Авто с турбокомпрессорами начали серийно выпускать более полувека назад. Но инженеры до сих пор совершенствуют конструкцию ключевых узлов и агрегатов, чтобы увеличить мощность авто и снизить расход топлива.
Обычная турбина имеет классическую крыльчатку, которая начинает раскручиваться от потока выхлопных газов, и чем больше их производится, тем сильнее растет скорость вращения. Иногда для ускорения машины нет требуемого количества газов. Если нажать на педаль, ускорение произойдет с задержкой (это явление получило название "турбояма"). Чтобы этого предотвратить, на современных авто устанавливают турбины с изменяемой геометрией.
Рассмотрим подробнее особенности конструкции таких устройств, их преимущества, особенности, как предотвратить преждевременный выход из строя механизма и когда требуется регулировка или ремонт турбины.
Принцип работы турбины с изменяемой геометрией
От классических турбин со стационарными крыльчатками модели с изменяемой геометрией отличаются наличием подвижных лопаток внутри, которые изменяют направление и скорость отходящего газа, обеспечивая стабильную мощность турбонаддува при различных режимах работы двигателя.
Как работает такая система в разных случаях:
- Низкие обороты. Энергия отходящего газа достаточно мала, поэтому лопатки находятся в закрытом положении, уменьшая ширину рабочего канала. Поток газов, проходя через узкое отверстие, приводит к росту давления внутри, что ускоряет частоту вращения компрессорного колеса, увеличивая эффективность работы турбины.
- Резкое увеличение оборотов. Движущиеся элементы начинают изменять свое положение с небольшой задержкой, благодаря которой оптимизируется энергия потока газов. Турбина не теряет мощности, а водитель не чувствует эффекта «турбоямы».
- Высокие обороты. Через рабочий канал проходят газы с большим давлением. Чтобы избавиться от избыточной энергии, лопатки вращаются на максимальный угол, обеспечивая наибольшую площадь рабочего канала.
Система управления положением лопаток построена на базе вакуумного привода, срабатывающего при каждом изменении давления внутри рабочего канала. Вся информация поступает из двух датчиков, один из которых фиксирует температуру воздуха на входе, а второй – давление наддува.
Преимущества новых турбин
Какие преимущества имеет конструкция с изменяемой геометрией? Во-первых, это увеличение эффективности двигателя. Во-вторых, оптимальное давление в системе при различных режимах работы мотора и предотвращение эффекта «турбоями». В-третьих, снижение температуры отходящего газа.
Часть положительных эффектов от новой конструкции ощущается сразу — снижается шум и уменьшается расход топлива. Другие преимущества поначалу не очень заметны, но ощутятся со временем. Это увеличивает рабочий ресурс двигателя и сопутствующего оборудования благодаря снижению общего температурного режима.
Когда турбина выходит из строя и как продлить ее срок службы?
Существует несколько причин, по которым турбина с изменяемой геометрией выходит из строя:
- Естественный износ. Это прежде всего касается постоянно двигающихся лопаток, а также уплотнителей и прокладок. В результате появляются перекосы, люфты и другие дефекты, которые нарушают обычный алгоритм работы турбины. Попадание смазки в цилиндры. Это происходит вследствие потери герметичности прокладок.
- Засор воздушных фильтров. Из-за этого нарушается стабильность воздушного потока, что приводит к сбоям в работе устройства.
- Попадание внутрь посторонних предметов. Это приводит к появлению трещин и других механических дефектов.
- Формирование нагара на внутренней поверхности разных элементов. Это происходит, когда лопатки заклиниваются из-за частичной потери подвижности.
Чтобы предотвратить преждевременное выход геометрии турбины из строя, рекомендуется проводить регулярную профилактику. Для этого важно использовать только качественные смазки и топливо, что снизит образование нагара и различных химических нерастворимых соединений. Желательно оградить впускной клапан от попадания внутрь посторонних предметов. Регулярная чистка узлов турбины от нагара и пыли существенно продлит срок службы устройства.
Восстановление турбины с изменяемой геометрией
В случае выхода турбины из строя рекомендуется обращаться к профильным специалистам, которые проведут диагностику оборудования, выявят причину неисправности и быстро ее устранят.
Регулировка турбины — один из этапов восстановления ее работоспособности. Этот процесс достаточно сложен и требует от исполнителя не только практического опыта, но и наличия специального стенда и другого профессионального оборудования.
Обслуживать и устранять поломки турбин с изменяемой геометрией должны специалисты специализированных СТО. В случае самостоятельного неквалифицированного вмешательства в конструкцию прибора он может полностью выйти из строя и не подлежать ремонту.
Поделиться:
