Неисправности турбокомпрессора

Турбокомпрессор — узел, неотделимый от современного дизельного двигателя. С помощью турбокомпрессора можно значительно улучшить рабочие свойства двигателя. Но в то же время турбокомпрессор считается одной из наиболее уязвимых и наиболее дорогих в плане ремонта частей двигателя. Как предохранить турбокомпрессор от поломок, как его ремонтировать и когда нужно менять?

Как работает

Принцип работы турбокомпрессора довольно прост: турбина вращается за счёт использования энергии потока отработанных газов. Турбина соединена с компрессором жёсткой осью. Компрессор засасывает через воздушный фильтр свежий воздух, сжимает его и затем под давлением подает во впускной коллектор двигателя. Чем больше воздуха подается в цилиндры, тем больше топлива может сгореть, а это повышает мощность двигателя.

Несмотря на то, что для подачи большего количества воздуха требуется большее количество топлива, турбокомпрессор, по сравнению с двигателями аналогичной мощности, но без турбокомпрессора, не «поедает», а экономит топливо. Кроме того, двигатель с турбиной по весу и габаритам меньше обычного. Пожалуй, единственным недостатком этой системы можно считать изменения в тепловом балансе двигателя. Если турбина переработает лишнее тепло, пульсация и обратное давление (так называемый турбо эффект) может послужить тем фактором, из-за которого лопнет корпус турбины, вслед за этим выйдут из строя подшипники, потечёт масло и двигатель, что называется, «умрёт». Это очень важно учесть для правильной эксплуатации двигателя!

Турбины можно разделить на несколько типов: турбины с фиксированными лопатками, турбины с изменяющейся геометрией лопаток (англ. VTG — Variable Geometry Turbine) и двойные турбины (англ. Twinn scroll). Турбины первого типа самые прочные и самые дешёвые в ремонте, но эффект их работы чувствуется в довольно узком диапазоне оборотов. Турбины второго типа, за счёт изменяющейся геометрии, раскрывают свою силу в широком диапазоне оборотов, однако, устройство лопаток более тонкое, поэтому в случае неисправности, ремонт этих турбин обходится довольно дорого. Третий тип турбин объединяет в себе лучшие свойства турбин двух первых типов: турбина с узким диаметром отлично работает в диапазоне низких оборотов, турбина с широким диаметром — в диапазоне высоких оборотов. За счёт этих характеристик обеспечивается продолжительность «жизни» двигателя и хорошая тяга при любых оборотах.

Главное — правильная эксплуатация

У турбин есть одна серьёзная проблема — они начинают работать в экстремальных для двигателя условиях. Турбины грузовых автомобилей вращаются с захватывающей скоростью (70 — 100 тыс. оборотов в минуту). При таком вращении и воздействии выхлопных газов турбины быстро накаляются. Перегрев, большая амплитуда температурных колебаний и неисправности в системе смазки — основные враги турбокомпрессоров.

Для того, чтобы эти враги не одолели турбину, необходимо надлежащим образом следить за состоянием двигателя и правильно его эксплуатировать. Правила эксплуатации довольно просты, только нужно о них не забывать.

Считается, что ресурс работы турбокомпрессора равен ресурсу работы двигателя, однако, турбина очень чувствительна к условиям её эксплуатации, поэтому «жизнь» турбины заканчивается, как правило, раньше, чем «жизнь» двигатель. Витольдас Сакалаускас, руковидитель сервиса «Volvo Lietuva», говорит, что при надлежащей эксплуатации турбокомпрессоры грузовых автомобилей, работающих на международных направлениях, могут выдержать, по меньшей мере, миллион километров. На срок службы турбокомпрессоров в значительной степени влияют климатические условия, рельеф местности и сложность маршрутов. Кястутис Чапас, автослесарь компании «Skuba», говорит, что иногда в автосервис приезжают автомобили с пробегом в 1,5 миллиона километров, и турбины таких автомобилей находятся в отличном состоянии. В таких случаях проводится лишь замена ремонтного комплекта, и автомобиль может двигаться дальше.

В комментарии к ресурсу работы двигателя, В. Сакалаускас упомянул, что он сталкивался с грузовыми автомобилями, пробег которых составлял 2,5 миллионов километров.

Неисправности в системе смазки — причина поломки половины турбин

Эксперты утверждают, что почти половина турбин выходит из строя из-за неисправностей в системе смазки. Примерно 40 проц. турбин портится из-за попадания в лопатки турбин мелких посторонних предметов — как правило, они попадают в турбины из двигателя или системы подачи воздуха. Остальные 10 проц. поломок происходят по другим причинам (из-за перегрева, конструктивных дефектов и т.д.).

Подшипник — это та часть турбокомпрессора, которая находится под постоянной нагрузкой. Для того, чтобы подшипник не вышел из строя, необходимо достаточное количество смазочного материала. Эту функцию выполняет моторное масло — оно не только смазывает, но также охлаждает подшипник. Если в моторное масло попадут посторонние предметы, на всех смазываемых поверхностях начнётся трение, от этого износ этих поверхностей ускорится. Снижение давления в моторном масле на свободном ходу не причинит двигателю ущерб, но при высоких оборотах это может стать причиной уменьшения ресурса двигателя.

Для того, чтобы избежать подобных неприятностей, нужно своевременно менять моторное масло и фильтры, и поддерживать чистоту смазочной системы. Если говорить о масле, то лучше всего выбирать то масло, которое рекомендует производитель грузового автомобиля. Если говорить о чистоте, то любой посторонний предмет, попавший в турбину через воздушный фильтр, может вызвать преждевременный износ этого узла, или, хуже того, расплавление всех частей этой системы. Поэтому В. Сакалаускас напоминает не только о своевременной замене моторного масла, но и о замене воздушного фильтра. Через систему подачи воздуха в турбину могут попасть твёрдые частицы, от них на лопатках компрессора появятся следы ударов, со временем лопатки могут потерять баланс и сломаться. Подобные проблемы могут возникнуть и при трещинах воздушных шлангов.

Турбина может начать перегреваться от некачественного топлива или при неправильной регулировке двигателя. О том, что турбина перегревается, свидетельствуют бледные пятна на её корпусе. Если вовремя не устранить эту проблему, в корпусе турбинного колеса могут появиться сквозные трещины. Масло, которое смазывает турбину, от высокой температуры может «перегореть» и превратиться в кокс, а это приведёт к коррозии вала, его уплотнений и даже подшипников.

Для того, чтобы продлить срок службы турбины, советуется начинать движение автомобиля спустя, по меньшей мере, одну минут после того, как заведёте двигатель. Это важно помнить в холодное время года, когда масло загустевает. В таких случаях для того, чтобы масло достигло подшипников, нужно время, поэтому в холодную погоду не спешите двигаться с места.

Ещё одно правило — перед остановкой двигателя дайте ему поработать на холостом ходу. Об этом очень важно не забывать после продолжительного рейса, когда двигатель работал при высокой нагрузке. Двигатель и турбина должны охладиться — в противном случае на раскалённой турбине появится нагар, а это, в свою очередь, сокращает долговечность уплотнений, подшипников и корпуса турбины.

Признаки неисправностей в турбине

Мечта любого водителя — не столкнуться во время рейса с неожиданными неисправностями, поэтому любые потенциальные проблемы нужно предупреждать. Какие признаки свидетельствую о надвигающейся «кончине» турбины?

К. Чапас говорит, что о неисправностях в турбине свидетельствует появление посторонних звуков, увеличение дымности, увеличение расхода масла, иногда — снижение тяги. При этом расход топлива может быть без изменений.

Одним из признаков неисправностей в турбине является необычный звук, похожий на свист. Как правило, это означает, что уплотнениях или в корпусе турбины появились трещины, и выхлопные газы или воздух проходят через эти узлы, что называется, «со свистом».

Другим признаком повреждений турбины может быть утечка масла. Эту проблему можно определить самостоятельно — для этого нужно выключить двигатель, снять впускной воздуховод и осмотреть состояние лопаток. На них не должно быть никаких повреждений. Лопатки должны вращаться легко и плавно, нигде не застревать. Подшипники должны не шататься.

В. Сакалаускас говорит, что на необходимость ремонта турбокомпрессора указывают сигналы на приборной панели. Точнее — индикатор давления в компрессоре. Недостаточное давление является серьёзным признаком того, что систему необходимо ремонтировать.

Самостоятельным ремонтом лучше не заниматься.

Турбокомпрессор — дорогая часть автомобиля. Tурбина (без учёта НДС) может стоить 500 — 1000 евро. Pеставрация турбины может стоить 300 — 550 евро. Если на вашем автомобиле установлена турбина с изменяющейся геометрией, то её ремонт будет примерно на 10 проц. дороже.

Несмотря на то, что в интернете полно «рецептов» для самостоятельного ремонта, специалисты категорически против такого «рукоделия». В процессе реставрации основным моментом является правильная балансировка турбины. Турбина, вращающаяся со скоростью 100 тыс. оборотов в минуту, реагирует на мельчайший дисбаланс. В домашних условиях отбалансировать турбину невозможно, потому что в балансе деталей турбины допустимое отклонение — всего лишь несколько микрометров (1 мкм — 0,001 мм). Такой точности можно достичь только при использовании соответствующих технологий, поэтому о любом «рукоделии» лучше забыть.

В процессе восстановления меняются подшипники, уплотнения, лопатки турбины и компрессора. Как правило, они устанавливаются в старый корпус, затем специалисты должны отбалансировать весь узел и проверить его герметичность.

Представительства реставрацией турбин не занимаются — они могут предложить заменить изношенный турбокомпрессор на отреставрированный в заводских условиях (с заводской гарантией). Это дешевле, чем покупать новый агрегат.

В заключение ещё раз напомним правила эксплуатации турбокомпрессора. Для того, чтобы этот агрегат служил «верой и правдой», необходимо своевременно менять моторное масло (в соответствии с рекомендациями производителя), масляные и воздушные фильтры, давать турбине возможность нагреться при запуске двигателя и остыть при выключении двигателя, постараться водить автомобиль без резких движений, чтобы турбина работа плавно и равномерно. Это элементарные действия, не требующие особых знаний и навыков. Если в работе турбокомпрессора появятся неполадки — доверьте его ремонт профессионалам. Профессионально отреставрированная турбина позволит сэкономить примерно две трети стоимости нового узла.