Турбина в двигателе: зачем нужна, принцип работы и советы по эксплуатации. Турбояма.

Содержание

зачем нужна, принцип работы и советы по эксплуатации. Турбояма.

 

Турбина двигателя является частью системы турбонадува, которая предназначена для дополнительной подачи воздуха в цилиндры двигателя.  Для работы двигателя необходимо определенное количество топливно-воздушной смеси. Чем больше смеси сгорает в двигателе, тем выше его мощность.

В обычном двигателе без системы турбонадува воздух в цилиндры всасывает поршень. Проблема состоит в том, что объем воздуха, который поступает в цилиндр, ограничен размерами самого цилиндра. И чтобы протолкнуть туда больше воздуха, нужно подавать его под высоким давлением.

Вывод: система турбонадува создана для того, чтобы подавать воздух в цилиндр двигателя под давлением.

Интересный факт: если на двигатель установить систему турбонадува, то его мощность увеличится на 30%.

 

Конструкция турбины и принцип работы

 

Основной деталью системы турбонадува является компрессор. Это устройство сжимает воздух и подает его под давлением в цилиндры двигателя. Визуально компрессор представляет собой что-то наподобие вентилятора, который вращается и засасывает на себя воздух. Если снять крышку компрессора, то можно увидеть его крыльчатку. Крыльчатка работает как винт. Она как бы вкручивается в воздух и притягивает его на себя.

Как же заставить крыльчатку компрессора вращаться? Существует два типа привода, которые раскручивают крыльчатку:

  • • Механический.  В таком случае компрессор вращается от двигателя через систему ремней.
  • • Энергия выхлопных газов. Такое устройство по-научному называется турбокомпрессор (турбина).

Принцип работы турбокомпрессора основан на том, что выхлопные газы, которые выходят из цилиндра двигателя вращают, другую крыльчатку, которая называется турбина. Это крыльчатка находится на одном валу вместе с компрессором. Поэтому когда выхлопные газы закручивают нашу турбину, то вращается соответственно и компрессор, который нагнетает свежий воздух в цилиндры двигателя.

 

Турбояма: почему возникает и решение.

 

В конструкции турбокомпрессора есть один существенный недостаток. На низких оборотах двигателя энергия выхлопных газов слишком маленькая и не позволяет разогнать компрессорное колесо до необходимой частоты вращения.

К сведению: частота вращения колес достигает 150 тыс. оборотов в минуту и выше!

Есть такое понятие как турбояма. Она возникает, когда двигатель работает на низких оборотах и турбокомпрессор еще не работает. На практике это происходит следующим образом: вы стартуете с перекрестка и какое-то время машина, так скажем, тупит, а затем, когда обороты достигают нужного момента, включается турбокомпрессор и машина начинает резко ускоряться.

Первым решением для исключения турбоямы является использование двух турбокомпрессоров. Это решение называется Битурбо. Один турбокомпрессор работает на низких оборотах, второй – на высоких оборотах. Таким образом, когда вы разгоняетесь, работает одна из двух турбин.

Вторым способом борьбы с турбоямой является использование турбины и механического нагнетателя на низких оборотах. В таком случаем компрессор работает от механического привода, т. е. от двигателя. А на повышенных оборотах работает классический турбокомпрессор. Такое решение называется система двойного турбонадува и широко используется в двигателях TSI концерна Фольксваген.

Третьим способом, чтобы исключить турбояму является использование турбокомпрессоров, в которых можно изменять геометрию направляющего аппарата.

Советы по эксплуатации турбины

В конструкции турбокомпрессора есть подшипники, на которых вращается сам вал. Т.к. частота вращения этого вала достигает 200 тыс. оборотов в минуту, то здесь не используются классические шариковые подшипники, а используются гидромеханические (скольжения). Такие подшипники требуют подачи масла под определенным давлением. Поэтому к подшипникам турбокомпрессора подводится масло под давлением. Использование масла в подшипниках турбокомпрессора накладывает определенные обязательства:

  • • Необходимо вовремя менять моторное масло и масляный фильтр.
  • • Прогревать двигатель перед поездкой, для того чтобы масло разогрелось и поступало на подшипники уже разогретым, т.е. с определенной вязкостью.
  • • В конце поездки необходимо дать остыть турбине, т.е не выключать двигатель 2-3 минуты. Особенно в зимнее время. После остановки автомобиля турбина еще некоторое время вращается, и если вы сразу выключите двигатель, то прекратиться подача масла в эти подшипники и будет происходить их повышенный износ.

 

Основной причинной неисправностей турбокомпрессоров является износ подшипников скольжения, а также уплотнений, которые препятствуют выбросу масла.

 

Быстрый подбор турбины у нас в каталоге.

 


Как турбина влияет на двигатель автомобиля?

Основной принцип работы двигателя автомобиля заключается в выработке энергии из топлива, которое он сжигает. Работа турбины двигателя как раз и направлена на увеличение мощности двигателя и, следовательно, повышение проходимости автомобиля. Турбина способствует нагнетанию большего количества воздуха в рабочие механизмы, что позволяет двигателю сжигать больше топлива. 

Для многих автомобилистов не является секретом то, что основные технические и эксплуатационные характеристики автомобильного двигателя зависят от количества его оборотов. При этом, у рабочих механизмов с небольшим количеством оборотов более высокая тяга и наоборот. Турбокомпрессор позволяет значительно увеличить мощность двигателя, особенно на средних и высоких оборотах. 

Таким образом, турбокомпрессор способствует значительному увеличению нагрузки на поршневую группу. Впрочем, это не способствует увеличению скорости автомобиля, а позволяет лишь улучшить динамику разгона. Однако работа турбины двигателя также зависит от индивидуальных особенностей автомобиля. 

Из вышесказанного следует, что автомобиль с турбиной обладает значительными преимуществами перед транспортным средством без неё:

  1. Турбина влияет на расход топлива. Транспортные средства с турбиной расходуют намного меньше топлива, чем машины без неё.
  2. Турбина увеличивает мощность двигателя. Рабочие механизмы с установленной турбиной обладают лучшими показателями масса-мощность.
  3. Турбина уменьшает шум при работе автомобиля. Двигатель с установленной турбиной работаем намного тише, чем аналогичный рабочий механизм без неё.
  4. Турбина уменьшает загрязнение окружающей среды. Двигатель с турбиной способствует значительному уменьшению выброса вредных испарений в атмосферу.
  5. Турбина оптимизирует другие важные показатели двигателя. У автомобиля с установленной турбиной на двигателе значительно улучшается крутящий момент, не переключаются передачи при передвижении в пробках и т. д. 

Сломалась турбина на двигателе – причины и устранение неполадки

Поломка автомобиля в любом случае печалит и огорчает владельца. Но если проблемы касаются системы двигателя, негодование может быть даже очень большим. Вопрос в том, что современные силовые агрегаты для иномарок ремонтируются в определенном количестве случаев. При сложных поломках двигатель могут просто менять, что стоит просто невероятное количество денег. Поэтому при любой поломке силового агрегата владелец дорогого автомобиля часто с трепетом обращается на сервис с просьбой найти причину неполадки. Когда в автомобиле сломалась турбина в двигателе, силовой агрегат точно менять не придется. Но поработать с самой турбиной просто невозможно. Этот агрегат меняется в сборе, что также может оказаться очень большой неожиданностью для владельца. В плане финансов такой ремонт будет стоить очень дорого, если покупать оригинальные запчасти.

Поломка качественной турбины на двигателе европейского, японского или корейского автомобиля маловероятна без важных причин. Поэтому намного лучше узнать, как стоит эксплуатировать автомобиль, какие обороты держать в различных условиях. Это поможет значительно повысить стойкость таких нежных элементов технической части автомобиля. Замена турбины практически всегда необходима при столкновениях, так как находится этот элемент во фронтальной части силового агрегата. Если происходит деформация кузова в передней части авто, обязательно задевается турбина двигателя, которую придется заменить. Восстановление этого элемента практически невозможен, автомобиль не сможет длительное время ездить с отремонтированным нагнетателем.

Как понять, что турбина в автомобиле сломалась?

Первым делом нужно понять, что проблема именно в турбокомпрессоре. Это непростой элемент вашего авто, который нагнетает большее количество воздуха под давлением и делает смесь более агрессивной. Поэтому на большинстве автомобилей после 2-3 тысяч оборотов происходит включение этой самой турбины и резкое увеличение ощутимой мощности двигателя. Если это увеличение потенциала пропало, можно сделать вывод о том, что не работает турбокомпрессор. Однако, стоит также полагаться на следующие достоверные источники информации о поломке:

  • корпус поврежден — это первый вариант оценки поломки, который является одним из наиболее важных наблюдений в процессе восстановления эксплуатации автомобиля;
  • есть зазоры между креплением турбины и корпусом двигателя — в таком случае весь смысл работы этого агрегата будет направлен на разрушение соединения;
  • во время работы силового агрегата возникает ощутимый свист — где-то произошла разгерметизация и нужно поменять компрессор для получения нужного качества;
  • на диагностике компьютер выдает некоторые коды ошибок, которые связаны непосредственно с турбокомпрессором, нужно проверить эти данные при разборке;
  • появились посторонние звуки при эксплуатации автомобиля, есть необходимость проверки всех устройств и периферийного оборудования силового агрегата.

Для достоверного принятия решения по поломке стоит обратиться на сервис. К сожалению, самостоятельно разобрать этот агрегат и понять поломку невозможно, поэтому лучше доверить машину профессионалам. Опытные мастера за несколько минут смогут сказать, в порядке ли данный узел, или требуется его замена для восстановления нормальной работы двигателя. Впрочем, при неполадках компрессора вы и сами сможете понять по поведению машины, что есть определенные проблемы.

Причины выхода из строя турбины в автомобиле

Прочтите правила эксплуатации автомобиля, которые выдали вам вместе с покупкой транспортного средства. В этой небольшой брошюре указаны все особенности функционирования двигателя и других важных деталей вашего авто. Это означает, что при соблюдении всех указанных особенностей поездки вы сможете сохранить ваш автомобиль и получить необходимое качество эксплуатации. Турбина выходит из строя при следующих вариантах поведения, которые постоянно повторяются:

  • чрезмерно быстрое ускорение, постоянная активация турбины в активном режиме и достаточно резко, это оборудование не любит нестабильной прерывистой работы;
  • поездка на топовых оборотах для придания максимального ускорения и звуковых эффектов — это выводит из строя не только турбину, но и много других деталей авто;
  • применение автомобиля не по назначению, непонимание разумных ограничений для конкретной модели авто, что может выливаться в самые неприятные последствия;
  • механические повреждения корпуса и мест крепления из-за самовольно установленного оборудования, которое плохо закреплено, а также по причине ударов и ДТП с машиной;
  • другие причины, которые можно также индивидуально описать для каждого производителя, так как конструкция и технологий турбокомпрессора отличается у брендов.

Вы можете использовать самые разные варианты автомобилей и различные модели двигателей, но не стоит забывать о том, что транспорт любит эксплуатацию в тех режимах, для которых он создан. Если же имеет место механическое повреждение, стоит не только заменить компрессор, но и полностью устранить причину, которая стала основой неполадки. В случае необходимости работ с турбокомпрессором лучше обращаться к специалистам.

Устранение неполадок с компрессором — все возможные варианты

Если у вас в автомобиле случились проблемы с турбиной, придется обратиться на СТО. Станция технического обслуживания проведет диагностику и расскажет вам, сколько денег придется потратить на восстановление. Ремонт достаточно сложный и дорогой, поэтому можно обратиться сразу в несколько компаний для оценки стоимости и сроков. Но выбирать наиболее дешевого исполнителя не стоит. Услуги состоят из следующих шагов:

  • обязательная диагностика перед выполнением любой разборки — иногда причиной неполадки будут другие узлы, а при диагностике это легко можно определить;
  • снятие турбины, изучение ее состояния и выяснение причин выхода из строя, далее эти причины вам должны рассказать, чтобы предостеречь от очередной поломки;
  • приобретение турбины, которая идеально подходит для вашей модели автомобиля, проверка всех параметров перед покупкой, предпочтение оригинальным запчастям;
  • установка и проверка технических характеристик двигатели после изменения турбокомпрессора, получение гарантий качественной работы силового агрегата;
  • гарантия от сервиса на определенный срок эксплуатации, если устанавливался новый вариант турбокомпрессора, а также рекомендации по эксплуатации от специалистов.

Нередко сегодня устанавливают подержанные турбины, которые приобрели на разборке. Такой подход к ремонту вашего автомобиля может закончиться тем, что вы не получите никаких изменений в работе силового агрегата. Сложно сказать, какой пробег был у авто, которое оказалось на разборке. Если речь идет о современных Volkswagen, то их турбины без проблем ходят 150 000 километров, затем приходится менять оборудование на новое. Поэтому от подержанных решений следует отказаться.

Самостоятельная проверка работоспособности турбины в авто

Если нет возможности поехать на СТО, но есть определенные сомнения по поводу работы турбины, можно выполнить несколько простых действий. Речь идет о самостоятельной проверке автомобиля, которую можно выполнить достаточно просто и без сложностей даже в гараже. Для этого нужно завести автомобиль, дать ему хорошо прогреться, а затем выполнить следующие простые действия:

  • нажать на педаль газа (лучше попросить сделать это помощника), рукой держать за патрубок, идущий от турбины, в нормальном состоянии он должен надуваться;
  • послушать звук работы силового агрегата сначала на холостых оборотах, а затем на повышенных — выше 3000 об/мин, чтобы услышать момент включения компрессора;
  • осмотреть визуально турбину на предмет возможных проблем и неполадок, любые повреждения корпуса могут стать причиной выхода из строя и плохой работы узла;
  • следить за поведением автомобиля, выехать на трассу для проверки ускорения, которое должно значительно измениться при резком нажатии на педаль газа;
  • проследить момент включения турбины при плавном нажатии на педаль газа, а после включения узла послушать изменения звука двигателя в салоне.

Нередко такая простая диагностика позволяет определить поломки на ранних стадиях, когда можно обойтись просто заменой турбокомпрессора. Достаточно при этом получить больше информации о том, что произошло с автомобилем перед поломкой, чтобы понимать, что так делать не стоит. Впрочем, если сломалась турбина в автомобиле, это не самая большая трагедия, ее можно легко заменить. Можно использовать совет из следующего видео для проверки турбины:

Подводим итоги

Поломка турбокомпрессора в вашем автомобиле — это неприятный момент, который может оказаться дорогостоящим в процессе ремонта. Но это не потеря двигателя и не более серьезные проблемы, которые также часто возникают у владельцев техники после гарантийного периода. Проще всего выполнить качественную диагностику на сервисе, чтобы вам подтвердили факт выхода из строя оборудования. В ином случае придется достаточно долго докапываться до истины, а качественно заменить турбину своими руками практически невозможно.

Поэтому обращаться на сервис вам все равно придется. Не спешите разбирать турбину своими руками, ведь без этого элемента вы даже до сервиса доехать на многих машинах не сможете. Лучше сразу отвезти машину к мастеру и определить необходимые особенности ремонтных работ. Так вы заплатите небольшую сумму за диагностику и будете уверены в том, что виновником всех проблем является именно турбокомпрессор. Или удостоверитесь в том, что все проблемы оказались надуманными, машина работает очень хорошо. А на ваших авто когда-нибудь ломалась турбина двигателя?

Надо ли охлаждать турбину после поездки — Российская газета

Нужно ли дать остыть турбомотору на минимальных оборотах перед тем, как его заглушить? Есть рекомендации автопроизводителей, а есть мнения экспертов, и зачастую они диаметрально противоположны.

Почему может перегреться двигатель с наддувом? Источник энергии турбокомпрессора — выхлопные газы: чем выше их температура — тем быстрее крутится ротор. Соответственно максимальный его нагрев происходит при работе двигателя на пиковых нагрузках. Поэтому опасным для мотора может стать поворот с трассы на заправку: слишком быстрый перепад происходит от больших мощностей к полной остановке.

Еще одну вероятность перегрева турбомотора провоцирует езда по бездорожью. Здесь нет максимальных оборотов, но зато отсутствует встречный воздушный поток, работающий на охлаждение. Тот же самый риск возникает при езде в горах с множеством перепадов, а также при движении с прицепом.

Однако проблемы ждут двигатель не во время подобных нагрузок, а потом. После остановки мотора системы жидкостного охлаждения турбокомпрессора также перестают работать. Отсюда возникла рекомендация не глушить мотор сразу, а дать турбине немного остыть.

Рынок предложил новый девайс — турботаймеры. Они дают двигателю после поворота ключа зажигания поработать еще пару минут на низких оборотах, чтобы дать турбине остыть. Затем в электронику некоторых моделей добавили отдельные блоки, работающие по принципу турботаймера.

Есть и другие решения автопроизводителей. К примеру, на модели с турбомотором ставят циркуляционные насосы, которые при необходимости подают к компрессору охлаждающую жидкость даже после остановки двигателя. На современных авто есть также электровентиляторы системы охлаждения.

Впрочем, принципиально от этого ничего не изменилось: турбина лучше реагировать на перегрев не стала. Рекомендации экспертов «За рулем» однозначны: даже современным моделям с турбомоторами стоит дать поработать пару минут на минимальных оборотах перед тем, как заглушить совсем. Да, автопроизводители уверяют, что в обязательном охлаждении турбины многие модели вовсе не нуждаются. Однако принципиальных разработок, продлевающих режим работы турбокомпрессора, не появилось.

Этот агрегат недешевый, поэтому проверять, насколько эффективны охлаждающие «примочки», на своем автомобиле не стоит. Если у вас есть электрический насос, качающий жидкость для охлаждения после остановки двигателя, то тогда этой рекомендацией можно пренебречь. Однако лучше убедиться в его наличии заранее. И опять же никто не мешает перестраховаться даже в этом случае. Пара-тройка минут, как правило, в запасе есть.

Свистит турбина – беспокоиться или нет?

Среди владельцев автомобилей с турбонаддувом есть много споров по поводу свиста во время работы нагнетателя. Кто-то говорит, что это нормально, другие по свисту диагностируют однозначный ремонт турбины. Самое интересное, что правы могут быть обе стороны. Мы разбираемся в том, как дело обстоит на самом деле.

На фото: турбина Garrett

Свистит или не свистит

Суть работы турбонаддува очень проста – выхлопные газы разгоняют крыльчатку турбины, она создает повышенное давление, с помощью которого в двигатель закачивается больше топливной смеси, из-за чего мощность мотора увеличивается. А там, где много воздуха и давление, жди свиста. Действительно, дополнительные звуки во время работы нагнетателя однозначно не являются признаками неисправности. У машин с турбиной обычно сложная магистраль для забора воздуха и вполне возможно, что она издает звуки просто при переходе потока из одного патрубка в другой.

Принцип работы турбонаддува

Может быть нормальным и появление небольшого свиста с увеличением пробега – из-за отложений чуть изменилось сечение канала для воздуха и вот он свист. Это все очень непредсказуемо. Обычно свист, о котором не стоит беспокоиться, характеризуется небольшой громкостью и низким тоном, словно он звучит из глубины. Дизельные моторы с наддувом больше подвержены свисту, чем бензиновые.

Однако бывает у турбин и свист, который должен насторожить. Он громче, более высокий по тону и звучит так, будто на поверхности. Описать словами это трудно, но обычно понять, что турбина не просто свистит, а свистит из-за проблем нетрудно – достаточно лишь периодически прислушиваться к тому, что доносится из-под капота. Если свист слышно не только на улице, но и в салоне – пора насторожиться.

Кстати, прежде чем вообще думать на турбину, нужно исключить другие варианты свиста – под капотом современного авто много ремней, вакуумных трубок и прочих агрегатов, которые тоже могут издавать свист. На холостых оборотах выхлопных газов мало, поэтому турбина почти не работает, и если свист отчетливо слышен прямо с холостых и не зависит от оборотов, то на нагнетатель нужно думать в последнюю очередь. Иное дело, если свист проявляется в движении, особенно при разгоне. Вот тут турбина должна быть первой на подозрении.

Что может свистеть?

Самая популярная и распространенная причина «неуставного» свиста – разгерметизация системы. Либо воздух где-то вырывается из-за давления, либо, наоборот, где-то есть его подсос. В большинстве случаев нарушение герметичности так или иначе сказывается на работе двигателя и его характеристиках. Не всегда, но часто растет расход топлива, падает мощность, появляются «затыки» на разгоне – что неудивительно, ведь смесь в мотор поступает неоптимальная.

«Найти утечку воздуха» звучит зачастую легче, чем оказывается на самом деле. Хорошо, если проблема на поверхности (в прямом смысле) и ее можно сразу определить, но зачастую утечка оказывается в неочевидных местах, к которым плохой доступ. Если визуально или на слух обнаружить место «прорыва» не получилось, то нужно разбирать весь воздушный тракт и демонтировать впускной коллектор.

Для проверки можно использовать мыльный раствор, который будучи нанесенным на «подозрительную» деталь, пузырями покажет место утечки.

Особое внимание нужно уделить проверке всех воздушных патрубков – в них может быть маленькая, незаметная для глаза трещина, но этого уже хватит для свиста.

Трещина в патрубке интеркулера

Также следует проконтролировать наличие и правильность установки уплотнителей и прокладок, а также затяжку хомутов и иного крепежа – это тоже может привести к свисту. Уплотнители и патрубки в случае проблем проще заменить на новые, ремонтировать их сложно и экономически бессмысленно.

Также свист может быть из-за повреждений корпуса самой турбины или интеркулера (если, конечно, он присутствует в конструкции). Это может произойти из-за механических воздействий. В случае с турбиной это менее вероятная ситуация, все-таки она хорошо защищена другими запчастями под капотом, а вот интеркулеры обычно располагают сразу за решеткой радиатора и они более уязвимы. Интеркулер можно проверить без демонтажа просто подав воздух на вход. В отличие от патрубков интеркулеры можно и нужно ремонтировать, в случае небольших повреждений поможет обычный паяльник.

Поврежденный радиатор интеркулера

Еще одной причиной появления свиста турбины может быть попадание посторонних предметов или мусора в воздухопровод. Но такую проблему диагностировать легко, особенно если с разборкой.

Когда дело не в воздухе

Однако не только нарушением герметичности можно объяснить свист турбины. Увы, но если подсос воздуха выявить не удалось, а турбина сильно свистит, то ничего хорошего это не предвещает – посторонний звук появился из-за износа или неисправности самой турбины. Мог образоваться люфт, могла повредиться крыльчатка, а может просто естественный износ и пришло время ремонта. В таких случаях лучше обращаться в автосервисы, ведь за диагностикой с высокой долей вероятности последует ремонт. Скорее всего, свист в этом случае не будет являться единственным симптомом – черный дым из выхлопной трубы, расход масла и общая работа двигателя должны так же сигнализировать о поломке.

Поврежденная крыльчатка турбина — одна из причин свиста

Так стоит ли переживать если двигатель с турбонаддувом вдруг засвистел? И да, и нет. Нужно проанализировать свист, громкость, тон и ситуации, при которых его слышно. Может, дело совсем некриминальное и свист можно списать на особенности работы. А может, это банальное нарушение герметичности, которое можно обнаружить и устранить своими силами. Тогда считайте, что вы легко отделались. В худшем случае громкий свист турбины – предвестник ремонта.

Свист турбины на видео