборудованном им живом моторе (или выяснить у тех, кто это делал), а второй определяется мощностью, которую легко узнать из каталога.

Остается выполнить лишь одно условие. Планируемое нами давление должен спокойно выдерживать двигатель. И если оно достаточно большое, то не обойтись без уменьшения степени сжатия — иначе возможна детонация. Для решения этой проблемы, как правило, приходится изменять и настройки системы управления, которая вдобавок должна обеспечивать форсированный мотор положенным объемом топлива.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector