Большинство двигателей уже давно оснащаются системами турбонаддува. Без турбин дизельные моторы не обходятся уже лет 20, а бензиновые моторы начали повальный переход на наддув лет 15-10 назад. С турбинами силовые агрегаты стали резвее и мощнее, но у владельцев автомобилей добавилось хлопот. Сегодня мы поговорим о том, что такое турбина, зачем она нужна и как выбрать хорошую бывшую в эксплуатации (БУ) турбину.
Мы сняли видео по теме выбора БУ турбины, посмотреть его вы можете на нашем YouTube-канале.
Что такое турбина?
Вообще правильно и грамотно этот узел называется турбокомпрессор. Он состоит из трех основных частей. Из корпуса турбины («горячая» часть, заключенная в чугунную «улитку»), из корпуса компрессора («холодная» часть в алюминиевом корпусе) и расположенного между ними корпуса подшипников (он же «картридж»). В корпусах крыльчаток при работе турбины создается повышенное давление газов, а в картридже – разряжение.
Внутри картриджа находится ротор (вал), на концах которого закреплены крыльчатки турбины и компрессора. Обычно на крыльчатках помещается от 9 до 12 лопастей. Вал крепится на опорном и упорном подшипниках, которые представляют собой втулки, в которых удерживается и вращается вал. Однако сегодня широкое распространение также получают и турбины с шариковыми подшипниками.
В подшипниках турбины обязательно должно быть масло, которое образует масляный клин, на котором и вращается ротор турбины – он словно левитирует на тонком слое масла, скользит без сопротивления и не задевая поверхность картриджа.
Масло непрерывно подается в картридж и сливается из него. Для того чтобы масло не убегало из корпуса подшипников в корпуса турбины и компрессора, используются стальные уплотнительные кольца. Они хитро установлены – с осевым и торцевым зазором. Нужное уплотнение достигается при работе турбины.
Как заменяют турбонагнетатели
В стандартных условиях в процессе замены турбонагнетателя выполняют установку компрессора высокопоточного типа и иногда турбинной крыльчатки с большими параметрами. Делается это с целью достижения эффекта обратных процессов, заключающихся в снижении силы действия выхлопов на работу, что приводит к снижению быстроты их работы и давления вначале вращения. Для пропуска большего объема выхлопов для турбин и компрессоров предусмотрен корпус с большими параметрами.
В некоторых машинах ставится рекомендованный предприятием-изготовителем турбонагнетатель, в котором с правильными размерами выходного и входного проходов. Зачастую автомобилисты отдают предпочтение «гибридным», вырабатывающих мощность, отличную от обеспечиваемой стандартными типами мощности. Иногда выполняют замену износившегося из-за повышения давления 180-градусные подшипники упорного типа на более устойчивые 360-градусные аналоги.
Для экономных водителей отличным вариантом замены турбонегнетателей является использование японских б/у запчастей, размеры и большой ассортимент которых предлагаются на любом авторынке. При этом турбину подбирают по объему и размерам движка.
Как работает турбина?
Турбокомпрессор приводится в движение потоком выхлопных газов. Газы раскручивают крыльчатку турбины, одновременно с этим вращается и крыльчатка компрессора, всасывающая воздух и создающая необходимое давление. У турбокомпрессора рабочий диапазон не беспредельный. Так, при недостаточном потоке выхлопных газов производительность турбины не высока – создаваемое давление наддува относительно не велико. А вот если мотор «раскрутить», то он начнет производить достаточное выхлопных газов, и тогда турбина выйдет на свою максимальную производительность. Как говорят в народе, «турбина включится». Однако для того, чтобы турбина дула всегда, почти с холостых оборотов, производители применяют различные хитрости.
Разновидности турбин
Турбокомпрессоры бывают:
· одиночными;
· парными (выпускаются двойные, тройные, четверные модели).
Выпускаются в том числе и «твинскрольные турбины», которые устанавливаются в легковых бензиновых силовых агрегатах и дизельных грузовых. В таких турбинах потоки выхлопных газов попадают в 2 раздельных канала, что исключает взаимное противодавление. Как результат – уменьшается расход топлива.
В последние годы получили распространение компрессоры с электроприводом, в которых не используется работа выхлопных газов. Главное отличие в том, что в устройстве установлен мощный электромотор, который заменяет крыльчатки турбины. Отличий в компрессорной части практически нет.
Как управляется турбина?
Турбина – это всегда компромиссное решение. Например, для гражданского дизелька важно иметь хорошую тягу на низах. Для этого производители создают турбокомпрессоры, роторы которых раскручиваются до высоких рабочих оборотах при низкой скорости работы мотора. Но что случится с такой турбиной, если водитель решит выкрутить мотор до отсечки? В этом случае она может выйти на запредельную скорость работы, возникнет т так называемый «передув», от которого не будет хорошо ни самой турбине, ни двигателю. Как быть? Нужно управлять производительностью турбины!
Самое простое решение заключается в использовании перепускного клапана (байпас, уэстгейт). Этот клапан открывается по достижении максимального значения наддува, и отработавшие газы через него уходят прямо в выхлопную систему, минуя колесо турбины. Просто, надежно, но не слишком гибко. За открытие клапана отвечает пневматический актуатор.
Более гибкое решение заключается в управлении направлением потока выхлопных газов. Для этого в «улитке» горячей части на пути потока газов устанавливаются лопатки, угол атаки которых регулируется. На невысоких оборотах, когда газов мало, угол атаки лопаток большой: они буквально направляют и отклоняют газы на лопасти турбины. Когда давление наддува вырастает, мощность мотора и количество производимых выхлопных газов вырастает, лопатки становятся вдоль потока газов, не оказывая на них никакого направляющего воздействия. Такое решение называется «управляемой геометрией». За управление положением лопаток отвечает пневматический привод, либо электронный с сервомотором. Последний точнее, но в случае чего с ним больше хлопот в плане ремонта и калибровки.
Здесь же упомянем, что перепускные клапаны используются на турбинах бензиновых и дизельных моторов. А управляемая геометрия – это удел турбин дизельных двигателей. Лишь на оппозитных турбобензиновых моторах спортакоров Porsche используются турбины с управляемой геометрией. Дело в том, что температура выхлопных газов бензиновых моторов очень высока и использование лопаток с непростым механизмом привода требует использования дорогостоящих жаропрочных сплавов.
Также на высокооборотистых и мощных двигателях используется перепускной клапан во впускном коллекторе. Он служит для сброса избыточного давления наддува в тех случаях, когда, например, после интенсивного разгона водитель отпускает акселератор (при этом дроссель закрывается), а поток и давление воздуха во впуске очень высоко. В этом случае воздух необходимо стравить, иначе нагрузка на крыльчатку компрессора и ротор в целом критически возрастет.
Какие разновидности турбин бывают?
Помимо типа управления турбины можно разделить еще на несколько типов. Турбокомпрессоры могут быть одиночными, так и парными: наддув может быть двойным, тройным и даже четверным (есть и такие моторы). В этом случае применяется очень сложная разводка впускного и выпускного коллектора, обводные каналы перепускных клапанов для реализации ступенчатого наддува или параллельной работы нескольких турбокомпрессоров.
Также существуют так называемые «твинскрольные» турбины. Они применяются на легковых бензиновых моторах и на грузовых дизельных. Суть в том, что потоки выхлопных газов от цилиндров собираются в два раздельных канала – ради исключения взаимного противодавления и гармонизации импульсов выхлопных газов, в итоге приводящее к небольшому улучшению топливной экономичности. К крыльчатке турбины газы поступают по двум каналам.
И последнее веяние в моде на турбокомпрессоры – компрессор с электрическим приводом. То есть, работа выхлопных газов не используется. Вместо крыльчатки турбины используется мощный электромотор, работающий от 48-вольтовой электросети. Компрессорная часть устроена, можно сказать, традиционным образом.
Номера турбин
Дата публикации: 2014-05-06
Как быстро подобрать турбину? Как узнать номер турбины? Рассказываем 3 самых доступных способа — выберите тот, что подходит именно вам!
Подбор турбины для замены вышедшей из строя – дело не такое простое как может показаться. Оно требует специальных знаний и информации. Поэтому подбор турбокомпрессора надежнее доверить грамотному продавцу. Покупатель, со своей стороны, может или существенно упростить задачу продавца и свести вероятность ошибки к минимуму, или наоборот, усложнить ее. Усложнить продавцу жизнь легко. Для этого все знания покупателя об автомобиле с неисправной турбиной могут ограничиться тем, что у него четыре колеса, руль и пепельница. Ну а помочь продавцу (и, в итоге, себе) покупатель может несколькими способами.
Способ первый (самый надежный)
Идентификационные данные, необходимые и достаточные для поиска новой турбины, можно найти на старой. Обычно они наносятся на бирку, которая крепится на «холодной» части турбины – корпусе компрессора¸ реже – на корпусе подшипников. Иногда маркировку гравируют прямо на площадке корпуса компрессора. Задача покупателя — аккуратно переписать всю информацию с бирки и сообщить ее продавцу. Возможные варианты размещения и вид идентификационных бирок можно посмотреть здесь
Примеры размещения номеров турбин:
Идентификационные данные нанесены на бирку. Бирка крепится на «холодной» части турбины – корпусе компрессора. Турбина Garrett.
Реже бирку размещают на центральном корпусе подшипников. Турбина Borg Warner Schwitzer.
Реже бирку размещают на центральном корпусе подшипников. Картридж турбины Garrett
Иногда маркировку гравируют прямо на площадке корпуса компрессора. Турбина Garrett.
Иногда маркировку гравируют прямо на площадке корпуса компрессора. Турбина Mitsubishi(MHI).
Как все лучшее, этот способ не самый простой. Если турбина демонтирована – нет проблем. Если стоит на двигателе – могут возникнуть трудности. Турбина бывает так расположена, что не только бирку, но и ее саму найти непросто. Могут помочь подъемник, смотровая яма или зеркальце на палочке. Как бы ни было трудно, попытаться стоит, поскольку это гарантирует стопроцентный результат.
Способ второй (менее геморройный)
Можно обратиться к людям, которые обладают фирменным каталогом запчастей для вашего автомобиля и по VIN-номеру выяснить оригинальный номер (ОЕ-номер) турбокомпрессора. Что это за люди? Это могут быть авторизованные и не очень авторизованные сервисные центры, фирменные магазины запчастей или просто люди, у которых есть все, что душе угодно. По ОЕ-номеру продавец турбин подыщет замену.
Почему недостаточно сообщить VIN-номер машины прямо продавцу турбин? Потому что ни один турбомагазин не располагает оригинальными электронными каталогами запчастей по всем маркам автомобилей с турбодвигателями – их многие десятки. Продавцы турбин оперируют каталогами производителей турбокомпрессоров, где турбины значатся под заводскими номерами, и используют так называемые кросс-каталоги для сопоставления заводского обозначения с ОЕ-номером автопроизводителя.
Способ третий (самый простой)
Для его реализации не требуется ни «зеркальце на палочке», ни «помощь зала». Нужно предварительно уточнить и сообщить продавцу турбин следующую информацию (большая ее часть указана в ПТС или регистрационном удостоверении автомобиля): марка, модель и год выпуска машины, код (тип), литраж и мощность двигателя. Этот способ менее достоверный, чем первые два. Причина в том, что мотор за время выпуска претерпевает несколько конструктивных изменений, которые, как правило, затрагивают и систему турбонаддува. Нередко получается так, что на двигатели N-го года выпуска одновременно устанавливались разные модели турбин и даже турбины разных производителей. Точную дату выхода с конвейера новых модификаций моторов знает только автопроизводитель. Неоригинальные каталоги, которые используются для подбора турбин по марке/модели автомобиля, отражают эту информацию только приблизительно. Поэтому данный способ иногда приводит к ошибкам.
В любом случае, вопрос вроде: «Есть турбина на Фольксваген Пассат?» бессмысленный – на него нет однозначного ответа. Чем больше информации об автомобиле и двигателе, тем ответ точнее.
ТурбоМастер
Как выбрать БУ турбину?
Ведется много споров о том, что лучше: восстанавливать турбину или покупать БУ. Если говорить объективно, то БУ турбина дешевле восстановленной не на заводе-изготовителе примерно в 3 раза. В нашем каталоге самая дорогая БУ турбина стоит 600 рублей, самая дешевая – 80 рублей. Да, БУ турбина имеет некоторый износ. Но в ее защиту скажем, что восстановленные не на заводе-изготовителе турбины оснащаются доступными расходниками и картриджами от китайских производителей. Оригинальная новая турбина на популярные автомобили стоит от 1000 до 4000 долларов. Поэтому многие, сопоставляя суммы, в том числе приходят и к выбору БУ турбин.
Итак, на что обратить внимание при выборе турбины? Прежде всего, должен отсутствовать люфт ротора. Для этого касаемся кончиков вала пальцами и пытаемся расшатать турбину. Продольного осевого люфта быть не должно (вернее, он должен быть, но в пределах от 0,06 до 0,09 мм – а этого «пальцометром» не почувствуешь). Радиальный (поперечный) люфт допускается – это именно тот зазор, который восполняется маслом, на котором вращается ротор. Но крыльчатки ни в коем случае не должны задевать за корпус. Также на лопастях не должно быть повреждений и сколов. Корпуса турбины должны быть сухими – без потеков масла, которые свидетельствуют об износе и негерметичности уплотнений. Улитка холодной части вообще должна быть сухой изнутри. Также немаловажно чтобы трубки, по которым масло подается в турбину и сливается из нее, были не просто обрезаны, а еще и завальцованы (сплющены и как бы запечатаны) – ради предотвращения попадания грязи в картридж.
Как устроена турбина?
Точное название этого устройства – турбокомпрессор. В его состав входят 3 основные части, а именно – корпуса:
· турбины – горячая часть;
· компрессора – холодная часть;
· подшипника, или картридж.
В картридже – ротор с крыльчатками турбины и компрессора на его концах. В среднем на крыльчатке от девяти до двенадцати лопастей. Для крепления вала используются опорные и упорные подшипники (втулки). Но сейчас выпускается все больше турбин, в которых используются шариковые подшипники.
Подшипникам необходимо масло: на образовавшемся масляном клине происходит вращение ротора турбины, который скользит по маслу при вращении. Масло постоянно поступает в картридж и сливается. Масло не поступает в корпуса турбины и компрессора благодаря хитрой конструкции – уплотнительным кольцам из стали.
