ДИАГНОСТИКА ТУРБОКОМПРЕССОРА НА АВТОМОБИЛЕ

Задача любого нагнетающего устройства заключается в увеличении давления воздуха, смешиваемого с топливом. Это делается для того, чтобы улучшить смесеобразование и наполнение цилиндров и, следовательно, увеличить КПД двигателя при том же количестве потребляемого топлива.

Сейчас существуют два основных вида конструкции нагнетателей: центробежный и объемный. По своему принципу действия объемный нагнетатель напоминает масляный насос двигателя – при каждом обороте он подает один и тот же объем прокачиваемого вещества, в данном случае – воздуха. Это позволяет существенно улучшать тяговые и мощностные характеристики двигателя даже при относительно низких оборотах нагнетателя.

В центробежном нагнетателе рабочим элементом является крыльчатка, вращающаяся в камере специальной формы (в “улитке”). Эффективность работы такого нагнетателя сильно зависит от скорости вращения крыльчатки (колеса компрессора).

Действие такого нагнетателя становится заметным только на достаточно больших оборотах, и этот момент называют “подхватом” двигателя.

Нагнетатель, использующий для своего привода энергию движения выхлопных газов, называют турбокомпрессором. По конструкции он бывает только центробежный.

Крыльчатка нагнетателя закреплена на одном валу с крыльчаткой турбины, вращаемой выхлопными газами.

Скорость ее вращения напрямую зависит от скорости движения выхлопных газов, а значит, от оборотов двигателя. Его КПД обычно достигает 70%. Для создания достаточного давления наддува во впускном коллекторе необходима огромная скорость вращения ротора турбокомпрессора. А для ускорения “отклика” двигателя на нажатие педали газа надо уменьшить момент инерции ротора. Для этого уменьшают диаметр и вес его крыльчаток, которые изготавливаются из специальных материалов. В результате в турбокомпрессорах современных автомобильных двигателей обороты ротора достигают поистине астрономических величин.

Рекордсменом здесь, видимо, является Turbo Charger КР37, производимый фирмой Borg Warner Turbo Systems (точнее, их филиалом ККК), которым комплектуется дизельный мотор для Smart. Частота вращения ротора этого турбокомпрессора достигает 280 000 об./мин.! В большинстве двигателей легковых автомашин максимальная частота вращения ротора турбокомпрессора составляет от 140 000 об./мин. до 200 000 об./мин. На больших двигателях грузовиков и сам ротор больше, и его частота вращения меньше, так, например, на “КамАЗе” она достигает 90 000 об./мин., а на тракторных моторах и того меньше. Как правило, все турбокомпрессоры производятся специализированными фирмами.

Большинство современных автомобилей работающих на дизельном топливе и многие с бензиновым двигателем оснащены турбокомпрессором. Это устройство позволяет существенно повысить КПД двигателя внутреннего сгорания. Но вместе с этим изменяются и требования к обслуживанию и эксплуатации автомобиля оснащенного турбокомпрессором. Несоблюдение некоторых особенностей эксплуатации часто приводит к преждевременному выходу из строя устройства, а часто и самого двигателя оборудованного турбокомпрессором. Причем часто турбине приписываются все неисправности, виновником которых является сам двигатель автомобиля. В этой статье мы попробуем разобраться, кто, в чем виноват и как избежать проблем ещё до их наступления. Последнее, как раз самое важное для владельцев автомобилей, пока еще исправно работающих.

Начнем с наиболее характерных и часто встречающихся признаков ненормальной работы двигателей оснащенных турбокомпрессором. Заметная потеря мощности двигателя (не сопровождается повышенным расходом топлива и моторного масла). Для начала проверим специальным манометром способность турбины нагнетать необходимое давление во впускном коллекторе двигателя. Подключается манометр с помощью тройника в цепи управления ТНВД (Рис.1) для дизельного двигателя, или в цепи управления ограничением наддува самой турбины для более старых моделей автомобилей бензиновых и дизельных.

У более свежих моделей он подключается в разрыве датчика измерителя давления во впускном коллекторе (Рис.16). Манометр подсоединяется, и с помощью длинного шланга выводится в удобное при движении автомобиля для наблюдения место, как вариант с помощью присоски на переднее стекло автомобиля или капот (Рис.2). Проверка нагнетания турбокомпрессора должна производиться в реальных условиях работы двигателя под нагрузкой при движении автомобиля. Полученные измеренные значения сравниваем с требованиями завода изготовителя автомобиля.

Если значения превышают типовые, следует проверить работу клапана ограничения давления наддува. (Рис.3).

Для проверки давления срабатывания пневматически управляемого клапана, на штуцер подвода управляющего давления подаем сжатый воздух от ресивера компрессора через регулятор давления, начиная от самого минимального значения. Постепенно увеличивая давление воздуха, в проверяемой системе доводим давление до начала открывания ограничивающего клапана и отмечаем значение полученного давления в системе. Если клапан не открывается при давлении больше чем значение 1,3 Bar, и давление при этом нигде не стравливается, то это говорит о заклинивании оси или тяги перепускного клапана, может быть и повреждение диафрагмы (Рис.4) управляющего устройства. Демонтируем пневматический механизм управления клапаном – если причина в нем, то необходимо заменить его новым. При заклинивании оси клапана, турбокомпрессор демонтируется для последующего ремонта или замены новым. Рассмотрим ситуацию, когда давление не достигает значения, рекомендованного производителем мотора.

Сильно загрязненный воздушный фильтр может существенно ограничить давление создаваемое турбиной. После осмотра фильтра проверяем давление открытия, способом описанным выше. Возможно, необходима простая регулировка длины управляющей тяги (Рис.5). Если в этом узле причина не обнаружена, приступаем к более углубленной проверке турбокомпрессора. Демонтировав воздухоподающие патрубки турбины, проверяем, нет ли заедания при вращении ротора – проворачивая вал, он должен вращаться легко и плавно, не сопротивляясь вращению от руки. Если покачать за вал турбины, то можно примерно определиться с зазором вал-втулка и осевого перемещения вала. Осевой зазор у исправной турбины не должен ощущаться при перемещении рукой.

Допустим, перечисленные признаки в норме. Нужно искать причины, не зависящие от турбины. Проверяем патрубки подачи воздуха в двигатель до и после турбокомпрессора. Часто причиной потери давления наддува бывает негерметичность деталей подачи воздуха в двигатель. Соединения между твёрдыми и эластичными деталями воздуховодов могут дать утечку по причине недостаточно обжатых ленточных зажимов или повреждения самих деталей. Потеря давления по причине потери герметичности радиатора охлаждения подаваемого воздуха (интеркуллера) и просто разрывы в теле гибких соединительных патрубков системы подачи воздуха. Есть еще один элемент в системе воздуховодов, который может быть причиной потери давления подачи воздуха – это клапан системы рециркуляции отработанных газов двигателя. Недостаточно надежная герметичность клапана управления рециркуляцией может привести к сбросу давления, создаваемого турбиной, в систему выпуска отработанных газов двигателя; этот же узел при неправильной работе способен заметно уменьшить мощность двигателя, подавая во всасывающий коллектор чрезмерно большое количество ОГ. И, наконец, недостаточное давление турбонаддува, связанное с недостаточным потоком (давлением) отработанных газов. При этом турбина не способна набирать достаточные обороты. Это проблема потери первоначальной мощности двигателя. Причины, связанные с неправильной работой топливной системы и моментом опережения зажигания (момент подачи топлива для дизельного двигателя). Об этом позже.

Следует заметить, что это является причиной неправильной работы силовой установки, и в большинстве случаев приводит к недостаточному давлению нагнетания турбокомпрессора.

Но есть ещё одна, наиболее часто из встречающихся проблем, при этом наименее обнаруживаемой при любой диагностике. Это засорение катализатора или другого компонента в системе выпуска отработанных газов автомобиля. Проверить можно самым простым способом, демонтировав часть выпускной трубы, чтобы уменьшить сопротивление выпуску отработанных газов. Вот ещё один из способов установить истину в работе турбокомпрессора. У бензиновых двигателей в системе выпуска установлен датчик содержания кислорода. Если его демонтировать, то есть возможность проверить давление в выхлопной системе при помощи манометра и резьбового переходника.

Следующая процедура….

Сергей Григорьев

Полная версия смотри журнал “Автомастер” № 5, 6 2005 год

http://a-master.com.ua/archives/1089

http://a-master.com.ua/archives/1091

Related Post

Leave a Reply

Your email address will not be published.