Неисправности турбины дизельного двигателя и их устранение: Основные признаки неисправности и причины поломки турбины на дизеле

Ремонт турбин дизельных двигателей. Причины неисправностей

Неисправности турбины дизельного двигателя, несмотря на заявленный производителями 10-летний срок эксплуатации, встречаются довольно часто. В то же время от функционирования данного элемента конструкции зависит работоспособность мотора. Из этого можно сделать следующий вывод:

• Необходимо регулярное обслуживание турбины.
• Устройство турбины

Корпус турбины, устанавливаемой вместе с дизельным двигателем, изготавливается из чугуна. При активной эксплуатации автомобиля чаще из строя выходят постели, расположенные под подшипниками, а также гнезда уплотнительного кольца.

Сама турбина внешне напоминает раковину улитки. Движение компрессора проводится через вал, на который монтируется крыльчатка. Первый изготавливается из сплава алюминия, отличающегося повышенной стойкостью к воздействию жара, а второй – из среднелегированной стали. Ввиду особенностей конструкции обоих элементов в случае поломки их заменяют на новые.

Турбина имеет достаточно сложную форму. Через ее внутреннюю часть подаются выхлопные газы, нагнетаемые компрессором, за счет которых увеличивается начальная мощность двигателя.

Признаки неисправностей

Изготовление турбины – это достаточно трудоемкий процесс, несмотря на кажущуюся простоту ее конструкции. Производителями агрегата приходится вымерять его размеры до долей миллиметра.

Прежде чем осуществлять ремонт турбин дизельных двигателей, необходимо провести предварительную диагностику.

Любые ошибки в ходе восстановления ткр приводят к резкому удорожанию работ ввиду высокой стоимости агрегата. Для выявления неисправностей и их устранения потребуется помощь опытного специалиста. Однако можно провести диагностику мотора самостоятельно. На наличие проблем с двигателем могут указать следующие признаки неисправности турбины:

1. Выхлопные газы приобрели черный, сизый или синеватый оттенок.
2. Мотор начал сильно шуметь в разных режимах работы.
3. Температура двигателя регулярно достигает высоких отметок (наблюдается перегрев).
4. Силовая установка стала потреблять заметно больше топлива и масла.
5. Появление четких хлопков во время работы мотора, свиста или глухого гула.
6. Снижение динамики автомобиля вследствие уменьшения уровня тяги. На низких оборотах силовой агрегат работает нестабильно.
7. Появление запаха масла.

Причины появления поломок

Неисправности турбокомпрессора появляются по ряду причин.

Чаще всего поломки дизельного двигателя и турбины возникают из-за несвоевременной замены масла.

Длительное использование старой смазки, попадание в нее воды или топлива приводит к быстрому износу подшипников, закупорке масляных каналов или повреждению оси. Неисправный элемент подлежит замене. Отремонтировать его нельзя. К описанным последствиям приводит использование слишком густого масла.

Второй наиболее «популярной» причиной появления проблем с турбокомпрессором является снижение давления в масляных шлангах, вызванное неправильной установкой этих элементом или самой турбины. Эта проблема может привести к быстрому износу колец, шейки вала, подшипников.

Важно заметить: 5-минутная работа дизельного двигателя без масла наносит серьезные и непоправимые повреждения силовому агрегату.

Так же не следует забывать о том, что в турбокомпрессор могут попасть посторонние предметы. Их появление в работающей турбине приводит к поломкам лопастей колеса и ротора, из-за чего снижается уровень создаваемого давления.

Ремонт турбины

Ремонтировать свой двигатель рекомендуется на специализированной станции. Однако устранение некоторых неполадок можно осуществить и самостоятельно.

Для начала необходимо произвести визуальный осмотр турбины и оценить ее работу. Ремонт турбины своими руками начинается с проверки уровня масла и его качества. Кроме того, следует оценить вероятность попадания посторонних предметов внутрь конструкции.

Если указанные причины были исключены, то можно приступать к анализу цвета выхлопа. Изменение оттенка, а также снижение тяги нередко свидетельствуют о проблемах на впуске или выпуске. В первом случае речь идет об уменьшении объема подаваемого воздуха, во втором – о наличии утечек.

Чтобы проверить работоспособность турбины, необходимо запустить двигатель. Силовой агрегат не должен издавать никаких посторонних звуков типа скрипа или свиста. В исправном моторе с турбиной не прорывается воздух из соединений. Следом нужно проверить состояние воздушного фильтра.

В основном проблемы с функционированием впуска и выпуска возникают именно с этим элементом. Если фильтр выглядит нормально, то следом за ним необходимо проверить сливной маслопровод. В нем нередко образуются перегибы, повреждения или пробки.

Далее наступает очередь ротора. Его нужно несколько раз прокрутить вокруг своей оси.

Если ротор цепляет за корпус турбины, она подлежит ремонту.

Когда двигатель во время работы издает много шума, следует проверить:

1. Все трубопроводы на предмет выявления их износа.
2. Ось турбины.
3. Ротор.

При наличии проблем с любым из описанных элементов конструкции потребуется квалифицированный ремонт двигателя и турбины.

О наличии неисправностей может сообщает некорректная работа системы наддува. Чтобы проверить последнюю, потребуется сторонняя помощь. Прежде всего следует найти патрубок, который соединяет турбину и впускной коллектор. Затем нужно запустить двигатель и пережать указанный патрубок рукой.

В этот же момент второй человек должно нажать на педаль газа и удерживать ее в течение 3 – 5 минут. Исправный патрубок отвечает на подобные действия водителя, раздуваясь под давлением. Описанный эксперимент необходимо повторить 3 – 4 раза. Если ни в одном из случаев патрубок не раздувается, значит, турбина неисправна.

Вне зависимости от того, какие появились «симптомы», указывающие на наличие проблем с системой наддува, рекомендуется тщательно осмотреть патрубки, фланцы, коллекторы и другие элементы двигателя на наличие в них трещин.

Профилактика неисправностей турбины

Чтобы увеличить срок эксплуатации турбины, нужно соблюдать несколько простых правил:

1. Использовать только качественные масло и горючее.
2. Отказаться от быстрых промывок турбины. Такая процедура способна за раз полностью вывести из строя агрегат.
3. Своевременно менять воздушные фильтры.
4. Замену масла необходимо производить после каждых 7 тысяч километров пробега.
5. Обязательно прогревать автомобиль с турбированным дизельным двигателем.
6. По завершении длительной поездки машина должна в течение трех минут поработать на холостых оборотах. Это позволит исключить появление углеродного осадка.
7. Регулярное проведение диагностики силовой установки.

Неисправности турбины дизельного двигателя. Ремонт дизельных турбин

Турбина (турбокомпрессор) — гениальное изобретение, способное улучшить потенциал двигателя и обеспечить прекрасную прибавку мощности даже очень слабому силовому агрегату. При надлежащем обслуживании турбина дизельного двигателя или бензинового — это сплошной плюс и повод для гордости любого фаната скорости.

Однако в случае неисправности турбины она превращается в большую проблему, доставляет массу неприятностей. Ремонт турбины не всегда возможен, требует много усилий и, как правило, стоит очень дорого. В этой статье я хочу поговорить о неисправности турбины дизельного двигателя, о признаках, которые на это указывают, также о том, как проверить турбину дизельного двигателя. Вкратце я затрону тему ремонта и попытаюсь коротко рассказать, что собой представляет ремонт турбины дизельного двигателя.

Рекомендую: Устройство турбины и принцип работы видео

Хочу отметить, что чем раньше вы заметите даже малейшие признаки неисправности турбины, тем больше у вас шансов «спасти» узел, избежав дорогостоящего ремонта и существенных денежных вливаний. Как и по каким признакам можно понять, что турбокомпрессор выходит из строя вы сейчас и узнаете.

Признаки проблем с турбокомпрессором:

• Появление дыма из выхлопной. Безусловно, дым присутствует и в случае исправности турбины, однако это совсем другой дым. Насыщенный белый, синеватый или черный дым признак проблем с турбиной или как минимум с узлами, которые связаны с ней;
• Появление нехарактерного шума. Турбина дизельного двигателя, которая выходит из строя, может начать издавать гул, или другой шум, который сложно не заметить;
• Ухудшение динамики. Снижение тяги, плохой разгон, нестабильные «холостые» — все эти явления могут быть признаками неисправности турбины двигателя;
• Неприятный запах. Если во время работы двигателя вы слышите отчетливый запах гари моторного масла, при этом ваш мотор «берет масло», скорее всего турбина требует внимания или даже ремонта.

Также хочу отметить, что вышеописанные признаки не всегда на 100% являются признаками неисправности дизельной турбины. Нередко эти симптомы указывают на другие поломки силового агрегата. Поэтому визуальная оценка не может дать точное заключение о том, в чем именно дело.

Подтвердить или опровергнуть подозрения могут лишь профессионалы, которые используют специальный инструмент или выполняют полный демонтаж турбокомпрессора. Однако кое-что можно проверить и своими силами. Далее я расскажу более подробно о том, как проверить турбину дизельного двигателя в домашних условиях.

Актуально: Как завести дизель в мороз без проблем? Мы знаем ответ!

Как проверить дизельную турбину?

1. Первым делом следует убедиться, что у вас присутствует какой-либо из вышеперечисленных симптомов. Затем проверяем воздушный фильтр и соединения воздушных патрубков. На фильтре не должно быть масляных следов, а патрубки должны быть соединены герметично.
2. Убедитесь, что на турбокомпрессоре или возле него нет масла или масляных следов. Если подтеки имеются, дальнейшая проверка не имеет смысла, вам так или иначе придется снимать турбину для выяснения причин появления на ней масляных следов. Также не помешает отсоединить патрубок и проверить нет ли в нем масла.
3. Далее следует проверить нет ли люфта в турбине и нарушения положения ротора. Для этого немного прокручиваем ротор и слушаем не задевает ли он корпус. Также убеждаемся, что люфт минимальный или вовсе отсутствует. Если же что-либо из перечисленного у вас наблюдается — ремонт турбины неизбежен.
4. Проверка во время работы. Для данной проверки вам потребуется помощник. Открываем капот, запускаем мотор, после чего рукой придавливаем патрубок, который ведет от турбины к впускному коллектору. Задача помощника по вашей команде надавить на педаль газа. Если патрубок раздувается, это значит, что турбина создает давление и, в принципе, работает нормально. Если же патрубок остался таким же или раздулся лишь немного, можно предположить, что турбина работает некорректно и требует ремонта.

Советую посмотреть видео о том, как проверить турбину и понять, что она «умирает»?

Ремонт турбин, основные моменты

Ремонт включает в себя ряд мероприятий по диагностике и устранению причины неисправности турбины дизельного мотора. Специалист разбирает ее, осматривает и делает дефектовку. Детали с износом, как правило, это сальники, уплотнительные кольца и подшипник (опорный и упорный) — меняются. Крыльчатка осматривается и в случае ее повреждения или наличия каких-то дефектов — производится ее замена. Далее турбокомпрессор собирается и тестируется, выполняется балансировка и регулировка, если все ок, узел устанавливается на место.

Рекомендую: Как промыть форсунки дизеля? Четыре способа промывки дизельных форсунок

Как предотвратить неисправность турбины дизельного двигателя?

Чтобы не пришлось делать ремонт турбины двигателя следует соблюдать ряд несложных, но очень важных правил.

1. Качественное моторное масло и его своевременная замена. Используйте только качественное масло и следите за его состоянием. Меняйте масло чуть раньше, чем это предусмотрено, примерно через 7-8 тыс. км пробега. Следите за уровнем масла и в случае, если мотор начнет брать масло, не оттягивайте с поиском причины, возможно это турбина.
2. Заправляйтесь только качественным дизелем.
3. Регулярно прогревайте мотор и не спешите его глушить сразу же после того как прибыли на место (дайте горячему мотору поработать не менее 3-5 минут). Лучше всего будет установить турботаймер, который позаботится о «здоровье» вашего мотора.
4. Производите профилактическую диагностику всех систем двигателя, а также самой турбины у квалифицированных специалистов. Опытный мастер и специальное оборудование позволят предотвратить ремонт турбины дизельного мотора или дадут вам шанс обнаружить проблему еще на ранней ее стадии.

На этом у меня все. Спасибо, что дочитали до конца. Пишите ваши комментарии и делитесь данной статьей со своими друзьями, будем очень признательны!!! Всем пока, берегите мотор смолоду!

Турбокомпрессор — неисправности и ремонт — журнал За рулем

Изучаем основные неисправности турбокомпрессоров и технологии их восстановления.

Многие автомобилисты с опаской относятся к ремонту турбокомпрессоров. И не без оснований. При этом производители разрешают ремонтировать некоторые турбины и даже выпускают оригинальные комплектующие, а иные и вовсе занимаются промышленным восстановлением агрегатов. Причиной же невысокого ресурса перебранных турбин зачастую является пресловутый человеческий фактор.

Презумпция невиновности

Турбокомпрессор (ТК) работает на перекрестке нескольких систем двигателя, и его здоровье зависит от исправности других узлов. Поэтому при появлении любых нареканий по поводу работы ТК важно провести вдумчивую диагностику узла в составе мотора. Диагностика необходима и в случае выхода турбины из строя — она послужит гарантией, что новая или отремонтированная турбина не преставится через пару тысяч километров.

Даже ветошь, забытая во впускной системе при обслуживании машины, может повредить крыльчатку вала, не говоря уже о потерянных болтиках или шайбах. Даже ветошь, забытая во впускной системе при обслуживании машины, может повредить крыльчатку вала, не говоря уже о потерянных болтиках или шайбах.	Один из примеров характерного разрушения компрессорного колеса при перекруте турбины. Опытный мастер может определить этот пагубный режим и по особенному износу лопаток и вала. Один из примеров характерного разрушения компрессорного колеса при перекруте турбины. Опытный мастер может определить этот пагубный режим и по особенному износу лопаток и вала.
Полное закоксовывание подводящей масляной трубки характерно для бензиновых турбин из-за более высоких температур по сравнению с дизельными. Полное закоксовывание подводящей масляной трубки характерно для бензиновых турбин из-за более высоких температур по сравнению с дизельными.	Классика жанра — перегрев вала турбины из-за масляного голодания. Обработке или восстановлению ­он не подлежит. Классика жанра — перегрев вала турбины из-за масляного голодания. Обработке или восстановлению ­он не подлежит.

Сначала с помощью компьютера проверяют систему управления двигателем в целом и отдельные датчики. Абсолютное большинство турбин оборудовано механизмом регулирования давления наддува; его сбой запросто может быть следствием банальной неисправности — например, неправильного сигнала от расходомера воздуха. Нередки случаи, когда из-за игнорирования такой диагностики в профильные компании по ремонту ТК привозят… исправные агрегаты.

Материалы по теме

Здоровье турбины зависит от герметичности систем впуска и выпуска двигателя и давления в них. Если, к примеру, забиты нейтрализатор и воздушный фильтр, манометры покажут повышенное разрежение на впуске и увеличенное противодавление на выпуске. Работа в таких условиях серьезно сокращает ресурс внутренних элементов ТК: подшипников, уплотнителей и самого вала. При больших перепадах давления турбина из-за конструктивных особенностей начинает сильнее гнать масло на впуск — патрубок и впускной трубопровод покрываются жирным налетом.

Негерметичность систем впуска и выпуска также вызывает опасные перепады давления. А банальная экономия на замене воздушного фильтра или несвоевременное устранение подсоса воздуха за его корпусом приводят к износу компрессорного колеса турбины. Его лопатки стачиваются попадающими внутрь частицами песка.

Распространенная причина выхода ТК из строя — попадание инородных предметов в крыльчатки. Порою это случается из-за разгильдяйства механика, который при обслуживании машины оставил во впуске ветошь или уронил внутрь шайбу. Или из-за непредвиденного разрушения деталей мотора, когда, например, отваливается электрод от свечи. Вал турбины вращается с огромной скоростью, и попадающие на крыльчатки инородные предметы значительно их деформируют, из-за чего турбину может даже заклинить. В итоге ротор ломается пополам от скручивания. В этом случае ремонтировать агрегат бессмысленно.

Более серьезные последствия проблем в системе смазки. Глубокие задиры на валу в местах посадки подшипников и даже в зоне газодинамического уплотнения. Более серьезные последствия проблем в системе смазки. Глубокие задиры на валу в местах посадки подшипников и даже в зоне газодинамического уплотнения.	Пошатали вал турбины рукой и не почувствовали никакого люфта? Не радуйтесь. Возможно, закоксовались масляные зазоры в опорных подшипниках — и дни узла сочтены. Пошатали вал турбины рукой и не почувствовали никакого люфта? Не радуйтесь. Возможно, закоксовались масляные зазоры в опорных подшипниках — и дни узла сочтены.
Упорный подшипник вала турбины страдает ­из-за критического перепада давления на сторонах впуска и выпуска. Это приводит к увеличению осевого люфта ротора со всеми вытекающими. Упорный подшипник вала турбины страдает ­из-за критического перепада давления на сторонах впуска и выпуска. Это приводит к увеличению осевого люфта ротора со всеми вытекающими.	У турбин бензиновых двигателей на седлах байпасного клапана часто появляются трещины. Благо, опытные мастера освоили технологию их надежного заваривания. У турбин бензиновых двигателей на седлах байпасного клапана часто появляются трещины. Благо, опытные мастера освоили технологию их надежного заваривания.

К характерным повреждениям крыльчаток и вала приводит так называемый перекрут турбины, то есть превышение допустимых оборотов. Речь не только о неграмотном чип-тюнинге — перекрут может быть спровоцирован и обидным стечением обстоятельств. Например, из-за ошибочных показаний датчика расхода воздуха с запаздыванием срабатывает механизм регулирования давления наддува. ТК работает в очень жестких условиях (взять хотя бы термическую нагрузку), и даже незначительное отклонение от допустимых режимов приводит к непоправимым последствиям.

Материалы по теме

Описанные причины отказов турбин встречаются не так часто, основная доля приходится на неисправности в системе смазки ТК. В зазорах между валом турбины и его подшипниками должен присутствовать масляный клин, иначе происходит перегрев и износ валов, подшипников и уплотнений — вследствие контактной работы элементов. Чаще всего смерть турбины наступает из-за банального масляного голодания и посторонних частиц в масле.

ТК очень чувствителен к чистоте и качеству масла — больше, чем мотор. Во многом потому, что этот узел работает в тяжелых температурных режимах. В частности, на бензиновых двигателях отработавшие газы разогреваются аж до 1000 °C. Поэтому увеличенные интервалы замены масла и экономия на фильтре первым делом сокращают ресурс ТК.

Масляное голодание турбины имеет массу причин, о которых мало кто задумывается. Одна из распространенных — закоксовывание подводящей трубки. Зачастую она забивается полностью — и ТК работает на сухую. Не менее важна исправность масляного насоса двигателя, а также системы вентиляции картера. Часто именно из-за нее турбина незаметно умирает. Масло в корпус подшипников ТК поступает под давлением около 4 бар, а сливается из него в поддон двигателя самотеком. И даже незначительное повышение давления картерных газов сильно ограничит расход смазки через турбину, снижая несущую способность ее пленки, и приведет к ее просачиванию через уплотнения. Нередко это происходит из-за неисправного клапана вентиляции.

Износ опорных подшипников как следствие работы на состарившемся масле и наличия посторонних частиц в системе смазки не только турбины, но и двигателя. Износ опорных подшипников как следствие работы на состарившемся масле и наличия посторонних частиц в системе смазки не только турбины, но и двигателя.

При серьезных повреждениях корпуса восстанавливать турбину экономически нецелесообразно. Скорее всего, внутри всё гораздо плачевнее. При серьезных повреждениях корпуса восстанавливать турбину экономически нецелесообразно. Скорее всего, внутри всё гораздо плачевнее.

Многие ремонтники не учитывают все эти моменты, когда ставят турбину после диагностики или ремонта на двигатель. Как минимум, нужно исключить ее работу на сухую в первые секунды после пуска мотора. Для этого в корпус подшипников загодя заливают масло.

Если не обращать внимания на перечисленные нюансы, турбина долго не протянет. А ремонтники, естественно, обвинят в недобросовестной работе тех, кто восстанавливал узел. Вот и боятся люди ремонтировать турбины.

Восстановлению подлежит

Производители турбин основательно подходят к их ремонту на своих производственных мощностях. Дальше всех в этом деле продвинулась фирма Honeywell (бренд Garrett). При восстановлении специалисты меняют картридж турбины (центральный корпус в сборе с валом, подшипниками и крыльчатками) и механизм регулирования давления наддува. Старые неповрежденные корпусы (холодную и горячую улитки) очищают и устанавливают обратно. На выходе имеем практически новый компрессор с полноценной заводской гарантией. Но даже Garrett восстанавливает турбины далеко не всех моделей своей линейки.

основные симптомы неисправной турбины, что надо проверить и как предотвратить поломку

Автомобильный турбокомпрессор, несмотря на заявленный производителями 10-летний ресурс, служит всего 7-8 лет. В жёстких, экстремальных условиях он даёт сбой ещё раньше. Владельцам приходится внепланово устранять неисправности турбины. Чтобы быстро определять их, внимание переключается на основные симптомы или нехарактерное поведение машины.

Воздушный турбокомпрессор в сборе

Что проверить в первую очередь

Обычно сразу падает тяга, снижается мощность движка. А при разгоне из глушителя идёт дым нехарактерного цвета. Он бывает чёрным, синим, белым. Часто увеличивается расход горючего, иногда — масла. ДВС при работе свистит, скрипит или шумит ещё каким-нибудь неестественным способом. Всё это признаки умирающей турбины, а причин то всего три.

Все дело в давлении

Питающие шланги пережимаются или обрываются. В результате начинается утечка, давление падает. То же самое происходит из-за неправильного подключения трубок системы к турбине.

Если усиленный силовой агрегат поработает больше пяти минут без смазки, это нанесёт ему непоправимый вред. Износ маслосъёмных колец и колпачков, задиры цилиндров, разрушение гильз — малое, что ожидается.

Загрязнение масла

Такое происходит из-за несвоевременного обновления автола или фильтра. Это же случается, если внутрь картера попадает вода, солярка. Нельзя заправлять автомобиль с форсированным двигателем составами низкого качества, так как примеси разрушают радиальные подшипники турбонаддува.

Одновременно с этим, лубрикант не должен чрезмерно густеть. Иначе он повредит, так как даст большой осадок, а это снизит герметичность турбины в целом.

Воздушный турбокомпрессор в разрезе

Попадание постороннего предмета

Если внутрь турбины залетит какой-нибудь твёрдый предмет, то он легко поломает компрессорное кольцо. Мгновенное падение давления со всеми вытекающими последствиями неминуемо. Также в зоне риска — ротор, колесо, лопатки. Обычно при попадании посторонней вещи заменяют фильтр, проверяют герметичность впускного тракта, ставят новый вал.

Также механизм изнашивается со временем. 100-150 тыс. километров пробега — обычный его ресурс. После этого деталь нуждается в замене, ведь появляются трещины, накапливаются отложения.

Последствия неисправной турбины

Езда на машине со сломанной турбиной вызывает множество проблем. Увеличивается расход топлива, оно смешивается с автолом, попадает в выхлопную систему. Это повреждает катализатор, клапаны или сажевый фильтр.

Жор масла, возможный выход из строя форсунок — ещё одни последствия поломки механизма. В данном случае причины, это изношенные втулки или вал. Поэтому ездить на автомобиле с неисправным компрессором нельзя — иначе смерть мотора не за горами.

Как предотвратить поломку

Разборка воздушного турбокомпрессора

Продлить срок службы турбины можно, следуя рекомендациям:

• заменять грязный воздушный фильтр;
• держать силовую установку чистой;
• заправляться оригинальными, качественными ГСМ;
• периодически контролировать температуру масла, антифриза;
• регулярно обновлять смазку в системе — каждые 7-8 тыс. км пробега машины;
• сразу не заглушать после длительных поездок мотор, оставляя работать его на холостых оборотах 3-4 минуты;
• обязательно проводить плановые диагностики.

Перед выездом дизельный турбомотор надо прогревать, давая поработать на холостых оборотах 10-20 минут. Прогрев обеспечит лучшее смазывание трущимся деталям, предохранит их от преждевременного износа.

Турбокомпрессор только с виду кажется конструктивно простым. На самом деле для устранения неполадок, следует располагать соответствующей информацией. В частности — знать модель агрегата наддува, номер силовой установки, код производителя. А под рукой должен быть ремкомплект оригинального производства. Только это обеспечит грамотный ремонт.

Признаки умирающей турбины на дизеле

В процессе эксплуатации транспортного средства изнашиваются его рабочие агрегаты. Турбина в данном случае не является исключением. При выходе ее из строя потребуется ремонт. В противном случае дизельный ДВС ожидает серьезная поломка. 

Главные причины и характеристики неисправной турбины

При обнаружении косвенных признаков поломки лопаточного устройства, необходимо воспользоваться услугами специализированного автосервиса. Специалисты выполнят комплексную диагностику и установят точные причины неисправности.

Признаки поломки

К числу наиболее характерных признаков изношенного турбокомпрессора можно отнести:

• из выхлопной трубы идет густой дым темного оттенка;
• при работе двигателя возникает сильный шум;
• наличие громких хлопков в области размещения турбины;
• резкое снижение динамических показателей с падением тяги. На холостом ходу мотор работает нестабильно;
• появление «масложора»;
• возникновение глухого звука под капотом. 

При выявлении хотя бы одного из признаков, необходимо обследовать авто в профессиональном сервисе.

Причины поломки

На СТО мастера точно определят причины поломки нагнетателя. Практика показывает, что наиболее распространенными факторами являются:

• Горение масла непосредственно в блоке турбины из-за утечки.
• Поломка блока управления турбокомпрессора.
• Загрязнение маслопровода.
• Закоксовка корпуса оси ТКР.
• Недостаточный уровень подачи воздуха в ДВС.
• Пропускание воздуха между компрессором и мотором.
• Образование трещины в корпусе турбины.
• Увеличение осевых зазоров ротора.
• Загрязнение воздушного фильтра лопаточного устройства.
• Нарушена система смазки агрегата.
• Утечка газа в области байпасного клапана турбины. 

От выхода из строя турбины никто не застрахован. При регулярном обслуживании транспортного средства турбокомпрессор прослужит своему владельцу много лет. Соблюдение технических регламентов и эксплуатационных правил обеспечивает долговечность автомобиля.

Влияние поломки турбины на работу ДВС

В большинстве случаев выход турбины из строя связан с низким уровнем масляного давления. Такая ситуация, как правило, возникает в результате загрязнения фильтра.

Закупорка устройства приводит к износу осевого подшипника турбокомпрессора и разрушению сальников. Со временем нарушается герметичность мотора. Движение выхлопных газов через поломанные детали вызывает рост температуры и воспламенение масла. Смазка выгорает, лишая мотор защиты. 

При обнаружении первых признаков поломки турбины, необходимо съехать на обочину, остановиться и заглушить мотор. Далее проводится осмотр транспортного средства. 

Проверка турбины своими силами

На первом этапе оценивается уровень и качество дизельного моторного масла. Также обращается внимание на наличие мусора (металлическая стружка, грязь и пр.) в нем. Информативным является цвет выхлопных газов. Черный оттенок вместе с падением мощности ДВС свидетельствует о наличии переобогащенной смеси. В таком случае проверяется герметичность патрубков, по которым поступает воздух. Параллельно анализируется целостность воздушного фильтра, ротора турбокомпрессора.

Отдельное внимание должно быть уделено люфту при осевом смещении вала турбины. Данный показатель не должен превышать 0,05 мм. Проверка нагнетателя в режиме работающего двигателя важна.

Действия выполняются вместе с помощником:

• Заводится автомобиль. 
• Определяется патрубок соединения впускного коллектора и турбины.
• Отрезок трубы пережимается рукой.
• Осуществляется прогазовка в течение нескольких секунд. 

При рабочем компрессоре патрубок визуально расширяется, в случае поломки – нет. Дополнительно оценивается состояние соединительных каналов на предмет целостности. Исключается образование трещин, прочих дефектов на коллекторе впускного/выпускного типов. 

Возможен ли ремонт?

Перед ремонтом транспортного средства проводится его диагностика. В автосервисе мастера изучат состояние турбины и запустят ее на стенде. После обнаружения неисправностей проводится их устранение.

Если в нагнетателе разрушены подшипники скольжения, то с большой долей вероятности крыльчатка ротора имеет дефекты. При подтверждении факта потребуется полная замена элемента. На этапе диагностики важно выявить степень износа функциональных деталей агрегата. 

Разбор турбокомпрессора выполняется аккуратно, чтобы не повредить рабочие узлы, структурные элементы. Сняв все детали, выполняется чистка корпуса (например, пескоструй, ультразвуковые ванны и пр.).

Дальше проводится дефектовка. Комплекс действий представлен осмотром деталей на предмет физического износа. 

Ремонт турбины подразумевает замену упорного подшипника, колец уплотнения. На устройство также ставится сборочный узел скользящего типа. Набор деталей входит в полный «ремкомплект».

Балансировка проводится после установки всех элементов в корпус. Удаление любых люфтов обязательно. Таким образом, исключаются риски возникновения ошибок в работе устройства. 

Заключительный этап включает обратный сбор деталей воедино. Перед установкой «картриджа» в улитку проводится его последняя балансировка. В конце осуществляется монтаж перепускного канала и общая настройка турбокомпрессора. 

Профилактические меры

Нормальное функционирование турбокомпрессора зависит от большого количества факторов. Основными из них являются:

• качество моторного масла. Продукт нефтепереработки должен обладать высоким диспергирующим свойством. Не допускается наличие в нем механических включений в виде отложений из серы, углеродов;
• присадки, увеличивающие уровень компрессии. Попадание синтетической добавки между валом и подшипником приведет к его припайке к валу;
• попадание в масло примесей механического типа. Как правило, это касается нагара из блока двигателя. Вещества состоят из смольных отложений, мелкой металлической стружки;
• давление масляного насоса. Непостоянство протока между валом и подшипником приводит к снижению надежности защитной пленки. В результате рабочие элементы турбины перегреваются и быстро изнашиваются;
• состояние выхлопной системы. При высоком давлении газов в «улитке» сильно раскручивается вал компрессора. Подшипник испытывает сильное давление. При его износе также наблюдается разбалансировка ротора. Со временем образуется люфт, что приводит к трению крыльчатки о корпус. 

При уходе за автомобилем лучше всего использовать оригинальные масла и качественное дизельное топливо. Замена фильтров воздушного типа по техническому регламенту обязательна.

Внимательно следите за уровнем давления при надуве и каждые 8 тыс. км меняйте расходный материал. Своевременная диагностика и профессиональное обслуживание транспортного средства – залог длительной эксплуатации. В противном случае экономия на качественном сервисе приведет к быстрым и дополнительным поломкам.

 

 

 Вернутся к списку «Статьи и новости»

Ремонт турбины дизельного двигателя своими руками

Неисправности турбины дизельного двигателя, несмотря на заявленный производителями 10-летний срок эксплуатации, встречаются довольно часто. В то же время от функционирования данного элемента конструкции зависит работоспособность мотора. Из этого можно сделать следующий вывод:

• Необходимо регулярное обслуживание турбины.
• Устройство турбины

Корпус турбины, устанавливаемой вместе с дизельным двигателем, изготавливается из чугуна. При активной эксплуатации автомобиля чаще из строя выходят постели, расположенные под подшипниками, а также гнезда уплотнительного кольца.

Сама турбина внешне напоминает раковину улитки. Движение компрессора проводится через вал, на который монтируется крыльчатка. Первый изготавливается из сплава алюминия, отличающегося повышенной стойкостью к воздействию жара, а второй – из среднелегированной стали. Ввиду особенностей конструкции обоих элементов в случае поломки их заменяют на новые.

Турбина имеет достаточно сложную форму. Через ее внутреннюю часть подаются выхлопные газы, нагнетаемые компрессором, за счет которых увеличивается начальная мощность двигателя.

Признаки неисправностей

Изготовление турбины – это достаточно трудоемкий процесс, несмотря на кажущуюся простоту ее конструкции. Производителями агрегата приходится вымерять его размеры до долей миллиметра.

Прежде чем осуществлять ремонт турбин дизельных двигателей, необходимо провести предварительную диагностику.

Любые ошибки в ходе восстановления ткр приводят к резкому удорожанию работ ввиду высокой стоимости агрегата. Для выявления неисправностей и их устранения потребуется помощь опытного специалиста. Однако можно провести диагностику мотора самостоятельно. На наличие проблем с двигателем могут указать следующие признаки неисправности турбины:

1. Выхлопные газы приобрели черный, сизый или синеватый оттенок.
2. Мотор начал сильно шуметь в разных режимах работы.
3. Температура двигателя регулярно достигает высоких отметок (наблюдается перегрев).
4. Силовая установка стала потреблять заметно больше топлива и масла.
5. Появление четких хлопков во время работы мотора, свиста или глухого гула.
6. Снижение динамики автомобиля вследствие уменьшения уровня тяги. На низких оборотах силовой агрегат работает нестабильно.
7. Появление запаха масла.

Причины появления поломок

Неисправности турбокомпрессора появляются по ряду причин.

Чаще всего поломки дизельного двигателя и турбины возникают из-за несвоевременной замены масла.

Длительное использование старой смазки, попадание в нее воды или топлива приводит к быстрому износу подшипников, закупорке масляных каналов или повреждению оси. Неисправный элемент подлежит замене. Отремонтировать его нельзя. К описанным последствиям приводит использование слишком густого масла.

Второй наиболее «популярной» причиной появления проблем с турбокомпрессором является снижение давления в масляных шлангах, вызванное неправильной установкой этих элементом или самой турбины. Эта проблема может привести к быстрому износу колец, шейки вала, подшипников.

Важно заметить: 5-минутная работа дизельного двигателя без масла наносит серьезные и непоправимые повреждения силовому агрегату.

Так же не следует забывать о том, что в турбокомпрессор могут попасть посторонние предметы. Их появление в работающей турбине приводит к поломкам лопастей колеса и ротора, из-за чего снижается уровень создаваемого давления.

Ремонт турбины

Ремонтировать свой двигатель рекомендуется на специализированной станции. Однако устранение некоторых неполадок можно осуществить и самостоятельно.

Для начала необходимо произвести визуальный осмотр турбины и оценить ее работу. Ремонт турбины своими руками начинается с проверки уровня масла и его качества. Кроме того, следует оценить вероятность попадания посторонних предметов внутрь конструкции.

Если указанные причины были исключены, то можно приступать к анализу цвета выхлопа. Изменение оттенка, а также снижение тяги нередко свидетельствуют о проблемах на впуске или выпуске. В первом случае речь идет об уменьшении объема подаваемого воздуха, во втором – о наличии утечек.

Чтобы проверить работоспособность турбины, необходимо запустить двигатель. Силовой агрегат не должен издавать никаких посторонних звуков типа скрипа или свиста. В исправном моторе с турбиной не прорывается воздух из соединений. Следом нужно проверить состояние воздушного фильтра.

В основном проблемы с функционированием впуска и выпуска возникают именно с этим элементом. Если фильтр выглядит нормально, то следом за ним необходимо проверить сливной маслопровод. В нем нередко образуются перегибы, повреждения или пробки.

Далее наступает очередь ротора. Его нужно несколько раз прокрутить вокруг своей оси.

Если ротор цепляет за корпус турбины, она подлежит ремонту.

Когда двигатель во время работы издает много шума, следует проверить:

1. Все трубопроводы на предмет выявления их износа.
2. Ось турбины.
3. Ротор.

При наличии проблем с любым из описанных элементов конструкции потребуется квалифицированный ремонт двигателя и турбины.

О наличии неисправностей может сообщает некорректная работа системы наддува. Чтобы проверить последнюю, потребуется сторонняя помощь. Прежде всего следует найти патрубок, который соединяет турбину и впускной коллектор. Затем нужно запустить двигатель и пережать указанный патрубок рукой.

В этот же момент второй человек должно нажать на педаль газа и удерживать ее в течение 3 — 5 минут. Исправный патрубок отвечает на подобные действия водителя, раздуваясь под давлением. Описанный эксперимент необходимо повторить 3 — 4 раза. Если ни в одном из случаев патрубок не раздувается, значит, турбина неисправна.

Вне зависимости от того, какие появились «симптомы», указывающие на наличие проблем с системой наддува, рекомендуется тщательно осмотреть патрубки, фланцы, коллекторы и другие элементы двигателя на наличие в них трещин.

Профилактика неисправностей турбины

Чтобы увеличить срок эксплуатации турбины, нужно соблюдать несколько простых правил:

1. Использовать только качественные масло и горючее.
2. Отказаться от быстрых промывок турбины. Такая процедура способна за раз полностью вывести из строя агрегат.
3. Своевременно менять воздушные фильтры.
4. Замену масла необходимо производить после каждых 7 тысяч километров пробега.
5. Обязательно прогревать автомобиль с турбированным дизельным двигателем.
6. По завершении длительной поездки машина должна в течение трех минут поработать на холостых оборотах. Это позволит исключить появление углеродного осадка.
7. Регулярное проведение диагностики силовой установки.

Признаки умирающей турбины на дизеле

В процессе эксплуатации транспортного средства изнашиваются его рабочие агрегаты. Турбина в данном случае не является исключением. При выходе ее из строя потребуется ремонт. В противном случае дизельный ДВС ожидает серьезная поломка. 

Главные причины и характеристики неисправной турбины

При обнаружении косвенных признаков поломки лопаточного устройства, необходимо воспользоваться услугами специализированного автосервиса. Специалисты выполнят комплексную диагностику и установят точные причины неисправности.

Признаки поломки

К числу наиболее характерных признаков изношенного турбокомпрессора можно отнести:

• из выхлопной трубы идет густой дым темного оттенка;
• при работе двигателя возникает сильный шум;
• наличие громких хлопков в области размещения турбины;
• резкое снижение динамических показателей с падением тяги. На холостом ходу мотор работает нестабильно;
• появление «масложора»;
• возникновение глухого звука под капотом. 

При выявлении хотя бы одного из признаков, необходимо обследовать авто в профессиональном сервисе.

Причины поломки

На СТО мастера точно определят причины поломки нагнетателя. Практика показывает, что наиболее распространенными факторами являются:

• Горение масла непосредственно в блоке турбины из-за утечки.
• Поломка блока управления турбокомпрессора.
• Загрязнение маслопровода.
• Закоксовка корпуса оси ТКР.
• Недостаточный уровень подачи воздуха в ДВС.
• Пропускание воздуха между компрессором и мотором.
• Образование трещины в корпусе турбины.
• Увеличение осевых зазоров ротора.
• Загрязнение воздушного фильтра лопаточного устройства.
• Нарушена система смазки агрегата.
• Утечка газа в области байпасного клапана турбины. 

От выхода из строя турбины никто не застрахован. При регулярном обслуживании транспортного средства турбокомпрессор прослужит своему владельцу много лет. Соблюдение технических регламентов и эксплуатационных правил обеспечивает долговечность автомобиля.

Влияние поломки турбины на работу ДВС

В большинстве случаев выход турбины из строя связан с низким уровнем масляного давления. Такая ситуация, как правило, возникает в результате загрязнения фильтра.

Закупорка устройства приводит к износу осевого подшипника турбокомпрессора и разрушению сальников. Со временем нарушается герметичность мотора. Движение выхлопных газов через поломанные детали вызывает рост температуры и воспламенение масла. Смазка выгорает, лишая мотор защиты. 

При обнаружении первых признаков поломки турбины, необходимо съехать на обочину, остановиться и заглушить мотор. Далее проводится осмотр транспортного средства. 

Проверка турбины своими силами

На первом этапе оценивается уровень и качество дизельного моторного масла. Также обращается внимание на наличие мусора (металлическая стружка, грязь и пр.) в нем. Информативным является цвет выхлопных газов. Черный оттенок вместе с падением мощности ДВС свидетельствует о наличии переобогащенной смеси. В таком случае проверяется герметичность патрубков, по которым поступает воздух. Параллельно анализируется целостность воздушного фильтра, ротора турбокомпрессора.

Отдельное внимание должно быть уделено люфту при осевом смещении вала турбины. Данный показатель не должен превышать 0,05 мм. Проверка нагнетателя в режиме работающего двигателя важна.

Действия выполняются вместе с помощником:

• Заводится автомобиль. 
• Определяется патрубок соединения впускного коллектора и турбины.
• Отрезок трубы пережимается рукой.
• Осуществляется прогазовка в течение нескольких секунд. 

При рабочем компрессоре патрубок визуально расширяется, в случае поломки – нет. Дополнительно оценивается состояние соединительных каналов на предмет целостности. Исключается образование трещин, прочих дефектов на коллекторе впускного/выпускного типов. 

Возможен ли ремонт?

Перед ремонтом транспортного средства проводится его диагностика. В автосервисе мастера изучат состояние турбины и запустят ее на стенде. После обнаружения неисправностей проводится их устранение.

Если в нагнетателе разрушены подшипники скольжения, то с большой долей вероятности крыльчатка ротора имеет дефекты. При подтверждении факта потребуется полная замена элемента. На этапе диагностики важно выявить степень износа функциональных деталей агрегата. 

Разбор турбокомпрессора выполняется аккуратно, чтобы не повредить рабочие узлы, структурные элементы. Сняв все детали, выполняется чистка корпуса (например, пескоструй, ультразвуковые ванны и пр.).

Дальше проводится дефектовка. Комплекс действий представлен осмотром деталей на предмет физического износа. 

Ремонт турбины подразумевает замену упорного подшипника, колец уплотнения. На устройство также ставится сборочный узел скользящего типа. Набор деталей входит в полный «ремкомплект».

Балансировка проводится после установки всех элементов в корпус. Удаление любых люфтов обязательно. Таким образом, исключаются риски возникновения ошибок в работе устройства. 

Заключительный этап включает обратный сбор деталей воедино. Перед установкой «картриджа» в улитку проводится его последняя балансировка. В конце осуществляется монтаж перепускного канала и общая настройка турбокомпрессора. 

Профилактические меры

Нормальное функционирование турбокомпрессора зависит от большого количества факторов. Основными из них являются:

• качество моторного масла. Продукт нефтепереработки должен обладать высоким диспергирующим свойством. Не допускается наличие в нем механических включений в виде отложений из серы, углеродов;
• присадки, увеличивающие уровень компрессии. Попадание синтетической добавки между валом и подшипником приведет к его припайке к валу;
• попадание в масло примесей механического типа. Как правило, это касается нагара из блока двигателя. Вещества состоят из смольных отложений, мелкой металлической стружки;
• давление масляного насоса. Непостоянство протока между валом и подшипником приводит к снижению надежности защитной пленки. В результате рабочие элементы турбины перегреваются и быстро изнашиваются;
• состояние выхлопной системы. При высоком давлении газов в «улитке» сильно раскручивается вал компрессора. Подшипник испытывает сильное давление. При его износе также наблюдается разбалансировка ротора. Со временем образуется люфт, что приводит к трению крыльчатки о корпус. 

При уходе за автомобилем лучше всего использовать оригинальные масла и качественное дизельное топливо. Замена фильтров воздушного типа по техническому регламенту обязательна.

Внимательно следите за уровнем давления при надуве и каждые 8 тыс. км меняйте расходный материал. Своевременная диагностика и профессиональное обслуживание транспортного средства – залог длительной эксплуатации. В противном случае экономия на качественном сервисе приведет к быстрым и дополнительным поломкам.

 

 

 Вернутся к списку «Статьи и новости»

Ремонт турбины дизельного двигателя своими руками

Неисправности турбины дизельного двигателя, несмотря на заявленный производителями 10-летний срок эксплуатации, встречаются довольно часто. В то же время от функционирования данного элемента конструкции зависит работоспособность мотора. Из этого можно сделать следующий вывод:

• Необходимо регулярное обслуживание турбины.
• Устройство турбины

Корпус турбины, устанавливаемой вместе с дизельным двигателем, изготавливается из чугуна. При активной эксплуатации автомобиля чаще из строя выходят постели, расположенные под подшипниками, а также гнезда уплотнительного кольца.

Сама турбина внешне напоминает раковину улитки. Движение компрессора проводится через вал, на который монтируется крыльчатка. Первый изготавливается из сплава алюминия, отличающегося повышенной стойкостью к воздействию жара, а второй – из среднелегированной стали. Ввиду особенностей конструкции обоих элементов в случае поломки их заменяют на новые.

Турбина имеет достаточно сложную форму. Через ее внутреннюю часть подаются выхлопные газы, нагнетаемые компрессором, за счет которых увеличивается начальная мощность двигателя.

Признаки неисправностей

Изготовление турбины – это достаточно трудоемкий процесс, несмотря на кажущуюся простоту ее конструкции. Производителями агрегата приходится вымерять его размеры до долей миллиметра.

Прежде чем осуществлять ремонт турбин дизельных двигателей, необходимо провести предварительную диагностику.

Любые ошибки в ходе восстановления ткр приводят к резкому удорожанию работ ввиду высокой стоимости агрегата. Для выявления неисправностей и их устранения потребуется помощь опытного специалиста. Однако можно провести диагностику мотора самостоятельно. На наличие проблем с двигателем могут указать следующие признаки неисправности турбины:

1. Выхлопные газы приобрели черный, сизый или синеватый оттенок.
2. Мотор начал сильно шуметь в разных режимах работы.
3. Температура двигателя регулярно достигает высоких отметок (наблюдается перегрев).
4. Силовая установка стала потреблять заметно больше топлива и масла.
5. Появление четких хлопков во время работы мотора, свиста или глухого гула.
6. Снижение динамики автомобиля вследствие уменьшения уровня тяги. На низких оборотах силовой агрегат работает нестабильно.
7. Появление запаха масла.

Причины появления поломок

Неисправности турбокомпрессора появляются по ряду причин.

Чаще всего поломки дизельного двигателя и турбины возникают из-за несвоевременной замены масла.

Длительное использование старой смазки, попадание в нее воды или топлива приводит к быстрому износу подшипников, закупорке масляных каналов или повреждению оси. Неисправный элемент подлежит замене. Отремонтировать его нельзя. К описанным последствиям приводит использование слишком густого масла.

Второй наиболее «популярной» причиной появления проблем с турбокомпрессором является снижение давления в масляных шлангах, вызванное неправильной установкой этих элементом или самой турбины. Эта проблема может привести к быстрому износу колец, шейки вала, подшипников.

Важно заметить: 5-минутная работа дизельного двигателя без масла наносит серьезные и непоправимые повреждения силовому агрегату.

Так же не следует забывать о том, что в турбокомпрессор могут попасть посторонние предметы. Их появление в работающей турбине приводит к поломкам лопастей колеса и ротора, из-за чего снижается уровень создаваемого давления.

Ремонт турбины

Ремонтировать свой двигатель рекомендуется на специализированной станции. Однако устранение некоторых неполадок можно осуществить и самостоятельно.

Для начала необходимо произвести визуальный осмотр турбины и оценить ее работу. Ремонт турбины своими руками начинается с проверки уровня масла и его качества. Кроме того, следует оценить вероятность попадания посторонних предметов внутрь конструкции.

Если указанные причины были исключены, то можно приступать к анализу цвета выхлопа. Изменение оттенка, а также снижение тяги нередко свидетельствуют о проблемах на впуске или выпуске. В первом случае речь идет об уменьшении объема подаваемого воздуха, во втором – о наличии утечек.

Чтобы проверить работоспособность турбины, необходимо запустить двигатель. Силовой агрегат не должен издавать никаких посторонних звуков типа скрипа или свиста. В исправном моторе с турбиной не прорывается воздух из соединений. Следом нужно проверить состояние воздушного фильтра.

В основном проблемы с функционированием впуска и выпуска возникают именно с этим элементом. Если фильтр выглядит нормально, то следом за ним необходимо проверить сливной маслопровод. В нем нередко образуются перегибы, повреждения или пробки.

Далее наступает очередь ротора. Его нужно несколько раз прокрутить вокруг своей оси.

Если ротор цепляет за корпус турбины, она подлежит ремонту.

Когда двигатель во время работы издает много шума, следует проверить:

1. Все трубопроводы на предмет выявления их износа.
2. Ось турбины.
3. Ротор.

При наличии проблем с любым из описанных элементов конструкции потребуется квалифицированный ремонт двигателя и турбины.

О наличии неисправностей может сообщает некорректная работа системы наддува. Чтобы проверить последнюю, потребуется сторонняя помощь. Прежде всего следует найти патрубок, который соединяет турбину и впускной коллектор. Затем нужно запустить двигатель и пережать указанный патрубок рукой.

В этот же момент второй человек должно нажать на педаль газа и удерживать ее в течение 3 — 5 минут. Исправный патрубок отвечает на подобные действия водителя, раздуваясь под давлением. Описанный эксперимент необходимо повторить 3 — 4 раза. Если ни в одном из случаев патрубок не раздувается, значит, турбина неисправна.

Вне зависимости от того, какие появились «симптомы», указывающие на наличие проблем с системой наддува, рекомендуется тщательно осмотреть патрубки, фланцы, коллекторы и другие элементы двигателя на наличие в них трещин.

Профилактика неисправностей турбины

Чтобы увеличить срок эксплуатации турбины, нужно соблюдать несколько простых правил:

1. Использовать только качественные масло и горючее.
2. Отказаться от быстрых промывок турбины. Такая процедура способна за раз полностью вывести из строя агрегат.
3. Своевременно менять воздушные фильтры.
4. Замену масла необходимо производить после каждых 7 тысяч километров пробега.
5. Обязательно прогревать автомобиль с турбированным дизельным двигателем.
6. По завершении длительной поездки машина должна в течение трех минут поработать на холостых оборотах. Это позволит исключить появление углеродного осадка.
7. Регулярное проведение диагностики силовой установки.

Проведение ремонта турбин дизельных двигателей своими руками

Автор: Максим Марков

Эффективность турбонагнетателя при установке на двигатель сомнений не вызывает. Значительно возрастает мощность и крутящий момент мотора. Продолжительная эксплуатация, несвоевременное техническое обслуживание со временем приводят к необходимости провести ремонт турбин дизельных двигателей. Но прежде чем проводить такое обслуживание, следует вспомнить устройство этого узла, правильно диагностировать нарушение нормальной работы.

Назначение турбины и ресурс

Работа турбонагнетателя направлена на увеличение потока подаваемого воздуха в камеру сгорания. Это приводит к более полному и быстрому сгоранию топлива, в результате чего на нужных режимах двигатель дает большую отдачу. Конструкторам не приходится увеличивать рабочий объем двигателя, проводит сложную техническую модернизацию.

Используют турбонаддув как на дизельных моторах, так и с бензиновыми агрегатами. Большую эффективность при этом демонстрируют как раз дизеля. Это связано с высокой степенью сжатия у агрегата на дизельном топливе и меньшим числом оборотов при работе. В последнее время перспективным называют газотурбинный двигатель, который уже разработан для тракторов, грузовых авто.

С учетом высоких затрат на ремонт, владельцы стремятся как можно дольше сохранить работоспособность турбокомпрессора. Увеличение ресурса напрямую связано с пониманием особенностей работы турбинного нагнетателя. Крыльчатка начинает работу с первых секунд пуска мотора, а останавливается несколькими секундами позже остановки коленчатого вала. При малых оборотах двигателя давление выхлопных газов не позволяет раскручивать турбину. Включение происходит с ростом оборотов, и у движка словно открывается второе дыхание.

Изначально ресурс нагнетателя не уступает аналогичным показателям самого мотора. Преждевременный выход из строя турбины связан с высокими температурными нагрузками, высокой скоростью вращения.

Конструктивные особенности

Для понимания возможных отказов следует вспомнить и конструктивное исполнение турбины, используемой с дизельными моторами. В состав системы турбонаддува входит:

1. Крыльчатка компрессора .
2. Лопастное колесо нагнетателя .
3. Опорный вал .
4. Узел подшипников .
5. Смазывающий штуцер .
6. Регулятор управления давлением наддува .

При работе турбины возникает разогрев воздуха, что приводит к повышению его плотности. Поэтому требуется включение охладителя (интеркулера), чтобы вернуть параметры в норму.

Наибольшее воздействие в работе получают подшипники скольжения с учетом высокой скорости вращения. Поэтому значение обслуживания с позиции своевременной замены масла очень велико. Кстати, и моторное масло для дизельного двигателя с турбиной следует выбирать только учетом рекомендаций производителя.

К другим, нарушающим нормальную работу турбины причинам, относят резкий старт на непрогретом двигателе, остановка двигателя после интенсивного ритма без выдержки для работы на холостых оборотах.

Возможные неисправности и их диагностика

1. Утечка моторного масла , попадание его в поступающий в цилиндры воздух.
2. Пропускание воздуха через уплотнители патрубков , потеря мощности.
3. Засорение подающего и отводящего масляных каналов .
4. Появление трещин или деформаций корпуса или деталей турбины .
5. Недостаточное поступление воздуха через воздушный фильтр .

Обнаружить неисправности турбины дизельного двигателя на начальном этапе легче по анализу выхлопных газов. Их цвет позволяет предварительно определить возможное отклонение:

• синий оттенок свидетельствует о попадании в воздух капелек масла ;
• дым белого цвета укажет на засорение отводящего масло канала ;
• черный дым свидетельствует о нехватке воздуха в цилиндрах, т.е. об утечке .

Дополнительные признаки неисправности турбины выражаются в потере машиной динамических характеристик. Близкую поломку означает и появление посторонних шумов в работе турбины. Это может быть связано с износом подшипников, деформацией корпуса и подвижных деталей.

При появлении первых признаков не спешите сразу на платную диагностику. Не сложно проверить работу турбины дизельного двигателя своими руками. В первую очередь с учетом симптомов проверяем уровень моторного масла. Если снижение уровня составляет более 1 литра на тысячу км, то анализируем цвет выхлопа.

При выявлении белого и сизого дыма, вопрос как проверить турбину на дизельном двигателе решается по следующему алгоритму:

1. Восстановите в памяти , когда проводилась последняя замена воздушного фильтра. При плохом пропуске воздуха возникает разница в давлении между блоком подшипников и корпусом. Масло начинает проникать в корпус турбокопрессора. Это и есть причина сизого дыма. Если фильтр чистый, переходим ко второму этапу.
2. Проверяем канал выхода масла . Наличие загибов, трещин или обычной пробки делает неисправной схему удаления масла из турбины.
   В некоторых случаях достаточно почистить каналы, и их нормальное состояние приведет к восстановлению всех показателей. Еще одной причиной такого поведения турбины называют нарушение нормальной вентиляции картерных газов. Здесь без помощи моториста не обойтись.
3. На следующем этапе проверяется состояние механических частей турбины . Проверяется осевой люфт, что способствует возможному касанию крыльчатки стенок турбины. Любые задиры и потертости требуют немедленного их устранения. Здесь уже на вопрос как проверить турбину дизельного двигателя ответят только в специализированном сервисе.

При устранении люфта требуется тонкая регулировка. К примеру, осевое смещение вала не должно превышать 0,05 мм, а радиальный люфт допускается в максимальном значении – 1 мм. Согласитесь, что настройка возможна только после замены изношенных деталей с использованием специальных приборов.

Своевременное обнаружение отклонений в работе поможет избежать дорогостоящего ремонта. Вполне вероятно, что при ранней диагностике неисправностей, их устранение окажется достижимым путем промывок, и заменой расходных материалов.

Лада 21099 турбо PROJECT ORIGIN › Бортжурнал › Ремонт турбины (турбокомпрессора) своими руками

Перед ремонтом турбины нужно ее тщательно осмотреть с внешней стороны с целью выявления наличия всех составных частей, внешних дефектов и деформаций.

Затем с турбины снимаются обе «улитки» и визуально определяется состояние обеих крыльчаток. Довольно часто крыльчатки имеют физические повреждения видные не вооруженным глазом. Такие повреждения сразу говорят о том, что ремонт турбины неизбежен.
Если турбина гонит масло

Затем происходит дефектовка всех составляющих частей турбины для выявления пригодности каждой части к восстановлению. Части признанные не пригодными — необходимо заменить новыми.

Ремонт турбин дизельных и бензиновых двигателей в принципе ничем не отличаются и происходит в несколько этапов:

После этого, детали прошедшие дробеструйную обработку снова промываются для смыва и полного удаления возможно оставшихся на деталях твердых частиц.
Многочисленные повреждения лопаток компрессорного колеса.

Кроме визуально видных повреждений крыльчаток, основными повреждениями являются повреждения опорных подшипников, стопорных колец, втулок и самого вала. Обычно эти повреждения происходят от отсутствия поступления масла к рабочим поверхностям при работе турбины или использование не рекомендованных масел.
Повышенный износ шейки вала.

Причина: Количество или давление масла, подаваемого в ТКР, меньше требуемого. При ремонте возможно придется заменить вал на новый. В большинстве случаев вал не меняется.
Значительный неравномерный износ шейки вала.

Причина: Грязное масло. При ремонте необходимо вал заменить на новый.
Значительный неравномерный износ подшипника.

Причина: Грязное масло. При ремонте все подшипники заменяются на новые.
Пригоревшее масло в масляных каналах подшипников.

Причина: Перегрев двигателя или резкое выключение двигателя, некачественное масло. При ремонте все подшипники заменяются на новые.
Начало ремонта турбины своими руками.

Затем вал турбины замеряется на износ.
Если износ вала турбины находится в пределах нормы, то он поступает на специальный токарно-шлифовальный станок, где шлифуется в ремонтный размер.
На специальном станке правиться канавка запорного кольца.
Затем происходит процесс балансировки. Он состоит из двух этапов. Сначала вал турбины балансируется в двух плоскостях турбинного колеса.
После этого на вал устанавливаются втулки и компрессорная крыльчатка и в таком виде, снова поступает на балансировку.
Балансировка турбины на стенде.

Для балансировки турбин для грузовых и легковых автомобилей существуют отдельные специализированные стенды.

Во время балансировочных работ наносятся специальные балансировочные метки, по которым собирается «картридж» турбины. В принципе получается собранная турбина только без «улиток».

Собранный таким образом картридж поступает для тестирования на до балансировочный стенд, на котором на «холодную» крыльчатку подается сжатый воздух и турбина раскручивается до 5.000 оборотов в минуту.

Если все параметры турбины в норме, то к картриджу прикручиваются «улитки».

Ремонтируем турбину своими руками

Для многих автолюбителей, которые любят мощность и скорость, вопрос покупки машины с турбированным двигателем является весьма принципиальным.

В свою очередь, задача турбокомпрессора – подача большего объема воздуха в цилиндры двигателя и как следствие, увеличение мощности последнего.

Единственный недостаток столь полезного элемента – частый выход из строя, поэтому каждый автолюбитель должен уметь производить хотя бы минимальный ремонт турбины.

Особенности конструкции турбины двигателя

Конструктивно турбокомпрессор – это весьма простой механизм, который состоит из нескольких основных элементов:

1. Общего корпуса узла и улитки;
2. Подшипника скольжения;
3. Упорного подшипника;
4. Дистанционной и упорной втулки.

Корпус турбины выполнен из сплава алюминия, а вал – из стали.

Следовательно, при выходе из строя данных элементов единственным верным решением является только замена.

Большую часть повреждений турбины можно с легкостью диагностировать и устранить. При этом работу можно поручить профессионалам своего дела или же сделать все своими руками.

В принципе, ничего сложного в этом нет (как производить демонтаж и ремонт турбины мы рассмотрим в статье).

Основные неисправности и их причины

Как показывает практика эксплуатации, всего можно выделить две основные причины поломок – некачественное или несвоевременное ТО.

Если же по плану производить технический осмотр, то турбина будет работать долго и без особых нареканий со стороны автолюбителей.

Итак, на сегодня можно выделить несколько основных признаков и причин выхода из строя турбины:

• 1. Появление синего дыма из выхлопной трубы в момент повышения оборотов и его отсутствие при достижении нормы. Основная причина такой неисправности – попадание масла в камеру сгорания из-за течи в турбине.

• 2. Черный дым из выхлопной трубы — свидетельствует о сгорании топливной смеси в интеркулере или нагнетающей магистрали. Вероятная причина – повреждение или поломка системы управления ТКР (турбокомпрессора).

• 3. Дым из выхлопной трубы белого цвета свидетельствует о забитости сливного маслопровода турбины. В такой ситуации может спасти только чистка.

• 4. Чрезмерный расход масла до одного литра на тысячу километров. В этом случае нужно обратить внимание на турбину и наличие течи. Кроме этого, желательно осмотреть стыки патрубков.

• 5. Динамика разгона «притупляется». Это явный симптом нехватки воздуха в двигателе. Причина – нарушение работы или поломка системы управления ТКР (турбокомпрессор).
• 6. Появление свиста на работающем двигателе. Вероятная причина – утечка воздуха между мотором и турбиной.
• 7. Странный скрежет при работе турбины часто свидетельствуют о появлении трещины или деформации в корпусе узла. В большинстве случаев при таких симптомах ТКР долго не «живет» и дальнейший ремонт турбины может оказаться неэффективным.

• 8. Повышенный шум в работе турбины может стать причиной засорения маслопровода, изменение зазоров ротора и задевание последнего о корпус турбокомпрессора.
• 9. Увеличение токсичности выхлопных газов или расхода топлива часто говорит о проблемах с поставкой воздуха к ТКР (турбокомпрессору).

Особенности демонтажа турбины

Чтобы провести ремонт турбины своими руками, ее необходимо демонтировать.

Делается это в следующей последовательности:

• 1. Отсоедините все трубопроводы, которые идут к турбине. При этом стоит быть крайне осторожным, чтобы не повредить сам узел и смежные с ним устройства.

• 2. Снимайте турбинную и компрессорную улитки. Последняя демонтируется без проблем, а вот турбинная улитка зачастую прикреплена весьма плотно.

Здесь демонтаж можно выполнить двумя способами – методом киянки или же с помощью самих крепежных болтов улитки (путем постепенного отпускания их со всех сторон).

При выполнении работы необходимо быть очень осторожным, чтобы не повредить колесо турбины.

• 3. Как только работа по демонтажу улиток завершена, можно проверить наличие люфта вала. Если последний отсутствует, то проблема неисправности не в вале.

Снова-таки, небольшой поперечный люфт является допустимым (но не более одного миллиметра).

• 4. Следующий этап – снятие колес компрессора. Для выполнения этой работы пригодятся пассатижи. При демонтаже учитывайте, что компрессорный вал в большинстве случаев имеет левую резьбу.

Для демонтажа компрессорного колеса пригодится специальный съемник.

• 5. Далее демонтируются уплотнительные вкладыши (они расположены в углублениях ротора), а также упорный подшипник (крепится он на трех болтах, поэтому проблем со снятием не возникает).

• 6. Теперь можно снимать вкладыши с торцевой части – их крепление осуществляется с помощью стопорного кольца (при демонтаже иногда приходится повозиться).

Подшипники скольжения (со стороны компрессора) фиксируются с помощью стопорного кольца.

7. При выполнении работы по демонтажу необходимо (вне зависимости от поломки) хорошо промыть и почистить основные элементы – картридж, уплотнители, кольца и прочие комплектующие.

Особенности ремонта

Как только демонтаж завершен, можно делать ремонт. Для этого под рукой должен быть специальный ремкомплект, где есть все необходимое – вкладыши, метиз, сальники и кольца.

Проверьте качество фиксации номинальных вкладышей. Если они болтаются, то их нужно проточить и провести балансировку вала.

При этом вкладыши желательно хорошо почистить и смазать моторным маслом.

Стопорные кольца, расположившейся внутри турбины, необходимо установить в картридж. При этом проследите, чтобы они оказались на своем месте (в специальных пазах).

После этого можно монтировать вкладыш турбины, предварительно смазав его маслом для двигателя. Фиксация вкладыша производится стопорным кольцом.

Следующий шаг – монтаж компрессорного вкладыша, после чего можно вставлять хорошо смазанную втулку.

Далее надевайте на нее кольцо пластину и хорошенько затяните болтами (без фанатизма).

Установите грязезащитную пластину (крепится с помощью стопорного кольца) и маслосъемное кольцо.

Остается только вернуть на место улитки. Вот и все.

В данной статье указан общий алгоритм работ по разборке и сборе турбины. Безусловно, в зависимости от типа последней, частично данный алгоритм будет изменен, но общих ход работ будет идентичный.

Ну а если выявлена серьезная поломка, то лучше сразу заменить старую турбины на новую.

Выводы

При отсутствии серьезных дефектов ремонт турбины занимает не более нескольких часов времени. Зато с помощью подручных инструментов и подготовленного заранее материала можно сделать весьма качественный и бюджетный ремонт.

Ремонт турбокомпрессора своими руками — причины неисправностей и инструкция

Всего лет десять назад турбокомпрессор автомобильный перешел из разряда особого шика присущего только избранным машинам в разряд необходимой детали для каждого автомобиля. Он служит для повышения мощности двигателя и помогает уменьшить расход топлива. Эти параметры становятся все более востребованными при выборе автомобиля. Поэтому сегодня каждому водителю необходимо знать устройство турбокомпрессора и уметь понять, в чем заключаются его неисправности, чтобы вовремя сориентироваться и диагностировать поломку своей машины. Кроме устройства турбокомпрессора, следует и знать особенности вашей модели авто, для этого следует прочитать инструкцию по ремонту и эксплуатации вашего автомобиля, к примеру инструкции по ремонту ГАЗ 3110 и Шевроле Ланос.

Устройство турбокомпрессора.

• Турбина с крыльчаткой.
• Воздушный центробежный насос.
• Компрессор.
• Жесткая ось, которая их связывает.
• Подшипники, кольца, клапаны, уплотнения и другие мелкие детали.

Не всегда эти неисправности относятся к проблемам турбокомпрессора, иногда это может быть что то другое, например нужно произвести ремонт глушителя своими руками.

Отработанные газы вырываются из двигателя и попадают на крыльчатку турбины. Она превращает их энергию из кинетической в механическую, а насос через воздушный фильтр подает свежий воздух в компрессор, который сжимает его и отправляет в двигатель. Весь этот процесс помогает увеличить мощность двигателя на 20-50%, повышая эффективность и скорость сжигания топлива.

Какие бывают неисправности турбокомпрессора и как их распознать?

1. Ваш двигатель внезапно как-будто утратил мощность.
2. Из выхлопной трубы вырывается дым черного или темно-синего цвета.
3. Увеличился расход масла.
4. Изменился звук работы мотора и турбокомпрессора.

Все это свидетельствует о том, что пора убедиться имеется ли у вас в наличии ремкомплект турбокомпрессора и проверить исправность не только турбокомпрессора, но и, в первую очередь, мотора автомобиля и всех его навесных агрегатов. Не пренебрегайте этим советом, потому что качественно обслуживаемый и нормально работающий двигатель обеспечивает безотказную работу турбокомпрессора на протяжении долгих лет.

Можно ли отремонтировать турбокомпрессор своими руками , какое оборудование и навыки для этого нужны?

Сразу скажем, что ни один специалист не посоветует разбирать и ремонтировать турбокомпрессор самому. Причины этого приводятся веские и достаточно будет назвать хоть одну из них. Например, малейшая песчинка при попадании в агрегат способна вывести его из строя. Но есть и другое мнение — если кто-то это делает, то смогу и я! Если вы решили разобрать и отремонтировать турбокомпрессор своими силами, приготовьте минимальный ремкомплект турбокомпрессора: вкладыши нескольких размеров, полный набор всевозможных сальников, кольца, шайбы, винты, шурупы и запасные вкладыши. Будьте предельно аккуратны и помните, что разобрать что-либо легче, чем собрать. Отмечайте по возможности все места креплений деталей и их положение относительно друг друга.

Итак, начинаем ремонт турбокомпрессоров в условиях собственной мастерской.

1. Снимаем турбину и освобождаем ее от всех винтов. Болты крепления улиток также открутим.
2. Проверяем обе крыльчатки: турбину и компрессор. Их отремонтировать невозможно, а придется заменить в случае неисправности.
3. Вал, на котором крепятся компрессор и турбина можно пытаться отшлифовать. Потом надо будет заменить подшипники другими, которые подойдут по размеру.
4. Чтобы снять колесо компрессора, понадобятся кусачки с раздвижными губами. И надо обязательно учитывать, что на компрессорном валу левая резьба!
5. Проверить допустимый ли люфт вала в условиях обычной мастерской очень сложно. Но тут мы идем на риск, уповая на удачу и возможность позже обратиться все-таки в мастерскую.
6. Воспользовавшись универсальным съемником, пытаемся снять с вала компрессорное колесо.
7. Втулки вала очень часто бывают причиной люфта.
8. Очищаем и промываем специальными средствами все детали. При сборке некоторые узлы и детали принудительно смазываем маслом, которое используется при работе автомобиля. Перечень таких деталей различен в каждом конкретном случае.
9. Не забыть поздравить себя самого после того, как удалось собрать турбокомпрессор! А если он еще и работает, вам пора подумать о смене профессии. На станции техобслуживания хорошая зарплата…

Прежде чем решаться разобрать и собрать турбокомпрессор далеко не в идеальных условиях, не имея опыта подобной работы, взвесьте еще раз самым тщательным образом все за и против.

В профессиональной мастерской есть возможность диагностировать все узлы и детали любого турбокомпрессора на всех этапах ремонта, включая до и после разборки и сборки. И там созданы условия чистоты, которых невозможно достичь в домашней мастерской при всем желании. Ведь у вас не стоит в гараже специальный агрегат — моечная машина высокого давления, например? А балансировочный стенд? Как вы поняли, мы настойчиво не рекомендуем ремонтировать турбокомпрессор своими руками и настаиваем на этом!

Проверяем обе крыльчатки: турбину и компрессор. Их отремонтировать невозможно, а придется заменить в случае неисправности. Советуем почитать еще одну интересную статью, о том как почистить дроссельную заслонку своими руками.

Ремонт турбокомпрессора — видео инструкция

«

Отличная статья 0

как определить скорую необходимость замены детали |

Я, субъект персональных данных, в соответствии с Федеральным законом от 27 июля 2006 года № 152 «О персональных данных» предоставляю ООО «Мега групп» (далее — Оператор), расположенному по адресу 115191, г. Москва, Духовской переулок, дом 17, стр. 15, согласие на обработку персональных данных, указанных мной в форме веб-чата и/или в форме заказа обратного звонка на сайте в сети «Интернет», владельцем которого является Оператор.

Состав предоставляемых мной персональных данных является следующим: ФИО, адрес электронной почты и номер телефона.
Целями обработки моих персональных данных являются: обеспечение обмена короткими текстовыми сообщениями в режиме онлайн-диалога и обеспечение функционирования обратного звонка.
Согласие предоставляется на совершение следующих действий (операций) с указанными в настоящем согласии персональными данными: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, передачу (предоставление, доступ), блокирование, удаление, уничтожение, осуществляемых как с использованием средств автоматизации (автоматизированная обработка), так и без использования таких средств (неавтоматизированная обработка).
Я понимаю и соглашаюсь с тем, что предоставление Оператору какой-либо информации о себе, не являющейся контактной и не относящейся к целям настоящего согласия, а равно предоставление информации, относящейся к государственной, банковской и/или коммерческой тайне, информации о расовой и/или национальной принадлежности, политических взглядах, религиозных или философских убеждениях, состоянии здоровья, интимной жизни запрещено.
В случае принятия мной решения о предоставлении Оператору какой-либо информации (каких-либо данных), я обязуюсь предоставлять исключительно достоверную и актуальную информацию и не вправе вводить Оператора в заблуждение в отношении своей личности, сообщать ложную или недостоверную информацию о себе.
Я понимаю и соглашаюсь с тем, что Оператор не проверяет достоверность персональных данных, предоставляемых мной, и не имеет возможности оценивать мою дееспособность и исходит из того, что я предоставляю достоверные персональные данные и поддерживаю такие данные в актуальном состоянии.
Согласие действует по достижении целей обработки или в случае утраты необходимости в достижении этих целей, если иное не предусмотрено федеральным законом.
Согласие может быть отозвано мною в любое время на основании моего письменного заявления.

Контроль выбросов двигателя

Контроль выбросов двигателя

W. Addy Majewski, Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Реферат : Увеличение количества дизельных двигателей создало давление в области контроля выбросов твердых частиц и NOx из дизельного топлива. Первоначальный прогресс в борьбе с выбросами дизельного топлива был достигнут за счет технологий двигателей, включая изменения в конструкции камеры сгорания, улучшенные топливные системы, охлаждение наддувочного воздуха и особое внимание к расходу смазочного масла.Нормы выбросов, введенные в период 2005-2010 годов, дополнительно требуют использования методов нейтрализации выхлопных газов на новых дизельных двигателях. Эти методы включают дизельные фильтры твердых частиц, катализаторы СКВ с мочевиной и адсорберы NOx.

Введение

Выбросы загрязняющих веществ

В современных двигателях внутреннего сгорания за образование и сокращение загрязняющих веществ отвечают две основные системы:

• система сгорания и
• выхлоп система доочистки .

Система сгорания включает камеру сгорания, ее форму и характеристики, такие как состав заряда, движение заряда и распределение топлива. Здесь образуются такие загрязнители, как NOx, CO и PM, а также происходит неполное окисление топлива. На то, что происходит в системе сгорания, сильно влияют другие системы двигателя, такие как система управления впускным зарядом и система впрыска топлива. Фактически, основная цель этих вторичных систем — влиять на то, что происходит в процессе сгорания.Доступны многочисленные варианты ограничения образования загрязняющих веществ в системе сгорания. После того, как выхлопные газы покидают систему сгорания, их состав по существу замораживается до тех пор, пока не попадет в систему доочистки выхлопных газов (ATS, также сокращенно EAT или EATS), где может быть реализовано дальнейшее сокращение загрязняющих веществ, а также там, где вторичные выбросы, такие как N ₂ O, Могут исходить NO ₂ и NH ₃ .

Система доочистки состоит из каталитических реакторов, которые стремятся еще больше снизить количество загрязняющих веществ.В некоторых случаях, например, в двигателях со стехиометрическим искровым зажиганием (SI), одного трехкомпонентного катализатора (TWC) достаточно для достижения очень значительного сокращения выбросов загрязняющих веществ. В других случаях, таких как дизельные двигатели, работающие на обедненной смеси, требуется ряд каталитических устройств. Вторичные системы необходимы для обеспечения правильной работы АВР. К ним относятся: контроль состава выхлопных газов посредством управления стехиометрией выхлопных газов или подача дополнительных реагентов, которые обычно отсутствуют в выхлопных газах или отсутствуют в достаточном количестве (например,g., мочевина, дополнительные углеводороды, дополнительный воздух или O ₂ ), регулирование температуры для обеспечения работы катализаторов в пределах требуемого температурного окна, системы, обеспечивающие удаление загрязняющих веществ и загрязняющих веществ, которые могут накапливаться (регенерация фильтров, управление серой, мочевина отложений,) и систем для сведения к минимуму образования вторичных загрязнителей, таких как катализатор проскальзывания аммиака (ASC).

Было бы ошибкой рассматривать систему сгорания и АВР как отдельные системы.Чтобы максимизировать их эффективность, требуется высокая степень интеграции. Классическим примером является соотношение воздух-топливо (AFR) в двигателях SI, где требуется очень высокий уровень точности управления для обеспечения максимальной производительности TWC. Управление температурным режимом ATS может осуществляться с помощью настроек двигателя, влияющих на температуру выхлопных газов, выходящих из цилиндра. В некоторых случаях дополнительное топливо, необходимое для ATS (например, для управления температурным режимом), может подаваться с помощью топливных форсунок двигателя.

Важно понимать, что целью оптимизации двигателя не является минимизация выбросов загрязняющих веществ из системы сгорания или максимальное сокращение выбросов загрязняющих веществ в ATS. Скорее цель состоит в том, чтобы достичь целевого уровня выбросов от всей системы. Целевой показатель обычно значительно ниже нормативного предела, чтобы учесть изменчивость производства. Это может потребовать увеличения выбросов некоторых загрязняющих веществ из системы сжигания, если характеристики ATS достаточно высоки, чтобы все же обеспечить достижение проектной цели.Например, выбросы NOx из двигателей, оборудованных катализатором SCR мочевины, могут увеличиваться для минимизации выбросов парниковых газов (из-за компромисса NOx-BSFC), если достигается высокая конверсия NOx в катализаторе SCR.

Горюче-смазочные материалы являются важным «партнером» в комбинированной системе двигателя и дополнительной обработки. Низкий уровень выбросов в течение срока службы двигателя будет невозможен, если загрязняющие вещества топлива, такие как сера и некоторые неорганические минералы, не будут доведены до очень низкого уровня.

Контроль выбросов от используемых двигателей

Вышеупомянутые технологии, обсуждаемые далее в следующих разделах, применимы к новым (OEM) двигателям внутреннего сгорания.Некоторые из этих технологий также могут использоваться для уменьшения выбросов и / или повышения эффективности существующих двигателей. Также существует группа технологий, разработанных специально для используемых приложений, которые обычно не используются в новых двигателях. Эти технологии более подробно обсуждаются в разделе «Контроль выбросов от используемых двигателей

».

Выбросы парниковых газов и экономия топлива

Пределы выбросов парниковых газов и стандарты топливной эффективности создали возможности для внедрения широкого спектра технологий в двигатели и транспортные средства.В поисках повышения топливной экономичности основное внимание уделяется как минимум трем ключевым направлениям:

КПД трансмиссии
• ,
• автомобильная техника и
• рабочих параметров.

Поскольку эффективность трансмиссии напрямую влияет на расход топлива, это очевидный выбор для повышения эффективности использования топлива. Важные подходы включают повышение эффективности двигателя, рекуперацию кинетической энергии (например, за счет рекуперативного торможения), рекуперацию отработанного тепла и сокращение паразитных потерь от вспомогательных устройств, таких как насосы.Среди автомобильных технологий улучшенная аэродинамика и снижение трения качения — два очевидных фактора, влияющих на экономию топлива. Другие факторы включают вес автомобиля и мощность, используемую вспомогательным оборудованием, не связанным с трансмиссией, таким как кондиционер. И последнее, но не менее важное: рабочие параметры транспортного средства, такие как режимы движения и выбор маршрута, также могут быть использованы для значительного улучшения экономии топлива [1376] . Эти технологии обсуждались в разделе «Технологии повышения эффективности».

Технологии контроля выбросов

Варианты контроля выбросов можно сгруппировать в три категории: (1) методы проектирования двигателей, (2) технологии, связанные с топливом и смазочными материалами, и (3) доочистка выхлопных газов.Каждый из этих подходов можно разделить на подкатегории, как показано в следующих таблицах. Кроме того, технологии интеграции и управления трансмиссией играют очень важную роль в сокращении выбросов и повышении эффективности двигателя и транспортного средства. Некоторые из методов, обсуждаемых ниже, реализованы в современных движках, другие, которые все еще находятся в стадии разработки, перспективны для будущих приложений.

Таблица 1
Технологии проектирования двигателей для снижения выбросов

Технология	Воздействие на выбросы	Значение
Двигатели с воспламенением от сжатия (дизельные)
Впрыск топлива	Возможности значительно расширились.Значительные улучшения в технологии впрыска начались в 1990-х годах с повсеместного внедрения систем, способных изменять время впрыска за счет использования электронного управления. Двигатели с системой рециркуляции ОГ предъявляют самые высокие требования к давлению впрыска топлива. В легковых автомобилях используются самые сложные стратегии многократного впрыска.
Время впрыска	В основном используется для ограничения выбросов NOx	Время впрыска влияет на фазировку сгорания; замедление фазирования горения можно использовать для ограничения выбросов NOx.
Давление впрыска	В основном используется для ограничения выбросов сажи (ТЧ)	Более высокое давление впрыска может снизить выбросы сажи; особенно важно в сочетании с технологиями контроля NOx, такими как EGR, которые в противном случае увеличили бы выбросы сажи.
многократный впрыск	Различный	Были разработаны стратегии многократного впрыска для снижения выбросов NOx, сажи, HC и CO.
Рециркуляция выхлопных газов (EGR)	Основное применение в дизельных двигателях — контроль выбросов NOx.	Обычно используется во многих дизельных двигателях малой и большой мощности.Подача системы рециркуляции ОГ под высоким давлением может привести к снижению расхода топлива из-за более высоких насосных потерь. Система рециркуляции ОГ низкого давления имеет меньшие насосные потери, но ее труднее контролировать во время переходной работы. Могут потребоваться другие меры для ограничения потенциального увеличения количества сажи и, возможно, HC и CO.
Повышение уровня всасывания	Воздействие первичных выбросов заключается в снижении образования сажи (ТЧ). Также важно для повышения эффективности.	Более высокое давление на впуске увеличивает соотношение воздух / топливо для данного количества впрыскиваемого топлива и снижает образование сажи.Может быть важной мерой для компенсации нежелательного снижения производительности и увеличения выбросов с помощью таких мер контроля NOx, как EGR. Часто сопровождается улучшенными возможностями охлаждения всасываемого заряда. Позволяет уменьшить размер двигателя для повышения эффективности. Вызывает проблемы, такие как отставание турбокомпрессора, которые могут потребовать комплексных решений.
Управление температурой на впуске	Наиболее прямое влияние на выбросы NOx. Также может снизить выбросы сажи.	Повышенное давление наддува и / или EGR может повысить температуру впускного коллектора.Для ограничения температуры всасываемого заряда и сведения к минимуму связанных с ним увеличения выбросов NOx, уменьшения воздушно-топливного отношения и потерь удельной мощности требуются улучшения охлаждающей способности впускного заряда.
Конструкция камеры сгорания	Важная мера по борьбе с сажей	Изменения конструкции камеры сгорания обычно используются для компенсации увеличения выбросов сажи, когда принимаются меры по ограничению выбросов NOx. Во многих случаях усовершенствования улучшают перемешивание на поздних стадиях процесса сгорания, чтобы улучшить выгорание сажи.
Двигатели с принудительным зажиганием (SI)
Впрыск топлива	Расход топлива и выбросы твердых частиц	Переход от впрыска через порт к непосредственному впрыску бензина (GDI) был вызван уменьшением габаритов двигателя для соответствия расходу топлива и CO 2 требования. Двигатели GDI имеют более высокую тенденцию к выделению мелких частиц, что может быть частично компенсировано усовершенствованием конструкции системы впрыска топлива.
Повышение давления на впуске	Расход топлива	Фактор уменьшения габаритов двигателя и снижения расхода топлива и выбросов CO 2 .
Переменное срабатывание клапана	Разное	Вот некоторые примеры: регулировка фаз газораспределения — важная мера для уменьшения количества углеводородов при холодном запуске. Регулируемый подъем клапана обеспечивает работу без дроссельной заслонки и повышает эффективность. Деактивация цилиндра снижает насосные потери при частичной нагрузке и повышает эффективность. Регулируемые фазы газораспределения позволяют работать по циклу Миллера для снижения насосных потерь.
Сжигание обедненной смеси	Расход топлива	Сжигание обедненной смеси может снизить насосные потери, теплопередачу и улучшить характеристики рабочей жидкости для повышения эффективности.Вводит необходимость в дорогостоящих технологиях доочистки NOx.
Сгорание	Расход топлива	Усовершенствованные концепции сгорания могут повысить эффективность за счет более быстрого сгорания и снижения тепловых потерь.
EGR	Одно время использовалось для ограничения выбросов NOx. Современные подходы в основном направлены на снижение расхода топлива.	В двигателях SI система рециркуляции отработавших газов является альтернативой обогащению топлива при высоких нагрузках для снижения склонности к детонации и снижения температуры выхлопных газов при высокой мощности.В условиях частичной нагрузки это может снизить насосные потери.

Таблица 2
Топливно-смазочные технологии

Технология	Воздействие на выбросы	Значимость
Смазочное масло	Важно для снижения расхода топлива	Смазочные материалы с низкой вязкостью важны для снижения расхода топлива / CO 2 , но для обеспечения требуются другие изменения уровень износа двигателя не увеличивается.Ограничение содержания каталитических ядов (например, серы, неорганической золы, фосфора) является ключевым фактором обеспечения долговечности и эффективности технологий каталитического контроля выбросов выхлопных газов.
Альтернативные виды топлива	Первичное воздействие — жизненный цикл CO 2 выбросы	Ограниченные критерии Потенциал снижения выбросов от современных двигателей с полным спектром доочистки для NOx и PM. Некоторое влияние на основные загрязняющие вещества (PM, NOx, SOx) возможно в приложениях без дополнительной обработки (например,г., морской). В некоторых случаях более низкие эксплуатационные расходы являются основным соображением (например, природный газ). Спрос часто может определяться государственными стимулами или предписаниями.
Присадки к топливу	Разные	Небольшой прямой выброс вредных веществ при использовании современных двигателей и высококачественного топлива. Важно поддерживать долгосрочную стабильную работу технологий контроля выбросов. Например, цетановые добавки помогают обеспечить постоянное и надежное качество воспламенения современного дизельного топлива, чтобы гарантировать надежные и предсказуемые характеристики; присадки для чистоты форсунок и смазывающие присадки предназначены для поддержания чистоты компонентов системы впрыска топлива и уменьшения износа, чтобы обеспечить долговечность и стабильную работу систем впрыска топлива; В некоторых системах сажевых фильтров используются топливные присадки, способствующие регенерации сажевых фильтров.

Таблица 3
Технологии доочистки выхлопных газов

Технология	Воздействие на выбросы	Значение
Дизельные двигатели с воспламенением от сжатия
Дизельный катализатор окисления (DOC)	Высокое снижение выбросов HC / CO, конверсия ТЧ от малого до среднего . Окисление NO до NO 2 повышает производительность систем SCR / DPF.	Широко используется в автомобилях Euro 2/3, а также в некоторых дизельных двигателях US 1994 и более поздних версиях для тяжелых и средних нагрузок. В современных двигателях используется в качестве вспомогательного катализатора в системах нейтрализации SCR / DPF (NO 2 поколения , контроль проскальзывания аммиака).
Катализаторы окисления твердых частиц	Снижение выбросов ТЧ до ~ 50%	Ограниченное коммерческое применение в избранных (оборудованных системой рециркуляции выхлопных газах) двигателях тяжелых грузовиков Евро IV, а также в некоторых двигателях малой и внедорожной техники.
Дизельные сажевые фильтры (DPF)	90% + сокращение выбросов ТЧ	Основная технология, используемая на всех дизельных двигателях малой мощности Euro 5 и US Tier 2 и более поздних версиях; во всех двигателях большой мощности US2007 и Euro VI и более поздних; во всех внедорожных двигателях Stage V; в программах модернизации по всему миру.
Катализаторы мочевины-СКВ	90% + снижение выбросов NOx	Основная технология, используемая в двигателях US2010, Euro V и более поздних версиях для тяжелых условий эксплуатации; в легких дизельных транспортных средствах США Tier 2 и Euro 5/6 и более поздних версий; в внедорожных, морских и стационарных двигателях.
Катализаторы адсорбера NOx	Снижение NOx до ~ 70-90% в зависимости от ездового цикла	Используется в качестве автономного катализатора снижения NOx в некоторых легких транспортных средствах США Tier 2 и Euro 5/6. Используется в качестве катализатора снижения NOx при холодном запуске на некоторых автомобилях стандарта Евро 6 с системой SCR.
Катализаторы обедненных NOx (HC-SCR)	Потенциал снижения NOx ~ 10-20% в пассивных системах, до 50% в активных системах	Ограниченное коммерческое применение OEM и модернизируемое, в основном в 2000-х годах.
Двигатели с принудительным зажиганием (SI)
Катализатор окисления (OC)	90% + сокращение выбросов HC и CO	Используется в старых бензиновых автомобилях (примерно 1980–1990).
Трехкомпонентный катализатор (TWC)	90% + сокращение выбросов NOx, HC и CO	Самая важная технология контроля выбросов бензиновых двигателей. Широко используется в двигателях со стехиометрической системой SI по всему миру.
Катализаторы адсорбера NOx	~ 70-90% Снижение NOx	Используется в легких транспортных средствах с прямым впрыском бензина (GDI) с обедненным сжиганием (стратифицированной загрузкой), которые были распространены в Европе в 2000-х годах.
Бензиновые фильтры твердых частиц (GPF)	~ 90% сокращение выбросов PN	Увеличение использования в легких транспортных средствах класса GDI стандарта Euro 6. Ожидается, что в Китае будут широко использоваться 6 легковых автомобилей.

Таблица 4
Технологии управления, диагностики и трансмиссии

Технология	Воздействие на выбросы	Значение
Гибридизация	В первую очередь для снижения расхода топлива	Гибридизация с аккумуляторным электроприводом может позволить двигателю работать дольше в регионах с более высокой тепловой эффективностью и меньше при точки низкой эффективности, такие как холостой ход и низкая нагрузка.Повышение эффективности электродвигателя позволяет использовать технологии повышения эффективности, которые в противном случае были бы непрактичными из-за отрицательного воздействия на производительность.
Диагностика	OBD обеспечивает долгосрочное соответствие требованиям по выбросам.	Предназначен для обнаружения неисправностей, которые могут привести к увеличению выбросов в ходе сертификационного испытания выше определенного порогового значения.
Органы управления	Электронные органы управления обеспечивают точный контроль за многочисленными выбросами, а компоненты управления трансмиссией могут поддерживаться на протяжении всего срока службы автомобиля.Возможны изменения в условиях окружающей среды, системная интеграция и эффекты старения системы.	Средства управления дизельным двигателем включают в себя: управление рециркуляцией отработавших газов, управление давлением наддува на впуске, управление синхронизацией впрыска топлива и управление сгоранием. Контроль системы доочистки включает: дозирование мочевины, регулирование температуры для обеспечения высокой эффективности сокращения выбросов, контроль регенерации для обеспечения регулярного удаления накопленных материалов, таких как отложения сажи, серы и мочевины. Интегрированное управление системой: некоторые функции управления требуют строго интегрированного подхода для обеспечения совместной работы двигателя и системы нейтрализации выхлопных газов.Примеры включают в себя адсорбер-катализатор NOx, который требует регулярного обогащения воздушно-топливного отношения двигателя для удаления накопленных NOx; регулировка параметров двигателя, таких как время впрыска топлива, для повышения температуры выхлопных газов для поддержания высокого КПД системы нейтрализации выхлопных газов; и регенерация DPF, которая может потребовать строгого контроля работы двигателя, чтобы избежать повреждения DPF.
		Системы управления двигателем SI включают в себя: регулировку соотношения воздух / топливо, регулировку момента зажигания, регулировку скорости холостого хода.Элементы управления системой последующей обработки включают: управление температурным режимом для обеспечения быстрого прогрева и высокой эффективности снижения выбросов; и управление соотношением воздух / топливо для обеспечения максимального преобразования TWC. Интегрированное управление системой: необходимость точного управления соотношением воздух / топливо обусловлена ​​очень узким окном отношения воздух / топливо, где в TWC возможно высокое преобразование NOx, HC и CO.

###

5 Дизельные двигатели с воспламенением от сжатия | Оценка технологий экономии топлива для легковых автомобилей

лазание и буксировка.Этот атрибут дизельных двигателей CI является преимуществом по сравнению с другими вариантами технологий, которые выгодны только для части рабочего диапазона транспортного средства (например, гибридные силовые агрегаты снижают расход топлива, прежде всего, при движении по городу / городу).

Вывод 5.4: Ожидается, что выявленные усовершенствованные технологические усовершенствования для дизельных двигателей CI выйдут на рынок в период 2011-2014 гг., Когда на рынок также выйдут передовые технологические дополнения к бензиновым двигателям SI.Таким образом, между этими двумя системами силовой передачи будет продолжаться конкуренция по расходу топлива и стоимости. В период 2014-2020 гг. Дальнейшее возможное снижение расхода топлива для дизельных двигателей CI может быть компенсировано увеличением расхода топлива из-за изменений двигателя и системы выбросов, необходимых для соответствия более строгим стандартам выбросов (например, LEV III).

Вывод 5.5: Проникновение дизельных двигателей CI на рынок будет во многом зависеть как от увеличения стоимости дизельных силовых агрегатов CI по сравнению со стоимостью бензиновых силовых агрегатов SI, так и из-за разницы в ценах на дизельное топливо по сравнению с бензином.Предполагаемая разница в дополнительных затратах для дизельных двигателей I4 CI базового и усовершенствованного уровня для замены бензиновых двигателей SI для седанов среднего размера 2007 модельного года колеблется от 2400 долларов (базовый уровень) до 2900 долларов (продвинутый уровень). Для двигателей I4 базового уровня в сочетании с DCT стоимость замены силовой передачи оценивается в 2550–2800 долларов, а для силовых передач I4 повышенного уровня оценивается в 3050–3300 долларов (оба округлены до ближайших 50 долларов). Для среднеразмерных внедорожников 2007 модельного года ориентировочная стоимость замены бензиновых двигателей SI на дизельные двигатели V6 CI базового и расширенного уровня колеблется от 3150 долларов (базовый уровень) до 4050 долларов (расширенный уровень) (оба округляются до ближайших 50 долларов). .Для двигателей V6 CI в сочетании с DCT предполагаемое увеличение стоимости замены силовой передачи V6 CI по сравнению с силовыми передачами SI 2007 модельного года составляет от 3300 до 3550 долларов (базовый уровень), а дополнительные затраты на силовую передачу расширенного уровня составляют от 4200 до 4500 долларов (оба округлены). до ближайших 50 долларов). Эти затраты не включают фактор эквивалента розничной цены.

ССЫЛКИ

Брессион, Г., Д. Солери, С. Сави, С. Деу, Д. Азулай, H.B-H. Хамуда, Л. Дораду, Н.Геррасси и Н. Лоуренс. 2008. Исследование методов снижения выбросов HC и CO в дизельных HCCI. Документ SAE 2008-01-0034. SAE International, Warrendale, Pa.

Дизель Форум. 2008. Доступно по адресу http://www.dieselforum.org/DTF/news-center/pdfs/Diesel%20Fuel%20Update%20-%20Oct%202008.pdf.

DieselNet. 2008. 22 февраля. Доступно по адресу http://www.dieselnet.com/news/2008/02acea.php.

DOT / NHTSA (Министерство транспорта / Национальное управление безопасности дорожного движения).2009. Нормы средней экономии топлива для легковых и легких грузовиков — модельный год 2011. Номер дела NHTSA-2009-0062, RIN 2127-AK29, 23 марта. Вашингтон, округ Колумбия,

Доу. 2009. Доступно по адресу http://www.dow.com/PublishedLiterature/dh_02df/0901b803802df0d2.pdf?filepath=automotive/pdfs/noreg/299-51508.pdf&fromPage=GetDoc.

Duleep, K.G. 2008/2009. Анализ затрат на дизельное топливо и гибридные автомобили: сравнение EEA и Martec, презентация для комитета NRC 25 февраля 2008 г., обновлено 3 июня 2009 г.

EIA (Управление энергетической информации). 2009a. Легковые дизельные автомобили: характеристики эффективности и выбросов, а также вопросы рынка. Февраль. Доступно по адресу http://www.eia.doe.gov/oiaf/servicerpt/lightduty/execsummary.html.

EIA. 2009b. Цены на дизельное топливо. Доступно по адресу http://tonto.eia.doe.gov/oog/info/gdu/gasdiesel.asp. По состоянию на 9 мая 2009 г. и 5 июня 2009 г.

EPA (Агентство по охране окружающей среды США). 2005. Документ 420-F-05-001. Доступно по адресу http: // www.epa.gov/otaq/climate/420f05001.htm.

EPA. 2008. Исследование потенциальной эффективности транспортных средств, снижающих выбросы углекислого газа. Отчет 420р80040а. Пересмотрено в июне.

EPA. 2009. Обновленная смета расходов на основе данных Агентства по охране окружающей среды США, 2008 г. Электронная переписка комитета с Агентством по охране окружающей среды, 27 и 28 мая.

Hadler, J., F. Rudolph, R. Dorenkamp, ​​H. Stehr, T. Düsterdiek, J. Hilzendeger, D. Mannigel, S. Kranzusch, B. Veldten, M. Kösters, and A. Specht. 2008. Новый Volkswagen 2.Двигатель TDI 0 л соответствует самым строгим стандартам выбросов, 29-го Венского автомобильного симпозиума.

Ивабучи, Ю., К. Каваи, Т. Сёдзи и Ю. Такеда. 1999. Испытания новой концепции дизельной системы сгорания — горение с воспламенением от сжатия с предварительным смешиванием. Документ SAE 1999-01-0185. SAE International, Warrendale, Pa.

Йоргл, Фолькер, П. Келлер, О. Вебер, К. Мюллер-Хаас и Р. Конечны. 2008. Влияние конструкции пред-турбокатализатора на характеристики дизельного двигателя, выбросы и экономию топлива.Документ SAE 2008-01-0071. SAE International, Warrendale, Pa.

Канда, Т., Т. Хакодзаки, Т. Учимото, Дж. Хатано, Н. Китайма и Х. Соно. 2005 г. Эксплуатация PCCI с ранним впрыском обычного дизельного топлива. Документ SAE 2005-01-0378. SAE International, Warrendale, Pa.

Келлер П.С., В. Йоргл, О. Вебер и Р. Чарновски. 2008. Компоненты, способствующие созданию экологически чистых дизельных двигателей будущего. Документ SAE 2008-01-1530. SAE International, Warrendale, Pa.

Martec Group, Inc.2008. Переменная стоимость технологий экономии топлива. Подготовлено к альянсу автопроизводителей, 1 июня; с изменениями, внесенными 26 сентября и 10 декабря.

Маттес, Вольфганг, Петер Рашль и Николай Шуберт. 2008. Разработаны концепции DeNO _x для высокопроизводительных дизельных двигателей. Вторая конференция MinNO _x , 19-20 июня, Берлин.

Müller, W., et al. 2003. Селективное каталитическое восстановление — европейская технология восстановления NO _x .SAE 2003-01-2304. SAE International, Warrendale, Pa. Myoshi, N., et al. 1995 г. Разработка новой концепции трехкомпонентного катализатора для автомобильных двигателей на обедненной смеси. Документ SAE 95809. SAE International, Warrendale, PA

NRC (Национальный исследовательский совет). 2002. Эффективность и влияние корпоративных стандартов средней экономии топлива (CAFE). National Academy Press, Вашингтон, округ Колумбия,

Пекхэм, Джон. 2003. Как JD Power / LMC рассчитывает 16% долю продаж легковых дизельных двигателей в Северной Америке.Новости дизельного топлива, 13 октября.

Пикетт, Л.М. и Д.Л. Зиберс. 2004. Сгорание дизельного дизельного топлива DI без образования сажи, низкая температура пламени и контролируемое смешение. Документ SAE 2004-01-1399. SAE International, Warrendale, Pa.

Райан Т.В. и Т.Дж. Каллахан. 1996. Воспламенение дизельного топлива от сжатия однородного заряда. Документ SAE 961160. SAE International, Warrendale, PA

Стили, Д., Дж. Джулиано, Дж. Хоард, С. Слудер, Дж. Стори, С. Льюис и М. Ланс. 2008. Выявление и контроль факторов, влияющих на загрязнение охладителя EGR.14-я Конференция по исследованию эффективности дизельных двигателей и выбросов, Дирборн, штат Мичиган,

Tilgner, Ingo-C., T. Boger, C. Jaskula, Z.G. Pamio, H. Lörch и S. Gomm. 2008. Новый материал для сажевых фильтров для легковых автомобилей: сажевые фильтры Cordierite для нового Audi A4 V6 TDI, 17. Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik, p. 325.

Долговечность двигателя — обзор

12.1 Введение

Трибологические характеристики экологичного топлива автомобильных металлов являются одним из важных аспектов оценки долговечности, надежности и долговечности дизельного двигателя.Согласно Нагару и Майерсу [1], можно снизить КПД двигателя примерно на 20%, чтобы преодолеть трение между движущимися частями металлических корпусов. Кроме того, Мосароф и Калам [2] также сообщили, что около 33% общих потерь энергии происходит из-за трения легковых автомобилей [3]. КПД двигателя также может быть снижен из-за прорыва дымовых газов из-за износа поршня и металлической поверхности цилиндра, что увеличивает зазоры. Чтобы свести к минимуму эффект трения, в современном дизельном двигателе используются такие методы, как нанесение покрытия, текстурирование и нанесение более легкого металла [4].В качестве альтернативы, смазка является одним из наиболее эффективных и действенных методов минимизации трения, а также снижения потерь энергии и безопасной работы двигателя, как сообщают Танг и Макмиллан [5]. Смазка в основном создает очень тонкую пленку (менее микрона и лямбда-отношение (λ _l ) от 1 до 1,5) между металлическими поверхностями, как сообщили Azad et al. [6]. Однако смазочное масло нефтяного происхождения может вызвать загрязнение окружающей среды из-за более высокого содержания тяжелых металлов (таких как Fe, Cr, P, Zn, S и т. Д.).), который непосредственно связан с поверхностным ростом образования твердых частиц (ТЧ). Кроме того, смазочное масло на биологической основе является одним из многообещающих решений для минимизации загрязнения окружающей среды благодаря меньшему содержанию металлов и его превосходным самосмазывающимся свойствам [7–9]. Например, растительные масла, такие как соевое, подсолнечное, кокосовое, кукурузное и рисовые отруби, могут использоваться в качестве биосмазки в дизельном двигателе, как сообщается в литературе [2]. Экотопливо имеет более высокую плотность и кинематическую вязкость, что является одним из физических свойств топлива, которое демонстрирует отличные смазывающие свойства.Например, Haseeb и Sia [10] исследовали износ и трение с использованием пальмового масла при различных температурах (30 ° C, 45 ° C, 60 ° C и 75 ° C) и обнаружили, что оба показателя увеличиваются с увеличением температуры стенок цилиндра. . Напротив, Фазал и Хасиб [11] определили, что оба показателя уменьшаются с увеличением расхода смеси экотоплива.

Исследование смазочных свойств экологического топлива — одна из интересных тем исследований в настоящее время. В последнее время многие исследователи работают в этой области, чтобы определить влияние различных параметров на трибологические характеристики экологического топлива.Например, Мосароф и Калам [4] и Мосароф и Калам [12] исследовали характеристики трения и износа различных экологических видов топлива и их смесей при различных температурах и условиях нагрузки. Еще одно исследование было проведено на экологическом топливе, извлеченном из Millettia pinnata и рисовых отрубей Mosarof et al. [2], показывая, что более низкий коэффициент трения Millettia pinnata указывает на лучшую смазку по сравнению с маслом из рисовых отрубей, которое также продемонстрировало меньший диаметр пятна износа.Кроме того, Фазал и Хасиб [13] провели экспериментальное исследование коррозионного поведения пальмового экологического топлива для обеспечения длительного срока службы двигателя. Они исследовали коррозионное поведение трех различных металлов, таких как алюминий, медь и нержавеющая сталь, в течение 50 дней при температуре 80 ° C. Их результаты показали, что экотопливо оказывает незначительное влияние на нержавеющую сталь. Однако выяснилось, что медь и алюминий более подвержены воздействию экологического топлива по сравнению с дизельным топливом.Следовательно, трибологические исследования любого нового топлива, включая экологическое топливо или минеральное масло, важны для обеспечения долговечности двигателя.

Существует множество доступных методов исследования трибологического поведения различных экологических видов топлива для оценки таких ключевых параметров, как коэффициент трения (COF), диаметр пятна износа (WSD), остатки износа и морфология поверхности металла. В литературе сообщается, что многие исследователи использовали триоботестер с четырьмя шарами для анализа трибологического поведения различных видов экологического топлива [4, 7, 10].Это также широко используется в компаниях, производящих смазочные материалы, а также в исследованиях и разработках (НИОКР) новых смазочных материалов для определения характеристик трения и износа. Кроме того, морфология поверхности металлического цилиндра может быть проанализирована с помощью оптического микроскопа и сканирующего электронного микроскопа (SEM) с анализом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии (EDX).

В этом исследовании для проверки экологического топлива и ULSD использовался четырехшариковый триботестер с использованием стандарта ASTM D4172 для исследования COF и WSD.Кроме того, частицы износа оценивались с помощью высокопроизводительного сканирующего электронного микроскопа (SEM) и морфология поверхности рубцов износа металлических шариков с помощью энергодисперсионного рентгеновского излучения (EDX).

Адиабатические двигатели — обзор

8.1 Введение в керамико-матричные композиты

Керамика — это неорганические неметаллические материалы, которые изготавливаются из соединений металла (или металлоида) и неметалла. Они могут быть кристаллическими или частично кристаллическими. Кристаллической керамике придают желаемую форму одним из двух способов: (1) реакцией между веществами, так что продуктом реакции является керамический материал, и (2) уплотнением, а затем спеканием керамических частиц.Некристаллическая керамика (стекло) обычно формируется из материала в расплавленном или вязком состоянии.

Композиты с керамической матрицей (КМЦ) привлекательны высокой термостойкостью, химической стабильностью, коррозионной стойкостью, низким КТР, износостойкостью и высоким модулем упругости керамической матрицы, которая имеет химическое связывание, включающее комбинацию ионного связывания. и ковалентное связывание. Применяется в керамических дисковых тормозах, носовых обтекателях ракет, покрытиях лопастей турбин реактивных двигателей, компонентах газотурбинных двигателей, керамических адиабатических двигателях, боевых бронированных машинах, баллистических бронежилетах (рис.8.1), шарикоподшипники, компоненты оборудования для рекуперации тепла, сопла газовых горелок, камеры сгорания, промышленное технологическое оборудование, установки для сжигания отходов, сепарационное оборудование, системы фильтрации, зубные имплантаты и синтетические кости. Однако они страдают от высокой стоимости изготовления и хрупкости керамической матрицы. Кроме того, для применений, в которых требуется электрическая или теплопроводность, КМЦ страдают из-за низкой теплопроводности и электропроводности керамической матрицы.Например, для обработки с помощью электроэрозионной обработки (электроэрозионная обработка, при которой для выполнения резки используются электрические разряды или искры, что особенно ценно для резки хрупких материалов), разрезаемый материал должен быть проводящим. По сравнению с композитами с углеродной матрицей КМЦ превосходят высокотемпературную стойкость и химическую стабильность, но уступают по электрической или теплопроводности и имеют более высокую плотность. Технология композитов с углеродной матрицей более развита, чем у КМЦ.

Рисунок 8.1. Бронежилет с материалом на основе карбида кремния для внутренних пластин.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1b/Bodyarmor.jpg, общественное достояние.

Добавление углеродных волокон в керамическую матрицу для образования КМЦ привлекательно из-за упрочнения, обеспечиваемого относительно слабой границей раздела между углеродными волокнами и керамической матрицей. Слабая граница раздела позволяет волокну вырываться и растрескиваться во время механической деформации композита. Как вытягивание волокна, так и отклонение трещины потребляют механическую энергию, вызывая упрочнение.С другой стороны, связь между волокнами и матрицей должна быть достаточно хорошей, чтобы волокна эффективно укрепляли композит. Усиление в основном связано с прочностью на растяжение и изгиб. Для получения адекватной прочности и ударной вязкости необходимо надлежащим образом контролировать связывание волокон и матрицы. Кроме того, углеродные волокна привлекательны своей высокой электрической и теплопроводностью. По сравнению с керамическими волокнами углеродные волокна привлекательны своей более низкой стоимостью и более широкой доступностью, но их недостаток заключается в низком КТР по сравнению с керамической матрицей.Напротив, использование керамических волокон с керамической матрицей, так что волокна и матрица одинаковы по составу [например, карбид кремния (SiC)], устраняет несоответствие CTE.

Другой функцией углеродных волокон в КМЦ является уменьшение усадки при высыхании в том случае, если керамическая матрица приготовлена ​​с использованием суспензий или шликеров. Как правило, усадка при высыхании уменьшается с увеличением содержания твердого вещества в суспензии. Углеродные волокна являются особенно эффективным твердым телом для уменьшения усадки при высыхании, вероятно, из-за их высокого удлинения и жесткости.Эта функция удобна для контроля размеров деталей из композитных материалов.

В случае коротких углеродных волокон КМЦ могут быть сформированы с использованием обычных технологий, используемых для керамики. Примерами являются литье шликера (шликер относится к суспензии, обычно содержащей керамические частицы, связующее и носитель), литье ленты (разливание суспензии на поверхности с образованием тонкого покрытия) и литье под давлением. После формования суспензию необходимо высушить, а затем спекать. Спекание керамики требует очень высоких температур.Для непрерывных углеродных волокон КМЦ могут быть сформированы с использованием технологий, аналогичных тем, которые используются для изготовления углеродных волокон (глава 7).

Хотя цемент можно рассматривать как керамический материал, композиты цемент-матрица обычно не классифицируются как КМЦ. См. Главу 6 для CMC. Композиты из углеродного волокна с керамической матрицей, о которых сообщалось, подразделяются на следующие категории: (1) карбиды, армированные углеродным волокном, (2) нитриды, армированные углеродным волокном, (3) оксиды, армированные углеродным волокном, (4) углеродное волокно — армированный оксид магния (MgO, магнезия), (5) муллит, армированный углеродным волокном (Al ₆ Si ₂ O ₁₃ или 3Al ₂ O ₃ • 2SiO ₂ ) и (6) стекла, армированные углеродным волокном.Выбор керамической матрицы зависит от области применения и от химической совместимости матрицы с углеродными волокнами. Следует избегать использования матриц, которые реагируют с углеродом с образованием карбидов, особенно в высокотемпературных применениях, поскольку такие реакции имеют тенденцию к разрушению углеродных волокон.

Из-за хрупкости керамической матрицы мониторинг и контроль повреждений очень важны. Одна из причин повреждений — переутомление. Потери механической энергии за цикл нагружения на единицу объема, определяемые площадью гистерезиса кривой напряжения-деформации во время нагружения и последующей разгрузки, изменяются по мере прогрессирования усталости.Потери энергии при комнатной температуре уменьшаются с 55 кПа за 1 цикл до 13 кПа за 10 циклов для амплитуды напряжения 240 МПа и уменьшаются с 8 кПа при 10 ⁴ циклах до 4 кПа при 10 ⁶ циклах для напряжения. амплитуда 140 МПа (Li, 2015a). Однако для амплитуд напряжений от 340 до 420 МПа потери энергии возрастают на последней стадии усталости. Для того же числа циклов при усталости потери энергии увеличиваются с уменьшением объемной доли волокна в диапазоне от 35% до 45%.Этот эффект объемной доли волокна объясняется межфазным скольжением между волокном и матрицей (которое отвечает за потерю энергии), которое более ограничено, когда объемная доля волокна выше (Li, 2015b). Был разработан аналитический метод исследования влияния окисления на усталостную долговечность КМЦ, армированных волокном, при повышенных температурах (Li, 2015c). Подверженное окислению механическое поведение композита с матрицей SiC из непрерывного углеродного волокна в условиях окисления воздуха при температуре ниже 800 ° C было смоделировано численно (Xu et al., 2015г).

Влияние состава топлива на работу газотурбинного двигателя | J. Eng. Газовая турбина Power

Системные эффекты термохимии топлива очевидны в других связанных исследованиях применения сжигания ископаемого топлива. Альтернативные виды биотоплива были исследованы Rubie et al. [21] с учетом авиационных приложений. В исследовании рассматривались биотопливо из морских водорослей, парафинового керосина Camelina (CSPK) и парафинового керосина Jatropha (JSPK). Все они по молекулярной массе и H / C близки к струе A, которую они предназначены для имитации.В исследовании описывается создание этого синтезированного топлива из сырья водорослей, камелины, ятрофы и животного жира. Эти виды топлива использовались для «добавления» и пополнения струи А в увеличивающихся смешанных соотношениях. Различия в характеристиках оценивались с учетом моделирования двигателя F404-GE-400, контролирующего фиксированную скорость газогенератора. Три различных топлива показали лишь незначительные изменения в производительности, что указывает на то, что все виды топлива являются жизнеспособной альтернативой реактивному двигателю A. Для сравнения, промышленный двигатель, как показано в этой статье, более приемлем для использования широкого спектра видов топлива, поскольку двигатель является заземленным. на основе, может колебаться доступная мощность для большинства приложений и не имеет ограничений профиля полета самолета.Бэ и Ким [22] рассмотрели возможные альтернативные виды топлива для автомобильных двигателей как для двигателей с искровым зажиганием, так и для двигателей с воспламенением от сжатия. Топливо включало сжатый природный газ, водород, сжиженный нефтяной газ и спирт для двигателей с искровым зажиганием, а также биодизель, диметиловый эфир и реактивное топливо-8 (JP-8) для двигателей с воспламенением от сжатия. Эти виды топлива оценивались на предмет их свойств сгорания, таких как октановое и цетановое число, физических свойств, которые влияли на образование распыляемой смеси / смеси для сгорания, более низкую теплотворную способность и совместимость с двигателем.Они подчеркнули сотрудничество между производителями автомобильных двигателей и нефтеперерабатывающей промышленностью в направлении создания более эффективных и экологически чистых двигателей внутреннего сгорания. Это относительно похоже на разработку промышленных газовых турбин, где двигатели и системы сгорания спроектированы для большей топливной гибкости, чтобы приспособиться к побочным топливам и другим видам топлива низкого качества. Например, Гёкалп и Лебас [23] подчеркивают, что промышленные газы, которые определяются как выбросы с нефтеперерабатывающих заводов или других химических промышленных процессов, являются отличными кандидатами на топливо для промышленных газотурбинных двигателей.Они также исследовали другие альтернативные виды топлива, такие как биогаз и сложные эфиры растительных масел, и оценили их на основе их физических / химических характеристик.

Как работает турбокомпрессор | Cummins

Существенная разница между дизельным двигателем с турбонаддувом и традиционным бензиновым двигателем без наддува состоит в том, что воздух, поступающий в дизельный двигатель, сжимается перед впрыском топлива . Именно здесь турбокомпрессор имеет решающее значение для выходной мощности и эффективности дизельного двигателя.

Работа турбокомпрессора заключается в сжатии большего количества воздуха, поступающего в цилиндр двигателя. Когда воздух сжимается, молекулы кислорода собираются ближе друг к другу. Это увеличение количества воздуха означает, что для безнаддувного двигателя такого же размера можно добавить больше топлива. Это приводит к увеличению механической мощности и повышению общей эффективности процесса сгорания. Следовательно, размер двигателя может быть уменьшен для двигателя с турбонаддувом, что приведет к лучшей компоновке, преимуществам экономии веса и общей улучшенной экономии топлива.

Как работает турбокомпрессор?

Турбокомпрессор состоит из двух основных частей: турбины и компрессора. Турбина состоит из турбинного колеса (1) и корпуса турбины (2) . Корпус турбины направляет выхлопной газ (3) в рабочее колесо турбины. Энергия выхлопного газа вращает турбинное колесо, и затем газ выходит из корпуса турбины через зону выхода выхлопных газов (4) .

Компрессор также состоит из двух частей: крыльчатки компрессора (5) и корпуса компрессора (6) .Принцип действия компрессора противоположен турбине. Колесо компрессора прикреплено к турбине валом из кованой стали (7) , и когда турбина вращает колесо компрессора, высокоскоростное вращение втягивает воздух и сжимает его. Корпус компрессора затем преобразует высокоскоростной воздушный поток низкого давления в воздушный поток высокого давления и низкого давления посредством процесса, называемого диффузией. Сжатый воздух (8) проталкивается в двигатель, позволяя двигателю сжигать больше топлива для выработки большей мощности.

1. Колесо турбины
2. Корпус турбины
3. Выхлопные газы
4. Площадь выхода выхлопных газов
5. Колесо компрессора
6. Корпус компрессора
7. Вал из кованой стали
8. Сжатый воздух

Узнайте, как работает Turbo

Общие проблемы и отказы турбонагнетателя

Вы обеспокоены тем, что турбокомпрессор вашего дизельного двигателя не работает должным образом? Вы знаете, что искать?

Турбокомпрессор играет важную роль в повышении мощности и эффективности вашего двигателя.Из-за этого вы хотите убедиться, что все работает без сбоев. Этот пост посвящен тому, чтобы помочь вам лучше понять, что может пойти не так, чтобы вы могли минимизировать время простоя и повысить эффективность. Чтобы помочь устранить проблему, ознакомьтесь с нашим контрольным списком диагностики сбоев.

Хотите больше информации о турбокомпрессорах? Ознакомьтесь с нашим общим руководством!

Ищете простой справочник для информации о турбо? Загрузите эту бесплатную электронную книгу о турбокомпрессоре ! Загрузите мою электронную книгу !!

БОКОВЫЕ УТЕЧКИ КОМПРЕССОРА

ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛЬ ЗАБОРКА:

Это вызовет создание вакуума в корпусе компрессора и вытекание масла за уплотнение.Это будет наиболее заметно, когда двигатель работает на холостом ходу в течение продолжительных периодов времени. Когда двигатель работает с нагрузкой, в корпусе компрессора создается давление, достаточное для удержания уплотнения на месте и предотвращения утечки масла. Обслуживание воздухоочистителя с рекомендованной периодичностью должно предотвратить возникновение этой проблемы.

ЧРЕЗМЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ В КАРТЕРЕ:

Когда из картера выходит избыточное давление воздуха, масло фактически проталкивается через уплотнения. При этом типе проблем много раз будет замечено масло как в корпусе компрессора, так и в корпусе турбины.Если вы подозреваете неисправность картера, лучше всего начать с осмотра сапуна картера двигателя. Если он засорен, это вызовет высокое давление в картере. Если он не забит, но кажется, что через него проходит чрезмерное количество воздуха, это может быть признаком нарушения герметичности между поршневыми кольцами и гильзой цилиндра. В этом случае на двигатель должен быть установлен комплект для восстановления.

БОКОВЫЕ УТЕЧКИ ТУРБИНЫ

ОГРАНИЧЕНИЕ СЛИВНОЙ ЛИНИИ:

Если в линии слива масла есть засорение, возможно, что масло снова попадет в корпус подшипника.Когда это происходит, масло может протолкнуться через уплотнения в корпус турбины. Если вы подозреваете, что это происходит, необходимо проверить несколько проблемных мест. Посмотрите на дренажную прокладку на предмет излишка силикона, который мог просочиться в линию. Вы также можете проверить, есть ли в дренажной линии секция из силиконовой резины. Иногда, если трубопровод был заменен стандартным шлангом обогревателя, он может разбухнуть от контакта с маслом и вызвать засорение. Его нужно будет заменить на маслостойкий силиконовый шланг.

НАПРАВЛЯЮЩИЕ УПЛОТНЕНИЯ КЛАПАНА ИЛИ ОТКАЗ ПОРШНЕВОГО КОЛЬЦА:

Если через уплотнения направляющей клапана в головке цилиндров проходит масло, или если поршневые кольца пропускают масло, оно будет вытеснено из выпускного коллектора. Затем из выпускного коллектора он проходит через корпус турбины и выходит из выхлопной трубы. Это очень распространенная проблема, из-за которой многие турбокомпрессоры меняются без необходимости. Турбина будет выглядеть очень подозрительно и может показаться, что она протекает как снаружи, так и изнутри.Отличный способ диагностировать это — добавить в масло флуоресцентный масляный краситель. После того, как двигатель некоторое время поработает на холостом ходу, турбокомпрессор можно снять и использовать черный свет, чтобы проверить, присутствует ли краситель в выпускном коллекторе. Если это так, масло поступает из двигателя, а не из турбонагнетателя.

ЧРЕЗМЕРНОЕ ДАВЛЕНИЕ В КАРТЕРЕ:

Эта проблема также была скрыта под маслом в корпусе компрессора, но здесь тоже стоит упомянуть. Обратитесь к разделу выше, чтобы узнать, как устранить эту проблему.

ПРОБЛЕМЫ ТУРБО

ПОВРЕЖДЕНИЕ КОЛЕСА КОМПРЕССОРА:

Повреждение крыльчатки компрессора может быть результатом попадания постороннего предмета в корпус компрессора. Неисправность подшипников турбонагнетателя также является ведущей причиной. Это можно диагностировать, сняв впускной трубопровод и осмотрев крыльчатку компрессора. Если плавники погнуты, отсутствуют или даже отсутствует какая-то деталь, турбонагнетатель следует восстановить или заменить. Кроме того, если части отсутствуют, рекомендуется очистить и осмотреть фильтр наддувочного воздуха.Это предотвратит дальнейшее повреждение двигателя из-за попадания одной из частей во впускной коллектор.

ПОВРЕЖДЕНИЕ КОЛЕСА ТУРБИНЫ:

Повреждение турбинного колеса может быть результатом того, что внутренние детали двигателя были выброшены из двигателя из-за неисправности. Неисправность подшипников турбонагнетателя также является ведущей причиной. Другая известная причина — скопление углерода в корпусе турбины. Это можно диагностировать, сняв выхлопную трубу и осмотрев турбинное колесо. Как и в случае с поврежденным колесом компрессора, если какое-либо из ребер погнуто, отсутствует или даже отсутствует какая-либо деталь, турбонагнетатель следует заменить или восстановить.Если какие-либо детали отсутствуют, рекомендуется попытаться удалить их из выхлопной трубы.

ОТКАЗ ПОДШИПНИКА ТУРБО:

Подшипники турбокомпрессора могут выйти из строя по многим причинам. Вот некоторые из наиболее распространенных:

• Плохое обслуживание двигателя, масло или воздухоочиститель, допускающее попадание грязи на подшипники
• Ослабленные зажимы турбины, позволяющие перемещать компрессор или корпус турбины
• Масляное голодание при запуске двигателя или при первой установке турбо
• Неисправность, снятие клапана перепускного клапана или защемление шланга перепускного клапана

Лучший способ диагностировать неисправность подшипника — это снять впускной и выпускной трубопроводы.Это обеспечит доступ к обоим концам вращающегося узла. Проверьте подшипники, вращая вращающийся узел, чтобы убедиться, что он движется свободно. Проверьте осевой люфт, нажав и потянув вал. Если есть люфт, турбонагнетатель следует перестроить или заменить. Проверьте боковой люфт, подтолкнув вращающийся узел к корпусу компрессора или турбины. Здесь допускается некоторый люфт, и колесо компрессора или турбины может касаться корпуса в зависимости от приложенной силы. Беспокойство будет, если будет чрезмерный боковой люфт или провал из-за отсутствия лучшего термина.Если боковой люфт считается чрезмерным, турбонагнетатель следует перестроить или заменить.

Заменить турбо? Ознакомьтесь с нашими советами по установке!

Для получения дополнительной информации о турбокомпрессорах или деталях дизельных двигателей от HHP вы можете позвонить нам по телефону 844-304-7688, чтобы поговорить с одним из наших квалифицированных специалистов. Вы также можете запросить коммерческое предложение онлайн

Сообщение было 4 апреля 2017 г .