Признаки выхода из строя турбины: Причины поломки и признаки неисправности турбины.

Причины поломки и признаки неисправности турбины.

Несмотря на то что автомобильная турбина представляет собой достаточно надежный как в эксплуатационном, так и в конструкционном плане агрегат, и она подвергается поломкам и приходит в техническую неисправность. Существует множество причин, выводящих этот рабочий узел двигателя из строя, это может быть неправильная установка турбокомпрессора, ненадлежащая эксплуатация и многое другое, о чем речь пойдет ниже.

Турбированный двигатель — это особый механизм автомобиля, ремонтными работами над которым должны заниматься исключительно высококвалифицированные специалисты профильных компаний. Наша компания оказывает автовладельцам ряд профессиональных услуг, направленных на грамотное восстановление технических и рабочих характеристик современных турбин для всех марок автомобилей. На высоком профессиональном уровне мы устраняем главные поломки турбокомпрессоров, наиболее значимыми причинами которых являются следующие:

• — повреждения лопастей компрессорных и турбинного колеса;
• — масляное голодание и некачественное масло;
• — абразивный износ механизмов турбины и попадание в нее посторонних предметов;
• — поломка упорного (аксиального) подшипника;
• — частые перегревы турбокомпрессора и экстремальный рабочий режим;
• — пригорание масла в масляных впадинах подшипников.

Своевременное обращение в нашу компанию, дает возможность автовладельцу получить высококачественный ремонт от квалифицированных профессионалов, что позволит сэкономить на приобретении новой турбины (достаточно дорогостоящей) и вернуть эксплуатационную эффективность турбированному двигателю автомобиля.

                                       Главные признаки поломки турбокомпрессора

Определить поломку компрессора можно не обращаясь в специализированный автосервис. Существуют явные признаки неисправности этого механизма, помогающие автовладельцам (не прибегая к диагностике) самостоятельно понять, что турбина функционирует не в надлежащем ключе. Наиболее очевидными признаками выхода из строя турбокомпрессора, автовладельцы, как и специалисты техцентров, называют следующие:

• — значительная потеря в мощности двигателя;
• — увеличение расхода масла;
• — залитые топливом потемневшие свечи;
• — черный или сизый цвет выхлопных газов;
• — посторонние громкие шумы в работе турбокомпрессора;
• — задымленность моторного отсека.

При обнаружении этих признаков, специалисты нашей компании настойчиво рекомендуют обратиться в специализированный автосервис, где будет произведена профессиональная диагностика турбокомпрессора и его ремонт. В противном случае автовладелец будет вынужден покупать новую турбину, что значительно дороже ее своевременного ремонта.

Профессиональные достоинства нашей компании

Оказывая полный комплекс услуг, связанных с профессиональным ремонтов автомобильных турбокомпрессоров, наша компания гарантирует высокое качество ремонтных работ, их грамотность, и невысокую стоимость. Помимо этого, мы обещаем оперативность ремонта, замену вышедших из строя механизмов турбины оригинальными запчастями, оказание ряда дополнительных услуг и выполнение ремонта любого уровня сложности.

Обращение в нашу компанию, гарантирует автолюбителю высокое качество выполненных работ, профессиональный подход к делу и экономическую выгоду. Произведенные нами ремонтные работы турбокомпрессора, восстановят все технические и эксплуатационные характеристики автомобиля, что позволит наслаждаться комфортабельным использованием своей машины длительное время.

причины неисправности турбины, признаки неисправности турбины, поломка турбины

Довольно часто проблемы с турбиной возникают в автомобилях с определенным пробегом, но также бывают случаи выхода из строя турбины и в новых автомобилях, которые еще на гарантии. Большое влияние на работоспособность турбокомпрессора оказывает способ езды на автомобиле и внимание к техническому состоянию, как турбины, так и самого автомобиля. Большинство автомобилей, которые встречаются на наших дорогах — это автомобили с турбонадувом, дизельные автомобили. Перед тем как ремонтировать или менять турбину — обязательно нужно выяснить причину, по которой вышла из строя старая турбина. Это максимально сохранит вам время и деньги. Не выяснив причину, есть риск повредить уже новый турбокомпрессор. Ремонт поврежденного турбокомпрессора это хлопотно и требует немалых вложений.

Из чего состоит турбокомпрессор.

Турбокомпрессор схематически состоит из трех узловых секций – турбины, компрессора и корпуса подшипников, называемого еще картриджем.

 

 Турбокомпрессор, крепится к впускному коллектору двигателя, а с воздушным фильтром и впускным коллектором соединен с помощью трубопроводов. Именно компрессор создает давление воздуха в системе впуска. Обе части соединены друг с другом, роторы турбины и компрессора смонтированы на одной оси. Эта ось проходит вдоль ротора, она тщательно сбалансирована производителем для нормальной и устойчивой работы, на больших оборотах. Ось точно также установлена на подшипниках, смазываемых маслом двигателя. В итоге получается, что турбина является одной из частей двигателя, которая смазывается маслом двигателя. Поэтому масло должно быть хорошего качества и своевременная замена масла обеспечит хорошую работу для турбокомпрессора и подшипников, которые должны работать в разных режимах, при больших оборотах турбины. Любое загрязнение вокруг турбины и ее частей, также качество масла, залитого в двигатель, могут значительно сократить срок службы подшипников. 

 

Кроме того, в ходе эксплуатации, автолюбитель, который неправильно обслуживает и эксплуатирует двигатель с турбокомпрессором — может существенно сократить его срок службы.

Смазка турбокомпрессора осуществляется маслом под давлением, создаваемым с помощью масляного насоса. Как мы знаем, масляный насос работает только при работающем двигателе. Выключение двигателя перекрывает подачу масла в подшипниках – в итоге мы имеем очень большую температуру в турбине и отсутствие подачи масла на подшипники — это вызывает разрыв масляной пленки и может привести к сжиганию масла в подшипнике и формированию абразивных материалов. 

Также стоит отметить, что нельзя глушить автомобиль в тот момент, когда турбина набрала обороты, и когда масло не набрало еще соответствующей рабочей температуры. Настоятельно не рекомендуется сразу глушить горячий двигатель с турбонадувом, в то время, когда он только достиг высокой скорости вращения. В свою очередь турбокомпрессор, который набрал высокие обороты из-за инерционной силы, может еще долго вращаться после выключения двигателя. 

 Отказ турбокомпрессора довольно легко распознать по следующим признакам:

* автомобиль резко теряет мощность

* может появиться чрезмерный дым из выхлопной (на высоких оборотах)

* при повреждении турбокомпрессора также появляется другой, более громкий звук, чем при обычной работе

 В крайних случаях повреждение турбокомпрессора, а это износ посадочного места подшипников или их дисбаланс, может привести к очень разным поломкам, как правило, устранить эти поломки нелегко и порой очень затратно. 

Причины, которые могут повлиять на работоспособность турбины. 

Причиной нестабильной работы двигателя может быть выход из строя прокладки турбины (на соединении с двигателем) это приводит к тому, что масло, попадает в камеру сгорания, и полностью изменяет состав смеси, которая сгорает в камере. 

Ускоренное сжигание масла и двигатель независимо от положения педали акселератора начинает увеличивать обороты. Увеличение оборотов вызывает еще больший приток масла, когда двигатель работает на высоких оборотах, которые не являются оптимальными, для нормальной работы двигателя и всей системы.  

   Турбина может работать при температуре 950 градусов по Цельсию и до 240 000 оборотов в минуту, поэтому необходимо правильно подобрать масло. Эксплуатация турбины в течении 5 секунд без масла это смерть для нее!!!

 

 90% причин поломок это нехватка масла, грязное масло и попадание посторонних предметов.

 

 Турбина связана с системами масла, воздуха, охлаждения и топлива. Поэтому перед установкой новой турбины необходимо сделать ревизию всем системам. Фильтра или охлаждение, а также пережимы труб или шлангов приводят к поломке вновь установленной турбины. Трещина в воздушном шланге вызывает, перегазовку, из-за этого турбина может неправильно работать и выйти из строя. Чрезмерное количество масла приводит к переизбытку давления и как результат поломка турбины. Необходимо проверить системы смазки, нехватка масла, может быть из-за протечек или перегиба масляных шлангов. Загрязнение масла бывает из-за несвоевременной замены масла или фильтра. Настоятельно рекомендуется перед установкой турбины проверить все системы, дабы избежать неприятных сюрпризов.

 

Для нормальной работы турбокомпрессора следует всего лишь выполнять и придерживаться простых правил.

1. Своевременно проводить техническое обслуживание двигателя.
2. Проверять состояние всех систем двигателя, системы смазки, системы охлаждения, вентиляции картера, системы выпуска и системы подачи топлива. 
3. Использовать только масло, которое рекомендовано изготовителем турбокомпрессора. Масло вязкости 0W-X категорически не рекомендуется для двигателей с турбокомпрессором.
4. Своевременная замена воздушного фильтра.
5. Использовать необходимо только качественное топливо, которое соответствует самым высоким стандартам.
6. После продолжительного движения, мотор сразу не глушить, а дать ему поработать пару минут.

    

Причины поломки и выхода турбин и турбокомпрессора из строя

Причин для выхода турбины из строя может быть несколько, однако, если вы соблюдаете все технический регламенты по обслуживанию машины, замене масла и вовремя проводите обслуживание автомобиля, то турбокомпрессор установленный на автомобиль прослужит вам долгие годы и пробег автомобиля 200-250 т. км с одной турбиной это не редкость, а просто внимательное отношение к своему автомобилю и соблюдение требований для его длительной и безпроблемной эксплуатации.

Рекомендуем вас посмотреть виде ролик от фирмы Garrett посвещенный проблемам с турбинами и правильному обращению с ними:

Теперь поговорим о проблемах поподробнее:

1. Моторное масло загрязнено

            1.1 Моторное масло имеет включения достаточно крупных абразивных частиц

При наличии в масле крупных абразивных частиц наблюдается сильный износ опорных шеек ротора турбокомпрессора. На шейках и втулках  опорных и упорных подшипников можно наблюдать довольно глубокие задиры (фото 1-4).

Фото 1.

Фото 2.

Фото 3.

Фото 4. (справа – новая втулка)

Среди наиболее вероятных причин такого состояния моторного масла прежде всего следует назвать некондиционный масляный фильтр, перепускной клапан которого негерметичен. Вследствие этого часть масла поступает в каналы двигателя без фильтрации.

Также причиной может стать загрязнение моторного масла после неаккуратного ремонта. Зачастую грязь может попасть в масло после вскрытия  клапанной крышки головки блока, поддона масляного картера или каких-либо других работ с частичной разборкой двигателя. При этом даже качественный масляный фильтр может оказаться полностью блокированным загрязнениями, после чего срабатывает перепускной клапан и масло поступает в магистраль без фильтрации.

            1.2. Моторное масло имеет загрязнения в виде мелких абразивных частиц

Визуально загрязнение масла такого характера проявляется в значительном износе опорных шеек ротора ТК, причем на граничных кромках зон трения будет наблюдаться эффект «зализывания». Втулки радиальных подшипников изнашиваются подобным образом – хорошо видны скругления их кромок. Также хорошо виден износ на внутренней стороне упорного подшипника (фото 5-7).

Фото 5.

Фото 6.

Фото 7.

Наиболее вероятные причины загрязнения такого характера:

—  значительное превышение срока службы моторного масла. Любое масло постепенно теряет свои смазывающие свойства, стареет и закоксовывается от воздействия высоких температур. Мелкие частицы кокса проникают сквозь фильтрующий элемент масляного фильтра и  постепенно «шлифуют» поверхности трения в подшипниках турбокомпрессора.

— После обкатки двигателя масло не было вовремя заменено. Обкатка сопровождается образованием мелких абразивных частиц металла. При этом абразивные частицы  попадают в систему смазки турбокомпрессора, что приводит к его повышенному износу.

            2. Моторное масло имеет химические загрязнения

Загрязнение масла такого характера проявляется в виде значительного износа опорных шеек ротора ТК. При этом наличествуют явные признаки перегрева в виде  цветов побежалости. Аналогичная картина наблюдается и на внутренних поверхностях опорных втулок подшипников скольжения. (фото 8,9)

Фото 8.

Фото 9.

Наиболее вероятные причины такого загрязнения:

— смешивание моторного масла в картере двигателя с топливом. Причиной может быть нарушение в работе системы подачи топлива. Если одна или несколько форсунок системы впрыска работают неправильно, часть топлива может попадать в картер. Также топливо может попасть в масло вследствие неаккуратного техобслуживания, к примеру измерения компрессии в цилиндрах;

— наличие в масле чрезмерного количества присадок, улучшающих отдельные его свойства;

— применение в двигателе некачественного моторного масла либо вполне качественного, но не предназначенного для использования в моторах с турбокомпрессором.

Химические загрязнения приводят к резкому снижению прочности масляной пленки в подшипниках скольжения ТК. На интенсивных режимах работы агрегата пленка может разрушаться, что приводит к сухому трению как раз в тот момент, когда смазка нужна больше всего.

3. Повреждения, связанные с эксплуатацией ТК на предельных режимах

            3.1. Повреждения ТК по причине выхода на запредельные температурные параметры работы

Превышение температурных показателей работы турбокомпрессора приводит к образованию масляного нагара на шейках ротора и значительному закоксовыванию вала. От перегрева тыльная сторона турбинного колеса становится слегка вогнутой, а иногда на ней и примыкающей части вала появляется  «апельсиновая корка» (фото 10,11). Наиболее серьезные последствия перегрева – образование на тыльной стороне колеса  глубоких трещин (фото 12).

Фото 10.

Фото 11.

Фото 12.

Причины работы турбокомпрессора на запредельных температурах:

—  Нарушение в работе системы охлаждения. Самая распространенная причина – неисправный термостат. Также причиной может стать недостаточный уровень охлаждающей жидкости;

— Нарушения в работе газораспределительной системы, к примеру, неправильный угол опережения зажигания или несвоевременный впрыск топлива;

— Использование в двигателе топлива, не соответствующего рекомендованного изготовителем автомобиля;

— для ТК с водяным охлаждением – образование в водяной рубашке ТК воздушной пробки, образование накипи в патрубках системы охлаждения, что приводит к уменьшению их сечения вплоть до полного перекрытия.

            3.2. Повреждения ТК, связанные с выходом на запредельные обороты ротора

При превышении максимальных значений частоты вращения ротора ТК  может сопровождаться образованием трещин  лопаток турбины. При дальнейшей работе агрегата на таких режимах часть лопаток может быть разрушена, вплоть до полного разрыва всего колеса турбины (фото13,14).

Фото 13.

Фото 14.

Причины выхода турбокомпрессора на запредельные частоты вращения:

— Неисправность системы регулирования турбокомпрессора. Наиболее распространенная причина – выход из строя датчика  давления воздуха, расположенного во впускном коллекторе двигателя;

— неисправность байпасной системы. Данная неисправность возникает в турбокомпрессорах, в которых предусмотрен перепуск выхлопных газов. Примером может служить турбокомпрессор с нормально закрытыми предохранительными клапанами;

— для ТК с системой VNT ( с изменяемой геометрией) и системой VST (с дросселированием) – заклинивание регулируемых элементов в положении, соответствующем наибольшей производительности турбинной части агрегата.

4.

Недостаток смазки турбокомпрессора

4.1.Неисправности узлов и деталей ТК в связи  с недостаточностью смазки, как временной, так и постоянной

Дефицит смазки в турбокомпрессоре имеет симптомы, во многом  схожие с теми, которые возникают при химическом загрязнении масла. При этом наблюдается изменение цвета  ротора и втулок подшипников скольжения. С серебристо-белого эти детали меняют цвет на желтый или даже иссиня-черный. Впоследствии, если причина дефицита смазки не устраняется, может последовать разрушение вала ротора. Самым серьезным последствием может стать отрыв колеса турбины. Также разрушаются дистанционные втулки и подшипники скольжения (фото 15-17).

Фото 15.

Фото16.

Фото 17.

Возможные причины дефицита смазки ТК:

— общая неисправность системы смазки двигателя, в том числе износ деталей маслонасоса, неисправность редукционного клапана маслонасоса, чрезмерное засорение масляного фильтра;

— наличие в поддоне картера больших отложений закоксованного масла и посторонних предметов (кусков прокладок, металлических осколков и т.д.)

В данном случае при работе двигателя на холостых оборотах давление масла в системе находится в пределах нормы. С повышением частоты вращения коленвала увеличивается производительность маслонасоса, что приводит к подтягиванию к сетке маслоприемника имеющихся в поддоне загрязнений, а это может привести к значительному падению давления в системе как раз в тот момент, когда двигатель работает под нагрузкой и нуждается в смазке. Датчик аварийного давления в системе смазки при этом не срабатывает – давление в системе остается выше минимального, но его недостаточно для обеспечения смазки турбокомпрессора, который работает в наиболее тяжелых условиях;

— снижение количества подаваемого в турбокомпрессор масла из-за ненадлежащего состояния подающей трубки. Трубка может быть засорена коксовыми отложениями либо повреждена механически;

— засорение масляных каналов корпуса турбокомпрессора. Причин у такого явления может быть несколько, и самая вероятная из них это попадание частиц кокса в каналы из подающей магистрали системы смазки ТК. При ремонте агрегата рекомендуется заменить подающую магистраль  на новую. В крайнем случае достаточно ее тщательно промыть и продуть, чтобы по возможности исключить наличие в ней загрязнений. Масляные каналы корпуса ТК могут быть перекрыты и по другим причинам. Некоторые модели турбокомпрессоров имеют дополнительный масляный фильтр, который представляет собой мелкую сетку в корпусе из пластмассы. Пластмасса в процессе эксплуатации может разрушаться. и ее частицы попадают в каналы и перекрывают их. Также пластмассовый корпус может разрушиться в результате неправильного монтажа.

5.

Повреждения турбокомпрессора механического характера

5.1.Повреждения рабочего колеса компрессора твердыми предметами

Твердые предметы, попадающие в канал подачи воздуха и далее в компрессор могут нанести ему непоправимый вред. Это может быть шайба, гайка или какая-либо пластмассовая деталь, попавшая в канал в результате неаккуратного ремонта. Поврежденная крыльчатка компрессора теряет балансировку, после чего турбокомпрессор полностью выходит из строя в течение небольшого периода времени. В худшем случае может  произойти обрыв вала ротора или  обрыв рабочего колеса компрессора (фото 18-20).

Фото 18.

Фото 19.

Фото 20.

5.2. Повреждения рабочего колеса компрессора мягкими предметами

Несмотря на то, что некоторые предметы, попадающие в компрессор, являются мягкими, последствия от этого не менее плачевные. В компрессор могут попасть сухие листья, кусок ветоши, бумаги или картона, и любой из этих предметов наносит рабочему колесу серьезный вред, после чего выходит из строя весь агрегат. Причина состоит в нарушении балансировки ротора, что приводит к быстрому разрушению дистанционных втулок и подшипников. В худшем случае может произойти излом вала ротора. Мягкие предметы становятся причиной деформации лопаток колеса компрессора, а в некоторых случаях происходит усталостное разрушение лопаток (фото 21,22).

Фото 21.

Фото 22.

5.3.Абразивные повреждения лопаток  рабочего колеса компрессора

В воздушную магистраль турбокомпрессора могут попадать абразивные частицы (пыль, песок), которые постепенно изнашивают рабочее колесо. Изменяется форма лопаток, они сглаживаются и истончаются. И хотя дисбаланса при этом не наблюдается – поверхности стираются равномерно, но происходит уменьшение рабочей поверхности колеса, что приводит к падению производительности агрегата (фото 23).

Фото 23.

Наиболее вероятные причины попадания в воздушный канал абразивных частиц – проблемы с воздушным фильтром. В частности, он может быть деформирован таким образом, что часть воздуха не подвергается фильтрации. Также причиной может быть негерметичность  патрубка от воздушного фильтра до входа в турбокомпрессор. В этой части наблюдается разрежение, и пыль и песок попросту засасывает внутрь. Еще одна возможная причина – негерметичность системы вентиляции картера.

5.4. Повреждения посторонними предметами на стороне турбины

Как уже было сказано, турбокомпрессор работает на режимах, близких к предельным. Поэтому попадание в турбинную часть даже небольших посторонних предметов может привести к катастрофическим последствиям. Это может быть окалина, твердый нагар, частицы песка, осколок поршня или клапана. Наиболее тяжелый случай – отрыв рабочего колеса турбины. В системах с изменяемой геометрией (VNT) могут быть повреждены лопатки, что приведет к выходу из строя системы регулирования (фото  24, 25).

Фото 24.

Фото25.

Основные неисправности турбин | Турбо Доктор

Турбокомпрессор – деталь, необходимая для увеличения мощности автомобиля. Такие узлы устанавливаются как на легковые, так и на грузовые транспортные средства. Однако со временем турбонагнетатель может выйти из строя. При этом начальную диагностику турбины автомобилист может провести сам, обращая внимание на такие признаки:

• появление выхлопов синего, черного или белого цветов;
• наличие шумов при работающем двигателе;
• повышение температуры мотора;
• возрастание расхода масла и топлива;
• подтекание масла;
• падение мощности автомобиля.

Среди причин выхода из строя турбонагнетателя можно назвать следующие:

• неисправность сажевого фильтра или катализатора;
• естественный износ;
• наличие мусора в узле;
• несвоевременная замена воздушного фильтра;
• недостаток масла;
• разгерметизация подводящих патрубков;
• химическое загрязнение;
• применение масла низкого качества;
• резкий старт и финиш автомобиля без выдержки для работы на холостых оборотах.

Неправильный режим функционирования турбокомпрессора может привести к поломке подшипника оси турбины и разрушению сальников. При появлении малейших признаков нарушения работы турбонагнетателя для диагностики и ремонта турбин необходимо обратиться к профессионалам.

Где в Беларуси провести качественную диагностику и ремонт турбокомпрессора?

Компания «Турбо Доктор» предлагает диагностику турбин в Минске, Лиде, Гомеле, Витебске и других городах Беларуси. Мы уверены в качестве своих работ, поэтому предлагаем гарантию до трех лет без ограничения движения. Наши специалисты применяют современное оборудование и комплектующие ведущих мировых брендов, что обеспечивает высокое качество ремонтных работ.

Специалисты компании «Турбо Доктор» оперативно произведут диагностику и ремонт турбин дизельного двигателя, а также восстановят турбокомпрессоры авто, работающего на бензине. Наличие широкого ассортимента деталей для восстановительных работ, даёт возможность восстановления разнообразных марок и моделей турбонагнетателей: Garrett, Borg Warner Turbosystems, ККК, Schwitzer, Holset, IHI, Mitsubishi, Toyota.

Почему все больше автомобилистов обращаются в компанию «Турбо Доктор»

Мы предлагаем провести диагностику турбин по ценам, доступным каждому автовладельцу. Также наша компания часто проводит акции и предлагает скидки, что позволяет существенно сэкономить при проведении диагностических и восстановительных работ. Специалисты «Турбо Доктора» могут сделать диагностику турбин различных типов автомобилей: легковых, спецтехники, грузовых, погрузчиков, электрогенераторов. После проведения работ мы предоставим рекомендации по эксплуатации авто, которые помогут продлить срок эксплуатации турбокомпрессора и автомобиля.

Диагностика турбин дизеля, бензиновых двигателей и последующие ремонтные работы подразумевают сложный технологический процесс, включающий в себя: разборку турбокомпрессора, дефектовку комплектующих, пескоструйную очистку, балансировку, сборку, испытания в рабочих условиях.

Чтобы не допустить поломок турбокомпрессора в будущем, наши специалисты рекомендуют придерживаться следующих правил:

• следите за давлением наддува;
• своевременно меняйте воздушные фильтры;
• используйте качественное топливо и масло;
• заменяйте масло после каждых 7000 км пробега;
• не передвигайтесь на авто с превышением скорости;
• перед выключением мотора дайте ему поработать на холостых оборотах.

Обращайтесь в компанию «Турбо Доктор», если вам необходима быстрая диагностика турбины дизельного двигателя или турбокомпрессора бензинового авто. Сотрудничество с нашей компаний – это всегда высокое качество восстановительных работ и гарантия работоспособности вашего транспортного средства.

мтс +375-33-357-50-46
vel +375-29-317-50-46
[email protected]

Как понять, что турбина в двигателе сломалась?

Корректная работа в турбине машины для некоторых кажется не столь значительным моментом во время эксплуатации авто. Некоторые водители, при поломке такого агрегата, решение проблемы относят к второстепенным задачам, которые необходимо решить в будущем. Однако, это ошибка. Сломанная турбина способна потянуть за собой остальные части транспортного средства, что повлечёт существенные поломки и трату приличных денежных средств. По этой причине, когда турбина вышла из строя, то следует при первых же проявлениях неполадок, сразу посетить автомобильную станцию, чтобы мастера провели диагностику, нашли неисправность и выполнили ремонтные операции.

Разберемся, как понять, что турбина вышла из строя.

Признаки поломки турбины

Понять, что турбина в транспортном средстве нуждается в починке, довольно легко. В отличие от других неисправностей, которые могут проявиться в машине, неполадки такого агрегата часто видно визуально, а порой и слышно. Это даёт водителю сразу понимание того, что с турбиной в авто происходит что-то не то и следует посетить сервисный центр. Более того, чем раньше будет проведена диагностика турбины, тем цена за ремонтные операции будет ниже, так как турбина не потянет за собой остальные части машины, выводя элементы из строя.

Понять, что турбина сломалась, можно по следующим проблемам:

• Мотор потерял мощность;

• Из выхлопной трубы выходят газы чёрного цвета или газы с сизым оттенком – это показатель того, что масла сгорает неполностью;

• Автомобильное масло стало тратиться гораздо быстрее, чем раньше;

• Уровень токсичности газов, которые выходят из трубы, увеличились – водитель почувствует более неприятный запах;

• Появляется шум, который сигнализирует о неполадках в турбокомпрессоре;

• Происходит отток масла из внутренней части турбокомпрессора.

В любом случае, вне зависимости от того, какой из вариантов подходит для вашей машины – следует отправиться в сервисный центр. Мастера проверят работоспособность транспортного средства и произведут диагностику автомобиля. Посмотрят на характерную симптоматику, чтобы выявить истинную причину поломки. Часто бывает так, что неисправность турбины вызвана не поломкой турбокомпрессорной системы, а является следствием другой поломки, которая на первый взгляд скрыта от водителя. Только тщательная диагностика позволяет понять истинную причину выхода из строя турбины и появления чёрных газов, снижения мощности двигателя и других характерных элементов.

Обращайтесь в сервисный центр для восстановления работы турбины!

Причины выхода из строя турбины

Неисправность турбокомпрессора часто бывает симптомом скрытой проблемы, но не ее причиной. Падение мощности двигателя, посторонний шум, чрезмерный дым или повышенный расход масла могут быть вызваны неисправностями системы впрыска топлива, частичным или полным засорением воздушного фильтра, повреждением системы выпуска отработавших газов или проблемами, связанными с применяемой смазкой.

Прежде чем заменять турбокомпрессор, выполните полную диагностическую проверку двигателя.

Симптом 1. Падение мощности двигателя

Возможные причины проблемы:

• Загрязнение или неудовлетворительное состояние фильтра, шлангов или трубок.
• Неисправность или неправильная регулировка системы впрыска топлива.
• Повреждение или блокировка системы выпуска отработавших газов, включая каталитический нейтрализатор и фильтр твердых частиц.

Симптом 2. Повышенный уровень шума при работе

Возможные причины проблемы:

• Ослабли или повреждены крепления трубок и опорных кронштейнов, ненадежны соединения.
• Появились утечки или трещины в интеркулере.

Симптом 3. Повышенный уровень дыма или расход масла

Возможные причины проблемы:

• Воздушные фильтры частично засорены или заблокированы.
• Спецификации моторного масла не соответствуют рекомендациям производителя транспортного средства.
• Засорен сливной маслопровод.
• Чрезмерное давление в картере двигателя, неправильная работа клапана вентиляции картера двигателя.
• Неудовлетворительное состояние шлангов и их соединений.
• Проблема со смазкой в блоке двигателя — присутствуют масляные или углеродные отложения в выпускных коллекторах или турбине.

Если очевидной причины неисправности не обнаружено, обратитесь к специалисту по ремонту турбокомпрессоров для выполнения полной процедуры поиска неисправностей.

Причины выхода из строя турбин обычно можно подразделить на четыре категории:

1. Инородные предметы в турбине

Повреждение рабочего колеса турбокомпрессора вследствие разбалансировки, вызванной попаданием в турбину или корпус компрессора мелких инородных предметов при высокой частоте вращения.

Повреждение рабочего колеса компрессора	Повреждение узла сопла

2. Недостаточная смазка

Образование усталостных трещин турбокомпрессора и перенос материала, обусловленный трением металлических частей, нагрев до высоких температур в результате засорения отверстия подачи масла, неправильной установки уплотнений и использования жидких герметиков или смазки низкого качества.

Высокая температура и перенос материала подшипника на вал	Неправильные форма и расположение прокладки

3. Загрязнение масла

Повреждение подшипникового узла, вызванное высокой концентрацией сажи в масле, увеличенными интервалами замены масла или ненадлежащим техобслуживанием. Повреждение подшипников, вызванное стальной стружкой, попавшей в масло при ремонте двигателя.

Износ и задиры на подшипнике. Перенос материала на вал	Наличие в масле крупных частиц может стать причиной глубоких задиров и ударных нагрузок

4. Превышение рабочей частоты вращения вала турбокомпрессора и чрезмерная температура

Повреждение турбокомпрессора по причине выхода за пределы расчетных параметров или спецификаций производителя. Ненадлежащее техобслуживание, неисправность двигателя или не одобренное производителем изменение конструкции могут привести к работе турбокомпрессора на повышенных частотах вращения, выходящих за допустимые пределы, и в результате к усталостному разрушению рабочих колес компрессора и турбины.

Шероховатость задней поверхности рабочего колеса компрессора является характерным признаком чрезмерной частоты вращения	Рабочее колесо турбины с признаками усталостного разрушения из-за цикличного превышения рабочей частоты вращения

Турбомотор. Признаки неисправности турбины двигателя с турбонаддувом

Владельцев Subaru Impreza или Forester с турбомоторами (это я так, к примеру) назад, за баранку обычных «атмосферников», никакими пирожками с маком не заманишь. Они не откажутся от своих «бешеных табуреток» несмотря на вдвое большую стоимость и частоту обслуживания, несмотря на гораздо более значительные текущие эксплуатационные расходы и, что греха таить, меньший ресурс двигателя с турбонаддувом и вероятность тяжелых для него последствий ввиду неисправности турбины.

Турбомотор для них — божество. Больные на голову, что еще скажешь …

Но вы-то люди вменяемые! После того, как я раскрою вам леденящую кровь, страшную суть двигателей с турбонаддувом, мечтателей о заряженных турбомоторами авто среди вас, наверное, поубавится.

Ну и ладно – нам больше достанется.

Итак, может ли относительно небольшая деталька по имени «турбина» в случае неисправности сделать большой кирдык двигателю с турбонаддувом? – Да запросто! Турбина – зверек, который в предсмертных конвульсиях готов разнести в пух и прах все окружающее пространство.

Как «умирает» турбомотор. Признаки и последствия неисправности турбины

Причиной масляного голодания компрессора турбины двигателя с турбонаддувом может быть либо низкое давление масла, либо отвратительное его качество. Низкое же давление масла может быть следствием забитого, либо «палёного» масляного фильтра, а иногда это — результат использования особо заботливыми владельцами при смене масла в двигателе промывочных жидкостей «пятиминуток». Подробнее о возможных последствиях для двигателя использования «пятиминуток» в статье: Промывка двигателя при замене масла. Мыть или не мыть?

Турбина трудится в воистину адских условиях: частота ее вращения доходит до 150 тысяч оборотов в минуту при температуре чуть не в тысячу градусов. При малейшем падении масляного давления, вероятность возникновения неисправности осевых подшипников турбины близка к ста процентам. Увеличивающиеся радиальные биения оси разрушают сальники.

Масло через полудохлые сальники устремляется во впускной коллектор. Недостаточное масляное давление в турбокомпрессоре становится хроническим, процесс уничтожения осевых подшипников и сальников нарастает лавинообразно. Проникающие через мертвые сальники раскаленные выхлопные газы добивают подшипник, турбина начинает колотиться о внутреннюю часть корпуса турбокомпрессора, осколки лопастей турбины летят во впускной коллектор двигателя …

Но и это еще не совсем конец.

Система смазки у двигателя и турбокомпрессора общая. Масло хлещет из открытой раны, как кровь из артерии. Пара минут, и картер двигателя с турбонаддувом пуст, со всеми вытекающими последствиями, имя которым уже не неисправности, а катастрофа.

Вот теперь – точно конец…

Ну что, нагнал я на вас ужасов турбонаддува, да?

На самом деле нарисованный апокалипсис можно предотвратить вполне доступными средствами:

1. Используйте только качественное топливо и моторное масло – то, что доктор прописал.

2. Промывки «пятиминутки», особенно для турбонаддува — ЗЛО!!!

3. Недостаточный уровень масла для оппозитного двигателя с турбонаддувом – смерть.

4. Покупайте и заказывайте только оригинальные расходники для двигателя – никаких альтернативных.

5. Промежутки между ТО двигателя с турбонаддувом сократите вдвое относительно его атмосферного собрата.

6. Не рвите непрогретый турбомотор (да, собственно, и любой другой), дайте ему прогреться до рабочей температуры в щадящем режиме.

7. Про обязательное наличие турботаймера для двигателя с турбонаддувом даже упоминать неудобно.

8. Не доверяйте обслуживание своего автомобиля абы кому – субаровские оппозитники не тот случай, особенно турбомоторы.

9. При первых признаках неисправности турбины и даже при смутных подозрениях  на неисправность – прямым ходом на нормальный сервис.

А вот вам и основные признаки неисправности турбины: высокий расход масла, сизый дым из трубы, запах горелого масла, следы масла на выпускном коллекторе, падение мощности, неравномерная работа двигателя на холостых оборотах, загаженные свечи.

Если турбина уже при смерти, то лопасти скрежещут о корпус, турбомотор может плохо заводиться и глохнуть на холостых оборотах.

Кстати, причина всех вышеуказанных явлений, минус скрежет лопастей и расход масла плюс повышенный расход топлива, может быть вовсе не следствием неисправности турбины, а банальной разгерметизацией впускного тракта, так что не торопитесь сразу бежать за веревкой и мылом.

Между прочим, дорогие субароводы. Вопреки расхожему мнению, полностью исправный оппозитный субаровский «Ёжик» с турбонаддувом от замены до замены доливок масла не требует. Если двигатель EJ начинает жрать масло, то это не однозначный, но один из признаков неисправности турбины.

Я как-то незаметно для себя поднял пыль лишь вокруг Субару и их турбомоторов (наверное, потому, что сам слегка больной на всю голову), но все вышесказанное в значительной степени касается и остальных двигателей с турбонаддувом.

Ну, вот и всё. Если вы не готовы терпеть лишения, на которые обречет вас обладание заряженным пепелацем с турбомотором, то турбонаддув не для вас, покупайте атмосферный «овощ» — и вам спокойней да дешевле, и автомобилю ущерба меньше от недостаточного внимания хозяина.

 

Знайте предупреждающие знаки — как определить, что ваша турбина выходит из строя

Проблемы с маслом, мусор, превышение скорости, износ … Существует ряд различных факторов, которые могут вызвать отказ турбокомпрессора, но своевременное обнаружение проблемы может сэкономить вам много времени, денег и хлопот в долгосрочной перспективе.

В AET мы ремонтируем турбину с 1974 года, и в этом посте мы исследуем некоторые характерные признаки того, что ваша турбина может выйти из строя или нуждается в срочном ремонте / техническом обслуживании одним из наших экспертов по турбокомпрессору. .

Низкая производительность

Одним из ключевых индикаторов того, что с турбонаддувом что-то не так, является снижение производительности вашего автомобиля.

Вы можете заметить, что он больше не ускоряется так быстро, как раньше, или не может достичь максимальной скорости, которой должен. Кроме того, вы можете заметить, что турбонаддув больше не срабатывает и обеспечивает прирост мощности примерно на 1000-1500 об / мин.

Контрольная лампа двигателя

Сигнальные лампы проверки двигателя или двигателя, появляющиеся на приборной панели вашего автомобиля, никогда не являются хорошей новостью и могут указывать на огромное количество различных неисправностей двигателя, включая отказ турбокомпрессора.

Никогда не игнорируйте сигнальные лампы двигателя — как можно скорее попросите компетентного механика осмотреть ваш двигатель, чтобы правильно диагностировать неисправность, так как его оставление приведет только к дальнейшему повреждению вашего двигателя.

Воющие шумы

Иногда вы можете услышать отказ турбонагнетателя — прислушайтесь к отчетливому шуму, когда ваш турбо срабатывает при 1000-1500 об / мин. Обычно это звучит как дрель стоматолога или сирена и является признаком того, что ваше колесо компрессора может быть повреждено.

Любые изменения звука, издаваемого вашим двигателем во время работы, вызывают беспокойство и требуют немедленного дальнейшего изучения.

Дымовой выхлоп

Синий / серый выхлопной дым обычно возникает из-за утечки моторного масла в выхлопную систему, и это может указывать на ряд различных распространенных неисправностей турбонагнетателя.

К ним относятся изнашивание / поломка внутренних уплотнений или трещины в корпусе турбины.
Обычно вы можете заметить, что синий дым становится более заметным, когда ваш двигатель достигает более высоких оборотов после холостого хода, и двигатель становится достаточно горячим, чтобы сжечь масло.

Датчик наддува

Если ваш автомобиль был оснащен датчиком наддува (который позволяет узнать, сколько наддува производит ваш турбонагнетатель), или у вас был установлен датчик послепродажного обслуживания, то это будет хорошим индикатором того, насколько хорошо работает ваш турбонагнетатель.

Если число наддува падает, это свидетельствует о том, что эффективность и мощность вашего турбонагнетателя находятся под угрозой, что может быть вызвано любым количеством различных неисправностей турбонагнетателя.

Какой бы ни была причина, лучше всего провести дополнительное расследование и рассмотреть ее в приоритетном порядке.

Чем может помочь AET

Обладая более чем 40-летним опытом работы с турбокомпрессорами для различных легковых и коммерческих автомобилей, мы обеспечиваем профессиональный, высококачественный ремонт и замену по конкурентоспособным ценам.

Если вы заметили какой-либо из вышеперечисленных предупреждающих знаков, свяжитесь с дружелюбным членом нашей группы экспертов сегодня по телефону 01924894171 или по электронной почте [email protected].

Что пошло не так и как это исправить

Анализ отказов турбокомпрессора — это наука сама по себе.Проведение анализа отказов турбокомпрессора — ценное дело независимо от области применения. Турбины применяются во всем: от коммерческих дизелей до уличных транспортных средств и автомобилей для профессиональных соревнований. Одна из ценностей этого раздела для энтузиастов турбонаддува или владельцев автомобилей с турбонаддувом, даже если вы на самом деле не собираетесь проводить анализ отказов турбонагнетателя, — это понять, при каких условиях турбонагнетатель выйдет из строя. Это позволит вам с большим успехом владеть, эксплуатировать и обслуживать свой автомобиль с турбонаддувом.

---

Этот технический совет взят из полной книги TURBO: НАСТОЯЩИЕ МИРОВЫЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ТУРБОКОМПЕНСАТОРА. Подробное руководство по этой теме вы можете найти по этой ссылке:

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ ОБ ЭТОЙ КНИГЕ ЗДЕСЬ

ПОДЕЛИТЬСЯ ЭТОЙ СТАТЬЕЙ: Пожалуйста, не стесняйтесь поделиться этой статьей на Facebook, на форумах или в любых клубах, в которых вы участвуете. Вы можете скопировать и вставить эту ссылку, чтобы поделиться: https://musclecardiy.com/performance/turbocharger -failure-analysis-пошло-не так-исправить /

---

Если ваш двигатель оснащен турбонаддувом, он сам становится сердцем двигателя.Весь всасываемый в двигатель воздух поступает через компрессор, в то время как со стороны турбины видны все выхлопные газы, а смазочное масло двигателя проходит через систему подшипников. Правильно проведенное вскрытие турбокомпрессора может выявить очень многое о турбонаддуве, общем состоянии двигателя, регламенте его обслуживания и даже о проблемах, касающихся качества турбонаддува и динамики поддерживающей турбонаддув.

Турбокомпрессор от двигателя Caterpillar модели 3406E мощностью 550 л.с., очевидно, вышел из строя крыльчаткой компрессора.Вал турбины на этой турбине фактически сломался из-за характера отказа крыльчатки компрессора, вероятно, происходящего на очень высокой скорости, и дисбаланс вызвал катастрофический отказ. При первоначальном осмотре кажется, что это могло быть повреждение посторонним предметом. Однако обратите внимание, что лопасти крыльчатки компрессора отделены глубоко внутри колеса, далеко за индуктором. Три ребра, которые поддерживают кольцо индуктора, расположены симметрично и вызвали преждевременный выход колеса из строя из-за гармоник колеса.Исправление заключалось в изменении литья, которое коснулось четырех несимметрично расположенных ребер опоры.

На этом рисунке показаны области, где посторонние предметы сталкиваются с индукторами компрессора и турбинного колеса, вызывая отказ турбины. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Многие продавцы и обслуживающие турбокомпрессоры не могут выполнить точный анализ отказов. Это включает в себя большинство магазинов автозапчастей и дилеров тяжелых грузовиков. Однако многие специализированные независимые дистрибьюторы турбонагнетателей нанимают по крайней мере одного старшего техника, обученного анализу отказов.Для многих людей сама идея рассказать, какая часть катастрофического отказа была причиной, вызывает крайнее недоумение. Однако так же, как медицинские эксперты могут провести вскрытие трупа, чтобы определить причину смерти, обученный техник может проанализировать компоненты турбокомпрессора и обнаружить вероятную причину неисправности. Таким образом, анализ отказов может быть неоценимым для помощи в исправлении условий и, следовательно, во избежание повторного отказа.

Хотя существует множество типов отказов турбокомпрессора и причин этих отказов, закон 80/20 применим, как и к большинству статистических ситуаций.Около 20 процентов причин отказов вызывают 80 или более процентов отказов. Хотя, безусловно, есть некоторые очень сбивающие с толку отказы, которые могут озадачить даже самого опытного специалиста по турбонаддуву, большинство причин отказа можно окончательно определить, чтобы можно было принять меры по их устранению.

Эта глава посвящена диагностике неисправности турбокомпрессора и, что более важно, интерпретации этих неисправностей, а также способам применения результатов и исправления ситуации.В то время как большинство справочных руководств по коммерческому анализу отказов относятся к коммерческим дизельным двигателям, в этом разделе также учитываются рабочие характеристики, образуя справочник как для энтузиастов производительности, так и для профессионалов в сфере обслуживания турбонагнетателей.

Понимание анализа отказов турбокомпрессора

Ключ к пониманию отказов турбокомпрессора и постановке точной диагностики включает понимание базовой теории работы двигателя, теории работы турбокомпрессора (включая то, как компоненты взаимодействуют друг с другом и с окружающей их средой), а также прочное обоснование общих причин того, что может и не дает турбокомпрессора при различных условиях эксплуатации.

Подобно медицинской диагностике, у турбокомпрессора есть два основных способа потенциально определить причину отказа. В медицине практикующий пытается использовать наблюдаемые симптомы для поиска конкретной ошибки, которую можно изолировать. Как только проблема обнаружена, можно применить правильное средство. Когда у пациента существует состояние, при котором не может быть обнаружена конкретная ошибка, диагностика проводится путем исключения. Другими словами, вы используете процесс исключения. Вы устраняете все, что не привело к отказу, пока не останетесь с тем, что произошло.

Турбокомпрессоры можно рассматривать аналогично. Типичный способ проведения анализа отказов турбонаддува — начать с осмотра всего блока перед его разборкой на предмет очевидных признаков неисправности, а затем систематически анализировать компоненты по мере его разборки. Часто очевидная серия подсказок обнаруживает себя, и определенные контрольные признаки будут очевидны, как если бы вы изолировали ошибку. Но в редких случаях может не быть очевидных признаков того, что именно произошло. Следовательно, необходимо предположить определенные режимы отказа, а остальные части проанализировать, чтобы подтвердить или опровергнуть каждое предположение, пока не будет выбрано одно из них.Таким образом можно предположить несколько причин отказа, пока не будет определена наиболее логичная причина. По этой причине вся информация о приложении, использовании двигателя, типе турбо-системы и описание того, что происходило во время отказа, имеют большое значение для определения вероятной причины.

Вот некоторые вышедшие из строя колеса компрессора и причины, приведшие к различным видам повреждений лопастей индуктора. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

По большей части существует четыре основных и распространенных причины отказа турбокомпрессора.Эти причины являются причиной 80 процентов всех сбоев. В их числе:

1) Повреждение посторонним предметом (FOD)

2) Загрязненное смазочное масло

3) Недостаток смазки (включая коксование и образование шлама)

4) Высокая температура выхлопных газов

Хотя эти четыре причины являются причиной большинства неудач, есть еще много причин для обсуждения. Можно сделать ошибку, посмотрев на один неисправный компонент и сделав ранний вывод неверно. Это часто случается, когда отказ начинается в одном месте, переходит к следующей части и к следующей, пока не произойдет значительное повреждение всего турбокомпрессора.Тогда определение того, что появилось первым, может быть разницей между правильным и неправильным определением причины. Цель этой главы — научить фундаментальному подходу к правильному определению причины сбоя, чтобы можно было предпринять корректирующие меры, чтобы избежать ненужных повторений. Хотя, несомненно, будут виды отказов, которые не рассматриваются в этой главе, мы дойдем до более 90 процентов, что делает это руководство столь же исчерпывающим, как в настоящее время на открытом рынке.

Начало анализа: внешняя экспертиза и обозначения

После того, как турбокомпрессор будет снят или получен от покупателя, внимательно посмотрите на него со всех сторон.Не спешите разбирать турбокомпрессор, пока не изучите все внешние признаки, которые могут существовать. Посмотрите, нет ли каких-либо явных загрязнений или препятствий во впускном отверстии для масла. Пропитан ли какой-либо из торцевых кожухов маслом, что свидетельствует о явной избыточной утечке моторного масла? Используйте зонд, например небольшую отвертку, с чистой белой тряпкой, чтобы протереть впускное отверстие для масла и отверстия для слива масла, чтобы проверить наличие явной грязи или абразивов.

Посмотрите на впускное отверстие компрессора в поисках признаков попадания посторонних предметов.На передней кромке лопастей компрессора, или «индукторе», будут видны травмы от удара, если компрессор проглотит посторонний предмет. Кроме того, вокруг области индуктора крышки компрессора, ведущей к крыльчатке компрессора, также могут быть очевидные вмятины, где объект некоторое время подпрыгивал, прежде чем, наконец, войти в колесо и выйти из строя турбокомпрессор.

Колесо турбины вращается свободно, заблокировано или сломано? Рабочее колесо компрессора или турбины сломалось или отсоединилось от соединения с валом? Все ли детали на месте и целы, но гайка крыльчатки компрессора ослаблена и откручена? Если колесо турбины и вал в сборе вращаются свободно и если каждое колесо толкает вперед и назад, не возникает чрезмерного осевого люфта (обычно 0.002–0,004 дюйма), то турбо может выйти из строя, а может и нет. Если причина удаления была связана с утечкой масла, помните, что большинство турбин не имеют положительных масляных уплотнений, а используют динамические уплотнительные кольца, которые предотвращают попадание сжатого наддува и газов турбины в картер двигателя. Если какой-либо из торцевых корпусов намочен маслом или ротор вращается свободно и кажется, что он имеет надлежащую осевую нагрузку, указывающую на исправную систему подшипников, турбо может вообще не выйти из строя. Обратитесь к руководству по поиску и устранению неисправностей в конце этой главы, где обсуждается чрезмерное давление в картере и его причины.Обращайтесь с турбонаддувом осторожно, так как он может вернуться в эксплуатацию. Удаление турбонагнетателя из-за утечки масла очень распространено, но утечка масла очень часто является симптомом, а не причиной.

Разборка

Начните со снятия обоих концевых кожухов. Это можно сделать, сняв болты, сжимающие зажимные лапки, удерживающие турбонагнетатель вместе, или ослабив зажимы с V-образной лентой. После снятия корпусов оставшийся узел называется CHRA или картриджем. Если причиной отказа является FOD (повреждение посторонним предметом), это будет очевидно на данном этапе.Повреждение посторонними предметами является окончательным диагнозом на данном этапе и, возможно, является самым простым и быстрым для определения. В этом случае дальнейшая разборка не требуется. Однако внимательно посмотрите на сторону турбины, если видны повреждения. Существуют режимы отказа, которые по своей природе могут казаться похожими на FOD на концевом индукторе турбины. Ознакомьтесь с характерными различиями между травмой при ударе и отказами турбинных колес из-за превышения скорости или температуры.Об этом мы поговорим подробнее.

Обратите внимание на ровные повреждения вокруг индуктора и на металл, протертый и истерзанный в результате многократного удара посторонним предметом. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Сторона компрессора

Если на индукторе крыльчатки компрессора обнаружено повреждение, это может означать, что объект находится во впускной системе, а может и нет. Если двигатель оборудован доохладителем наддувочного воздуха, посторонний предмет или его части, скорее всего, будут находиться в охладителе.Во многих случаях дополнительный охладитель спасает двигатель от критических повреждений, действуя как сеть для улавливания посторонних предметов, попавших в компрессор турбины. Маленькие трубки и турбулизаторы, присутствующие в большинстве дополнительных охладителей, будут действовать как фильтр мелких частиц, предотвращая их попадание в двигатель и причинение еще большего ущерба. По этой причине, возможно, вообще нет необходимости снимать кулер. Тем не менее, рекомендуется снять охладитель, чтобы попытаться выполнить обратную промывку, чтобы удалить любые оставшиеся части, которые могут быть обнаружены.Это не только устраняет возможность заглатывания двигателя, но и помогает в более окончательной диагностике причины отказа. Из множества деталей, используемых в турбокомпрессорах, наиболее распространенными являются следующие:

• Крепежная деталь с резьбой, гайка или болт, случайно упавшие.
• Тряпка механика засунула в воздухозаборник, чтобы он оставался чистым.
• Гаечный ключ или другой инструмент, оставшийся во впускной системе.
• Детали вышедшего из строя воздухоочистителя (причиной этого может быть слишком маленький или очень грязный фильтр).
• Части ранее вышедшего из строя крыльчатки компрессора из-за усталости или разрыва колеса, которые не были должным образом очищены во время обслуживания.
• Камни и / или другие находящиеся в воздухе абразивные частицы могут проникнуть из-за отсутствия или неисправности воздушного фильтра, который деформировался, позволяя нефильтрованному воздуху попадать в поток всасываемого воздуха.

Обратите внимание на равномерное повреждение, при котором часть индуктора полностью изношена, и на линии, отмечающие износ и протирание металла. Вероятно, причиной поломки был более крупный и тяжелый объект.Это также мог быть случай, когда гайка вала ослабла, и колесо компрессора попыталось вырваться из индуктора крышки компрессора. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Более крупные предметы часто вызывают очень заметные повреждения впускного отверстия и контура крышки компрессора. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Обратите внимание на то, как лопатки турбины изношены равномерно по всему колесу, а материал колеса турбины изгибается из-за травм от ударов.(С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

В этой неисправности вы можете снова увидеть равномерный износ вокруг колеса и более серьезную травму от удара, когда металл изогнулся в сторону стороны низкого давления лезвия, когда он изогнулся от вращения относительно постороннего предмета. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

В редких случаях и в двигателях без дополнительного охлаждения небольшой предмет, например гайка 1 / 4-20, может попасть в компрессор, части которого проходят через двигатель и также ударяются о колесо турбины, но это случается редко.В таких случаях наиболее вероятно, что двигатель также будет поврежден в определенной степени, наименьшей из которых будет погнутый клапан. Посторонние предметы будут иметь тенденцию вызывать даже некоторые повреждения вокруг колеса, а на металле будут видны следы ударов и разрывов или явные линии от имевшего место трения.

Концевая часть турбины

Если на индукторе крыльчатки компрессора нет признаков повреждения посторонними предметами, но на индукторе со стороны турбины есть травмы от удара о концы лопаток, это может быть признаком внутреннего повреждения двигателя, которое привело к отказу турбины, но не всегда.Возможными пожирателями турбинных колес являются фрагменты клапана или поршня. Эти небольшие фрагменты обычно не обнаруживаются, потому что они проходят через колесо, вызывая повреждение, и в конечном итоге выходят за корпус турбины и застревают где-то в выхлопной системе. В таком случае, как неисправный клапан, водитель, вероятно, заметит плохую работу из-за неисправного клапана, вызывающую мертвый цилиндр, до еще более худшей работы после отказа турбонагнетателя. В случае с высокопроизводительным транспортным средством, таким как тягач или тягач, эти происшествия происходят настолько близко друг к другу, что их невозможно различить.

Довольно часто при отказе на стороне турбины из-за высоких температур на корпусе турбины также появляются признаки тепловой усталости. К ним относятся эрозия на входе и трещины под напряжением в результате тепловых циклов, выходящих за пределы проектных ограничений материала. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Этот отказ турбины был вызван чрезмерным нагревом, когда фрагменты материала турбины буквально отбрасывались на чрезвычайно высокой скорости вращения при экстремальных температурах.Обратите внимание на изменение цвета и внешний вид сгоревших кончиков лезвий. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Превышение скорости вращения колеса турбины вызовет циклическое перенапряжение и приведет к отказу лопаток турбины. Обратите внимание, что трещина началась на стороне высокого давления лопасти по синему индикатору нагрева. После того, как фрагмент лопатки турбины оторвался, это вызвало косвенное повреждение кончиков лопаток индуктора, придавая ему вид неисправности FOD. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Превышение скорости вращения колеса турбины вызовет циклическое перенапряжение и приведет к отказу лопаток турбины.Обратите внимание, что трещина началась на стороне высокого давления лопасти по синему индикатору нагрева. После того, как фрагмент лопатки турбины оторвался, это вызвало косвенное повреждение кончиков лопаток индуктора, придавая ему вид неисправности FOD. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Посторонние предметы, не прошедшие через двигатель, могут попасть в турбину. Как и в случае с компрессором, обнаружение частей того, что прошло через турбину, также помогает в более окончательной диагностике и помогает выяснить, как именно эта часть попала туда с самого начала.В некоторых случаях, в этом случае, важно проверить выпускной коллектор или систему коллектора на предмет предметов, которые все еще могут быть внутри. Ниже приведены некоторые детали, которые могут вызвать отказ индуктора турбинного колеса.

• Фрагменты клапана
• Фрагменты поршня
• Заводская тряпка осталась в выпускном коллекторе во время обслуживания
• Резьбовые соединения, случайно упавшие в выпускной коллектор
• Тепловые перегородки или другие фрагменты, входящие в состав выпускного коллектора

Другие формы отказа, вызывающие повреждение турбины

На этом этапе критически важно различать истинный FOD со стороны турбины и другие формы отказа турбинного колеса, которые могут быть ошибочно приняты за FOD.Эти отказы включают перегрев и превышение скорости, которые ускоряют циклическое перенапряжение.

Превышение скорости турбины обычно не встречается в большинстве заводских приложений, но может быть. Модификации топливного насоса, которые увеличивают поток топлива и изменяют настройки регулятора, могут вызвать это состояние, как и установка перепускной заслонки таким образом, чтобы чрезмерное ускорение происходило в течение длительного периода. Дополнительные причины чрезмерной температуры выхлопных газов включают засорение воздушных фильтров, ограничивающих входящий воздух, ограничения выхлопа, утечки во впускном коллекторе или наддувных трубках и шлангах, или потрескавшийся охладитель наддувочного воздуха (очень распространенная проблема в тяжелых коммерческих транспортных средствах).

Повышенная частота вращения колеса компрессора и LCF

Обычно при превышении скорости первым выходит из строя турбинное колесо. Это связано с очень высокой температурой и большей массой, создающей более высокую центробежную силу. Однако колеса компрессора имеют предел выносливости, и чем выше их скорость вращения, тем меньше циклов скорости они выдержат.

Если только часть крыльчатки компрессора полностью отломана, это может быть вызвано превышением скорости вращения крыльчатки компрессора.В редких случаях может быть отброшена целая лопасть, отделившаяся от основания лопасти, где она соединяется со ступицей колеса компрессора. Если это состояние наблюдается примерно через 40 000–60 000 миль, можно заподозрить малоцикловую усталость (LCF), которая является проблемой конструкции в пределах этого колеса компрессора. Это редкий случай, потому что большинство турбонагнетателей проходят циклические испытания перед выпуском в серийное производство, что сводит к минимуму такие отказы при эксплуатации.

Как указывалось ранее, чем выше скорость, с которой работает турбонагнетатель, на что указывает более высокое давление наддува, тем короче его срок службы.Каждый раз, когда турбонагнетатель ускоряется для создания наддува, затем замедляется, даже если переключение передач составляет один цикл. Турбокомпрессоры предназначены для работы в среде, где они проходят испытания на срок не менее 100 000 циклов. Усталостное разрушение менее 100 000 циклов считается малоцикловой усталостью. Сбои цикла свыше 100 000 циклов считаются многоцикловой усталостью (HCF). Турбокомпрессор в коммерческом приложении может столкнуться с этим типом состояния, если колесо компрессора было повторно использовано в восстановленном турбокомпрессоре, и приложение использует довольно высокий наддув.

Обычно в мощных и спортивных автомобилях, таких как дрэг-кары или даже в гонках Формулы-1, турбины не работают достаточно долго, чтобы увидеть такие отказы из-за усталости во время цикла. Однако с появлением шариковых подшипников некоторые гоночные команды видят, что один турбонаддув прослужит намного дольше, чем полный сезон. На экстремальных скоростях, наблюдаемых в автомобилях для соревнований, могут начаться сбои в работе колес усталостного компрессора, и в этих обстоятельствах может быть рекомендована замена.

Турбокомпрессоры, применяемые в современных двигателях, приближаются к пределам того, что материалы могут выдерживать, особенно в области колес компрессоров.Вот почему многие колеса компрессора больше не используются повторно в процессе восстановления в тех случаях, когда известно, что они создают высокие нагрузки. Чтобы справиться с этой проблемой, производители турбонагнетателей внедрили несколько материалов и методов обработки, чтобы экономически эффективно справляться с нагрузками, возникающими в современных приложениях.

Полностью лопнуло колесо компрессора
. Компрессоры обычно ломают
в двух или трех секциях при отказе
из-за превышения скорости.

Фрагмент лопатки крыльчатки компрессора отброшен при превышении скорости.

В этой диаграмме усталостной долговечности крыльчатки компрессора используется традиционное колесо компрессора со сквозным отверстием в качестве базового эталона, на основе которого сравниваются различные конструкции и методы обработки для определения относительной усталостной долговечности (любезно предоставлено Honeywell Turbo Technologies)

В этом отказе LCF задняя поверхность колеса компрессора сломалась по нескольким лопаткам, но не прошла через область ступицы из-за того, что это колесо без отверстий.Важно отметить, что от компрессора отделилось достаточно материала, что привело к значительному повреждению различных участков колеса, но сломанная задняя стенка является индикатором того, какая неисправность наступила раньше.

При осмотре задней поверхности крыльчатки компрессора при подозрении на превышение скорости иногда обнаруживается эффект «апельсиновой корки», когда материал перемещается из-за длительного напряжения. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Задняя стенка крыльчатки компрессора вышла из строя, в результате чего откололся кусок крыльчатки компрессора.Это вызовет серьезный дисбаланс и сильное трение на контуре крыльчатки компрессора, но передний край индуктора останется относительно немаркированным. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Увеличенный вид внутреннего диаметра подшипника показывает мелкие царапины, связанные с мелкими частицами в смазочном масле из грязного масляного фильтра, которые привели к тому, что система фильтрации перешла в режим перепуска фильтра для спасения двигателя. Хорошее увеличительное стекло иногда является очень хорошим инструментом для выполнения анализа отказов турбины.Этот тип отказа может быть предупреждающим знаком о том, что преждевременный отказ двигателя уже не за горами. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Первый использованный метод назывался HIPing, или горячее изостатическое давление. В ходе этого процесса литые колеса компрессора нагреваются до состояния, близкого к расплавленному, а затем подвергаются воздействию высокого давления на отливку, чтобы удалить всю пористость отливки, что делает колесо более прочным. Honeywell запатентовала процесс, называемый конструкцией без отверстий, при которой отверстие колеса, просверленное прямо через область наибольшей концентрации напряжений, исключается (см. Главу 2).В этой конструкции колесо буквально навинчивается на вал турбины. Эти колеса также имеют ГИП и изготавливаются как из отливок, так и из алюминиевых заготовок Т354. Но даже этот процесс проектирования недостаточен для некоторых применений, и теперь можно увидеть использование литого титана в выбранных колесах компрессора в зависимости от области применения.

Загрязненное смазочное масло

Если ни одно колесо не имеет следов ударной травмы в области индуктора или другой формы отказа колеса, продолжайте разборку.Осторожно разберите оставшиеся компоненты и будьте осторожны, чтобы не счистить детали при демонтаже CHRA-части турбонагнетателя.

Разложите детали и внимательно проанализируйте их, изучая все формы износа и изменения цвета при нагревании. Помните, что неисправность номер один турбокомпрессоров — это загрязненное смазочное масло. Чаще всего это вызвано либо суровыми условиями окружающей среды, где в воздухе присутствует большое количество грязи, либо нечастой заменой масла. В любом случае система смазки двигателя переходит в режим байпаса фильтра, когда фильтр в сборе настолько загрязнен, что давление масла повышается и идет в обход фильтра, чтобы избежать быстрого и катастрофического отказа двигателя.

На этих фотографиях показаны примеры компонентов системы подшипников, вышедших из строя из-за загрязненного смазочного масла. Обратите внимание, что в таких случаях вполне вероятно, что повреждение будет видно на одном или обоих колесах, но в основном в областях контура, где подшипники изношены до такой степени, что колеса соприкасаются с их соответствующими корпусами. Это то, что привело к полному отказу турбонагнетателя и к необходимости снятия турбонагнетателя с двигателя.

На опорных подшипниках обычно видны явные маркировки, если неисправно загрязненное смазочное масло.Более сильные задиры будут заметны на наружном диаметре подшипника из-за улавливания более крупных частиц. Если причиной неисправности является загрязненное смазочное масло, вы обычно видите некоторый уровень задиров на всех внутренних поверхностях подшипников. (Предоставлено Honeywell Turbo Technologies)

Вал турбины обычно имеет признаки износа, хотя в некоторых случаях не так сильно, как показано здесь. В этом случае на концах турбины и компрессора есть зазубрины, что еще больше указывает на загрязнение смазочного масла.Подшипники сначала изнашиваются из-за более мягкого материала. Обычно при отказах этого типа не наблюдается никаких признаков сильного нагрева, например соломинки или посинения. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Упорный подшипник обычно также имеет следы задиров, как и опорные подшипники. Хотя они могут не показать это так сильно, если двигатель в основном работает в установившемся режиме, когда возникает небольшая осевая нагрузка. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Обесцвечивание под воздействием тепла будет заметно как на подшипниках, так и на валу.В тяжелых случаях подшипники могут застревать на валу, где в процессе разборки требовалось усилие для снятия вала турбины с корпуса подшипника. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Вид на упорный подшипник с положительной стороны показывает значительный износ. В таком случае также можно увидеть небольшой износ или его отсутствие на отрицательной стороне упорного подшипника. Упорное кольцо из закаленной стали или в некоторых моделях упорное кольцо упираются в подшипник в этой точке.Эти детали могут не сильно изнашиваться, поскольку они значительно тверже, чем более мягкий бронзовый материал упорного подшипника. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Это серьезный недостаток смазки упорного подшипника. В таком случае рабочее колесо турбины теряет тягу, и происходит контакт рабочего колеса компрессора с корпусом. Первоначальный осмотр показал, что рабочее колесо компрессора имело сильный контакт с корпусом и терло контур, что в свою очередь могло вызвать катастрофический отказ, что и было основной причиной.Изгиб колеса турбины или даже поломка вала возможны, если контакт колеса с корпусом начался при номинальной мощности под нагрузкой. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Типичные симптомы загрязненного смазочного масла включают:

• Внешний и внутренний износ подшипников скольжения
• Износ поверхности упорного подшипника
• Заделка вала турбины
• Трение рабочего колеса турбины и компрессора о корпус
• Перелом вала
• Причины загрязнения смазочного масла:
• Плохое обслуживание масляного фильтра
• Обводные системы масляного фильтра (при холодном пуске и при засорении фильтров)
• Загрязняет масляные каналы и маслопроводы, которые состарились и имеют внутренние трещины
• Грязь, оставшаяся в двигателе или турбонагнетателе после капитального ремонта

Некоторые из наиболее типичных частиц моторного масла, вызывающих эту неисправность, включают:

• Чистящая дробь, песок или стеклянные шарики
• Флюс или шарики припоя
• Песок или другая переносимая воздухом грязь, попавшая в картер через впускной воздух
• Металлический мусор, отделяющийся от других компонентов двигателя, начинает выходить из строя

Этот тип неисправности важно понимать, и, если возможно, следует провести анализ масла, чтобы определить, следует ли проверять сам двигатель, чтобы предотвратить серьезное повреждение двигателя.

Отсутствие смазки

Поначалу идея отсутствия смазки может показаться довольно запутанной. Как может турбокомпрессор правильно подключить все и получить много моторного масла за одну минуту, а затем внезапное изменение? Что ж, это вполне возможно по ряду причин. Это лучше понять, если учесть, что обычно недостаток смазки возникает из-за состояния, когда нормальная подача масла прерывается из-за износа, посторонних загрязнений или неправильной работы, например, горячего останова.

Горячий останов — частая причина масляного голодания или отсутствия смазки. Масло, приготовленное в корпусе подшипника, забьет подачу масла со стороны турбины, как холестерин, в ваши артерии и лишит подшипники смазочного масла. Обратите внимание на то, что конец турбины изношен сильнее, чем конец компрессора. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

При отсутствии смазки крайний износ будет похож на загрязненное смазочное масло (задиры на внутренних поверхностях подшипников), но контрольным показателем является изменение цвета из-за тепла, выделяемого из-за отсутствия смазочного масла, когда тепло от трения вызывает быстрый выход из строя происходить.Вал турбины обычно показывает признаки обесцвечивания и даже перехода металла с подшипника на вал. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

На следующих фотографиях показаны типичные состояния внутренних частей турбокомпрессора, когда отсутствие смазки является основной причиной отказа. Как и в случае загрязненного смазочного масла, катастрофический отказ турбины обычно наблюдается, когда одно или оба колеса соприкасаются со своим корпусом. Упорный подшипник покажет нагрев из-за отсутствия смазки.Если это так, но опорные подшипники не имеют признаков обесцвечивания, то вполне возможно, что мусор, такой как тефлоновая лента, используемая для уплотнения впускного масляного соединения, отсоединился и застрял в канале, по которому масло подается к упорному подшипнику. Именно по этой причине распространенным правилом является то, что тефлоновую ленту нельзя использовать в маслопроводах, питающих турбокомпрессоры. Типичные симптомы отказа из-за отсутствия смазки включают:

• Сильное изменение цвета вала
• Изменение цвета подшипника скольжения
• Заедание подшипников скольжения на валу турбины
• Подшипник скольжения выбит
• Износ и изменение цвета упорного подшипника
• Поломка вала, обычно со стороны турбины. Причины отсутствия смазки могут включать:
• Первый запуск без предварительной заправки турбонагнетателя маслом, известный как «масляная задержка»
• Плохое обслуживание масляного фильтра
• Повреждение или обрушение маслопровода
• Недостаточно масла в поддоне
• Герметизирующие составы, такие как тефлоновая лента, блокирующая впускной или подающий маслопровод
• Накопление шлама или кокса в корпусе подшипника в результате горячего останова
• Сильный мусор, оставшийся после капитального ремонта, засорение масляных каналов
• Масляные каналы не полностью обработаны или сломаны сверла, застрявшие в масляных каналах от производства

Если вы обнаружите этот тип неисправности, используйте небольшую контрольную лампу и небольшой провод в качестве датчика, чтобы определить, все ли масляные каналы в корпусе подшипника чисты.Если это так, следует позаботиться о том, чтобы системы опор, смонтированные на двигателе, не были причиной (поломка или обрушение маслопровода или протекающая прокладка впускного отверстия для масла).

Прочие сбои

Следующие иллюстрации содержат несколько дополнительных фотографий и описаний отказов и причин, которые менее типичны, чем ранее упомянутые варианты четырех основных типов отказов турбонагнетателя. Хотя это не исчерпывающий список, они относятся ко всем остальным типам отказов.

Колесо турбины LCF

Относительно редко можно увидеть перелом ступицы колеса турбины, но когда это случается, обычно это отказ усталостного типа или установка эксплуатировалась при экстремальных температурах. Если причиной являются экстремальные температуры, появятся дополнительные признаки, например, концы лопастей оторвались от материала до того, как произошел перелом ступицы. В этом случае отказ начинается в зоне высокой нагрузки заднего диска, но дефект не заметен.Этот отказ мог быть вызван тяжелым рабочим циклом. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Иногда возникают производственные дефекты, которые могут привести к поломке, которая выглядит как нечто более экзотическое. Этот отказ был просто вызван усталостью предварительно ослабленного колеса турбины из-за слишком большого количества материала, удаленного во время балансировки. Гоночным транспортным средствам рекомендуется избегать колес с очень большим удалением запаса балансира. Это могло стоить гонки. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Масло в корпусах

Большинство турбин не имеют положительных масляных уплотнений, но вместо них используются уплотнительные кольца, которые в основном изолируют сжатые газы от компрессора и концов турбины от попадания в картер.Однако уплотнительные кольца выполняют второстепенную функцию, сводя к минимуму утечку масла в любой из корпусов.

Затвердевший ил, образовавшийся из-за закрытой системы сапуна (клапана PCV), может образовывать отложения, снижающие производительность турбокомпрессора. Это состояние обычно не наблюдается на двигателях, которые выпускают из картера атмосферу.

Возможные причины утечки масла в корпус с обеих сторон

Это не абсолютное правило, но когда обнаруживается, что масло вытекает из обоих концов турбокомпрессора, причина может быть не в турбонагнетателе.Если линия слива масла повреждена или деформирована, поток масла, подаваемый под действием силы тяжести, может вернуться в корпус подшипника и накапливаться, тем самым затопляя участки уплотнительного кольца, и вывести из строя системы отклонения масла, встроенные в турбокомпрессор.

Двигатели с высоким давлением в картере будут повышать давление в полости подшипника турбонагнетателя. Это может быть вызвано изношенными поршневыми кольцами в двигателе, сломанными поршневыми кольцами или отверстием в поршне, вызывающим то, что съемщики тракторов называют «смертельным дыханием».«Если обнаруживается, что серьезное повреждение двигателя вызвало утечку масла такого типа, турбокомпрессор обычно можно очистить и вернуть в эксплуатацию без каких-либо проблем.

Избыточное масло в корпусе турбины не является типичной проблемой. Но если есть признаки горячего останова, такие как изменение цвета под действием тепла на стороне турбины, уплотнительное кольцо могло потерять свое натяжение и позволить чрезмерному маслу просочиться в конец турбины. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Компрессоры просто не должны пропускать масло.Подобные признаки обычно вызваны внешними воздействиями, такими как находящийся под давлением картер, или неправильно проложенный возвратный маслопровод, который входит в масляный поддон ниже уровня масла, или плохо работающий сливной трубопровод, который перекручен. (С любезного разрешения Honeywell Turbo Technologies)

Переполненный картер препятствует правильному сливу масла. Точно так же неправильное место слива масла, которое входит в масляный поддон ниже нормального уровня масла, может вызвать ту же проблему. Вот почему так важно, чтобы сливное отверстие находилось выше нормального уровня масла в картере.

Отказ упорного подшипника

Выход из строя упорного подшипника случается нечасто. Однако обычно это вызвано другой проблемой. При выходе из строя упорного подшипника колеса будут соприкасаться со своими корпусами, поскольку упорные подшипники ограничивают осевой люфт в турбонагнетателе. Как обсуждалось ранее, загрязненное смазочное масло инородными телами может засорить очень маленькие масляные каналы, которые питают упорный подшипник, вызывая масляное голодание и отсутствие отказа смазки, что проявляется в сильном нагревании упорного подшипника, но без особого теплового обесцвечивания любой шейки. подшипник или вал турбины.

Если вы выбираете турбонагнетатель, у которого конец турбины слишком мал, а давление в турбине намного превышает давление наддува компрессора, может существовать отрицательный перепад давления, который выйдет из строя турбокомпрессор. Типичные трехкомпонентные бронзовые подшипниковые системы наиболее подвержены выходу из строя из-за неблагоприятных перепадов давления в турбонагнетателе. Любой, кто использует турбину меньшего размера, но пытается добиться большого ускорения, может столкнуться с проблемами. Турбины, как и двигатель, любят баланс мощности на обоих концах.Насосные потери из-за слишком тугой турбины не только уменьшают мощность двигателя, но также могут вывести из строя турбину.

Эта неисправность была вызвана сильным отрицательным перепадом давления. Давление на торец турбины было настолько большим, чем на компрессор, что он буквально протянул упорное кольцо прямо через упорный подшипник и вставил его в центр бронзы.

(любезно предоставлено Honeywell Turbo Technologies)

(любезно предоставлено Honeywell Turbo Technologies)

(любезно предоставлено Honeywell Turbo Technologies)

Узел ротора турбокомпрессора движется вперед и назад в турбонагнетателе, в то время как упорный подшипник закреплен в фиксированном положении в корпусе подшипника относительно ротора.Когда давление наддува действует на заднюю стенку крыльчатки компрессора, оно оттягивает упорное кольцо дальше всего в положительную сторону упорного подшипника турбины, и наоборот для турбины.

Иногда сломанный упорный подшипник сочетается с сломанными упорными кольцами. Если турбо-согласование плохое или турбонагнетатель часто работает в режиме помпажа, это может вызвать удар по упорному подшипнику и его поломку. Хотя турбокомпрессор обычно может выдерживать случайные щетки с помпажем и нормальным перепадом давления, частые проблемы действительно приводят к отказу.Типичные трехкомпонентные системы подшипников скольжения из бронзы выдерживают максимальный перепад давления от 20 до 30 фунтов. Шарикоподшипники, однако, выдерживают гораздо больше, до 10 раз больше, и это одна из причин, по которой они так популярны в дрэг-рейсингах, где перепады давления могут быть высокими.

В некоторых приложениях для дрэг-гонок и шоссейных гонок использование систем противодействия запаздыванию, обсуждаемых в главе 8, вызовет чрезвычайно серьезные перепады давления на стороне турбины из-за того, что турбина действует как расширительная камера для сгорания.Команды по дрэг-рейсингу, которые используют традиционные трехкомпонентные бронзовые подшипниковые системы в сочетании с системами защиты от задержек, обнаружат высокий расход турбокомпрессоров, поскольку они выталкивают тягу из турбонагнетателя во имя более низких ET. Шариковые подшипники, как правило, устраняют эту проблему. Если это ваша проблема, неисправность будет заметна на отрицательной стороне упорного подшипника, что обычно неправильно понимают.

Сводка анализа отказов

Турбокомпрессор играет ключевую роль в работе двигателя.Поскольку он видит все операционные системы двигателя, точная диагностика неисправности становится критически важной для точного поиска и устранения неисправностей двигателя. Во многих случаях, например, в автомобильной гонке, проблемы развиваются так быстро, и последующий ущерб может возникнуть быстрее, чем водитель может отреагировать. Но в других случаях раннее устранение неполадок может сэкономить много времени и денег.

Следующая таблица предназначена для того, чтобы помочь владельцам турбонагнетателей обратиться к областям потенциальных проблем, прежде чем они станут более серьезными.Первый шаг к поддержанию работоспособности вашего двигателя с турбонаддувом — это знание и понимание того, как он работает, а также какие типы ситуаций и условий могут вызывать проблемы.

Руководство по поиску и устранению неисправностей турбокомпрессора на двигателе

Написано Джеем К. Миллером и опубликовано с разрешения CarTechBooks

ПОЛУЧИТЕ СДЕЛКУ НА ЭТУ КНИГУ!

Если вам понравилась эта статья, вам понравится вся книга. Нажмите кнопку ниже, и мы отправим вам эксклюзивное предложение на эту книгу.

6 потенциальных отказов турбины, обнаруживаемых бороскопом

Газовые турбины пережили взрывной рост в связи с переходом от производства энергии на угле к производству энергии на основе природного газа. Инспекция газовых турбин с помощью бороскопа обеспечивает неразрушающий метод проверки турбин. Это означает меньшее время простоя для проверок, а также для ремонта и технического обслуживания для решения проблем, выявленных в отчете о проверке бороскопа. Вот шесть видов отказов, которые могут быть обнаружены во время осмотра бороскопом:

Обрастание

Загрязнение может существенно повлиять на работу и эффективность газовой турбины.Обрастание происходит, когда загрязнения накапливаются на лопатках компрессора и турбинных лопаток. Например, загрязняющие вещества, такие как масла, вода, частицы соли, грязь и пыль из грязного газа или труб подачи топлива, могут прилипать к лопаткам компрессора и лопаткам турбины. Эти частицы притягивают другие частицы и накапливаются на поверхности. Вес, добавленный к лопаткам компрессора и лопаткам турбины, может снизить выходную мощность турбины до 15%.

Более того, засорение может быть основной причиной других видов отказов.Например, засорение может привести к дисбалансу лезвий, вызывая вибрацию или истирание (оба обсуждаются ниже). Соли и капли воды, которые скапливаются на лезвиях, могут способствовать коррозии лезвий (также обсуждается ниже). Загрязнение часто отмечается в отчетах об осмотре бороскопа, потому что видимые грязные лезвия легко идентифицируются.

Эрозия и столкновения

Более крупный мусор, попадающий в газовую турбину, может вызвать серьезные повреждения. Этот мусор может состоять из крупных частиц, которые смогли пройти через сетки и фильтры, или даже из кусочков, отломанных от сеток, фильтров или других лезвий.

Этот мусор может вызвать эрозию лезвий, когда мусор физически удаляет материал с лезвия. В отчетах об осмотре бороскопом эрозия может проявляться в виде царапин или царапин.

Мусор также может сталкиваться с лезвиями, вызывая вмятины или даже трещины. Для лопаток, работающих на высокой скорости и при высоких температурах, вполне разумно представить себе небольшой камешек или кусок разбитого экрана, вызывающий серьезные повреждения при столкновении с лопаткой компрессора или лопаткой турбины.

Истирание

Хотя истирание похоже на эрозию, истирание относится к определенной форме разрушения.Эрозия — это удаление материала взвешенными частицами. Истирание означает удаление материала неподвижной поверхностью. Таким образом, эрозия возникает, когда обломки соскребают материал с лопатки турбины или лопатки компрессора, в то время как истирание происходит, когда неподвижный опорный элемент или кожух соскребает материал с лопатки турбины или лопатки компрессора.

Истирание обычно происходит, когда из-за износа, загрязнения, вибрации, усталости, коррозии или ползучести лопасти деформируются за пределами допуска, что позволяет им царапать другие части газовой турбины или компрессора.Истирание проявляется в виде царапин или царапин на поверхности лезвий в отчете об осмотре бороскопом.

Коррозия

Гальваническая коррозия и горячая коррозия являются основными источниками отказов турбин и компрессоров. Примеси в топливе могут взаимодействовать со всеми поверхностями газовой турбины и компрессора. Эти примеси будут химически реагировать с металлическими поверхностями с образованием продуктов коррозии. Коррозия может быть видна во время осмотра с помощью бороскопа либо в виде окалины (накопление продуктов коррозии), либо в виде деградации (потери материала) поверхностей.Точечная коррозия, форма сильно локализованной гальванической коррозии, может проявляться при бороскопическом осмотре в виде отверстий или ямок на поверхностях.

Ползучесть

Ползучесть — это результат термической нагрузки в сочетании с физической нагрузкой на материалы. Эти напряжения меньше величины, необходимой для катастрофического отказа. Скорее, эти напряжения вызывают деформацию материала. Как отмечалось выше, лопатки турбины и лопатки компрессора, страдающие от ползучести, могут деформироваться за пределами допуска и страдать от истирания из-за взаимодействия с другими частями.В отчете об осмотре бороскопом ползучесть можно определить, если детали заметно деформированы или имеют признаки истирания.

Усталость

Усталость вызывается приложением циклического напряжения ниже напряжения, необходимого для катастрофического отказа. Например, вибрация лопаток компрессора и турбин может вызвать усталость лопаток. Эта вибрация может быть результатом дисбаланса лопастей, вызванного загрязнением, коррозией, ползучестью, истиранием, эрозией или столкновением. Усталость вызывает микротрещины, которые могут ускорить коррозию, поскольку примеси проникают в материал и приводят к катастрофическому росту трещин.К сожалению, микротрещины трудно обнаружить при визуальном осмотре, хотя признаки роста трещин и коррозии будут видны при осмотре бороскопом.

Независимо от того, принимает ли он форму загрязнения, эрозии, столкновения, истирания, коррозии, ползучести или усталости, осмотр с помощью бороскопа часто может выявить признаки разрушения до выхода из строя.

Metropolitan Engineering Consulting and Forensics

Осевое растрескивание в коробке передач ветряной турбины

Тот факт, что производители турбин предоставляют только двухлетнюю гарантию, является довольно хорошим свидетельством надежности этой технологии в настоящее время .Например, катастрофические отказы коробки передач, по-видимому, вызваны в первую очередь индуцированным механическим напряжением, проходящим через коробку передач, вызывая точечную коррозию подшипников. В некоторых случаях это происходило в течение 18 месяцев после ввода турбины в эксплуатацию.

Страхование ветряных электростанций и турбин

Как и любое сложное оборудование, работающее в условиях нагрузки, турбины могут выйти из строя. Они ломаются. У них возникают ошибки. Они неправильно сконструированы. За ними неправильно ухаживают и так далее.А без надлежащей политики ухода и защиты возникший в результате иск может быстро выйти из-под контроля. Для владельца и инвестора это может привести к потере доходов и простоям в работе; в худшем случае это означает оплату все более сложного счета за ремонт. Мы выделяем основные причины отказа турбины и объясняем, что делать, если что-то пойдет не так.

Пакеты страхования ветряных электростанций могут включать в себя: страхование строительства, физический ущерб и страхование гражданской ответственности за задержки в строительстве ветряной электростанции, потерю прибыли и прерывание бизнеса после начала работы.В частности, ветровая турбина может компенсировать страхователю производственные потери, если годовой уровень ветровой энергии ветряной электростанции упадет ниже прогнозируемого.

На основе наших исследований мы перечисляем ниже наиболее часто встречающиеся причины отказов ветряных турбин:

o Проблемы с подшипниками и коробкой передач — это ахиллесова пята турбины с зубчатым приводом

o Удары молнии

o Лопасти вопросы проектирования, изготовления и монтажа

o Механический сбой (генераторы и трансформаторы, обгорание обмоток из-за превышения скорости и т. д.)

o Отказ гидравлики

o Ветряная турбина и электрические системы ветряной электростанции

o Отказ сети

o Пожар гондолы

o Неправильное обращение во время транспортировки, строительства и неправильная сборка

o Человеческий фактор при эксплуатации и техническом обслуживании, строительстве и проектирование

o Обрушение турбины

o Природные катастрофы

o События, связанные с рысканием

o Неудовлетворительные условия эксплуатации и техобслуживания

o Осевое напряжение

o Повреждение фундамента

o Обледенение

o Накопление мусора, грязи и прочего мусора

o Для морских турбин преобразователь мощности страдает от высокой интенсивности отказов

Мы рассмотрим эти виды отказов ниже.

Пожары

Обычно мы ожидаем увидеть общие убытки — обычно вызванные пожарами — в результате чего устройство больше не может быть отремонтировано и объявляется полным убытком. В этих случаях наиболее частыми причинами являются отказ внутренних компонентов или скопление материала в смазочных материалах. Это может запустить нарастающую спираль последовательных событий и довольно зрелищный, если не дорогой, механический пожар.

Три основных типа отказов ветряных турбин

К наиболее распространенным типам отказов ветряных турбин относятся лопасти, генераторы и редукторы турбины.Регулярное техническое обслуживание и осмотры ветряных турбин создают проблемы из-за удаленности ветряных электростанций, а также размеров и высоты турбин. Во время регулярного планового технического обслуживания может быть трудно получить доступ к массивным лопастям ротора и оценить материалы лопастей и сложные участки поверхности. Используются новые технологии, такие как использование дронов для проверки лопастей, что помогает в процессе проверки. Однако без надлежащего контроля и обслуживания это может привести к отказу компонентов.

1. Отказ лезвия

По мере роста спроса на возобновляемые источники энергии ветряная промышленность находит способы увеличить выработку энергии ветряными турбинами. Одним из способов увеличения энергии турбин является увеличение размера лопастей ротора. Лезвия большего размера производят больше мощности. Дуга лопастей ротора теперь достигает 262 футов или 80 метров. При увеличении размеров лопаток это может оказывать дополнительное давление на конструкцию и другие компоненты турбины.По оценкам, каждый год происходит 3800 случаев отказа лезвий. Общие недостатки, на которые следует обратить внимание, включают расслоение, разрушение соединения, расщепление вдоль волокон, трещины гелевого покрытия и эрозию. Факторами, способствующими отказу лезвия, являются удары молнии, отказ материала или регулятора мощности, повреждение посторонними предметами и плохая конструкция. Отказ лопастей является наиболее распространенным отказом ветряных турбин и может привести к дорогостоящему ремонту и потере доходов в результате простоя.

2.Отказ генератора

Генератор ветряной турбины отвечает за выработку электричества путем преобразования механической энергии в электрическую. Когда генератор выходит из строя, электроэнергия не производится, что приносит оператору ветровой электростанции ценный доход. Есть несколько причин, по которым генератор может выйти из строя, в том числе ветровая нагрузка, экстремальные погодные условия и термоциклирование. Механический или электрический отказ подшипников, чрезмерная вибрация, скачки напряжения и отказы системы охлаждения могут привести к чрезмерному нагреву и возгоранию.Наконец, производственные или конструктивные дефекты, неправильная установка, загрязнение смазки и недостаточная электрическая изоляция также могут стать причиной выхода генератора из строя. Комплексная программа технического обслуживания и ремонта повысит надежность и долговечность генератора, избегая дорогостоящих простоев и непредвиденных ремонтов.

3. Неисправность коробки передач

Хотя редукторы спроектированы с учетом суровых условий эксплуатации, большинство из них не доживают до десяти лет, что меньше их 20-летнего расчетного срока службы.Ежегодно происходит около 1200 отказов редукторов. Подшипники и шестерни составляют 96 процентов неисправных компонентов коробки передач. Некоторые факторы, способствующие отказу, включают грязную или загрязненную водой смазку, неправильную настройку подшипников, значительные колебания температуры, ненадлежащее или нечастое техническое обслуживание и ремонт, а также переходные нагрузки, приводящие к внезапным ускорениям и реверсам зоны нагрузки. Когда коробка передач выходит из строя, это дорого обходится. Коробка передач составляет 13 процентов от общей стоимости турбины, и ее замена дорогостоящим компонентом.Кроме того, во время замены турбина будет отключена всего на несколько дней или на пару месяцев в зависимости от наличия деталей. Если турбина не вращается, это означает, что она не приносит дохода.

Предотвращение отказов ветряных турбин

Профилактическое обслуживание — это один из способов снизить вероятность отказов ветряных турбин и продлить срок их службы. Мониторинг температуры, вибрационных характеристик и структурной целостности компонентов помогает предвидеть возможные отказы.Понимание первопричины различных типов отказов может в конечном итоге привести к усовершенствованию конструкции и повышению надежности компонентов. Кроме того, создание моделей надежности различных компонентов помогает управлять рисками и улучшать планирование технического обслуживания. Когда компоненты турбины выходят из строя, они требуют внепланового ремонта и простоя, что приводит к потере дохода. Сводя к минимуму риски отказа ветряной турбины, вы избегаете дорогостоящих простоев.

Отказ лопаток турбины низкого давления в турбовентиляторных двигателях военного назначения: причины и способы устранения

1.

B.A. Коулс, Многоцикловая усталость в авиационных газовых турбинах — отраслевые перспективы. Int. J. Fract. 80 , 147–163 (1996)

Артикул Google ученый

2.

Х. Озалтун, Дж. Зайдт и др., Энергетический метод расчета одноосной усталостной долговечности, в материалах Proceedings of ASME Turbo Expo 2009 , GT2009-59512, Орландо, Флорида, США, 2009

3.

A. Koul et al., Оценка остаточного срока службы и управление жизненным циклом дисков с истекшим сроком службы, in Proceedings of ASME Turbo Expo 2009, GT2009-60352 , Orlando, Florida, USA, 2009

4.

CB Meher-Homji, G. Gabriles, Причины отказов лопаток газовых турбин, их предотвращение и устранение неисправностей, in Proceedings of 27th Turbomachinery Symposium , 1995

5.

E. Poursaeidi, M. Aieneravaie, MR Mohammadi, Failure анализ лопатки второй ступени газотурбинного двигателя. J. Eng. Неудача. Анальный. 15 (8), 1111–1129 (2008)

Артикул Google ученый

6.

Суреш С., Усталость материалов (Cambridge University Press, Кембридж, 2003), стр.256–257

Google ученый

7.

J.A. Баннантин, Дж. Дж. Комер, Дж. Л. Хэндрок, Фундаментальные основы анализа усталости металлов (Prentice Hall Inc, EnglewoodCliffs, 1990), стр. 40–87

Google ученый

8.

R.K. Мишра, С. Кишор Кумар, С. Чандель, Влияние угла распылительного конуса на стабильность пламени в кольцевой камере сгорания газовой турбины. Int. Дж. Турбореактивные двигатели (2015).DOI: 10.1515 / tjj-2015-0006

Google ученый

9.

A.H. Lefebvre, Gas Turbine Combustion (Taylor and Francis, London, 1998)

Google ученый

10.

R.K. Мишра, С. Кишор Кумар, С. Чандель, Влияние размера частиц топлива на стабильность стабилизированного завихрениями пламени в камере сгорания газовой турбины. Int. Дж. Турбореактивные двигатели (2014).DOI: 10.1515 / tjj-2014-0027

Google ученый

11.

Jianfu Hour, B.J. Wicks, R.A. Антониу, Исследование усталостных отказов лопаток турбины в газотурбинном двигателе с помощью механического анализа. J. Eng. Неудача Анал. 9 (2), 201–211 (2002)

Статья Google ученый

12.

Х. Каземпур-Лиаси, С. Абуали, М. Акбари-Гаракани, Анализ отказов лопатки газовой турбины первой ступени.J. Eng. Неудача Анал. 18 (1), 517–522 (2011)

Артикул Google ученый

13.

S.K. Бхаумик и др., Отказ лопатки ротора турбины низкого давления авиационного двигателя. Англ. Неудача. Анальный. 13 (8), 1202–1219 (2006)

Артикул Google ученый

14.

R.K. Мишра, Дж. Томас, К. Сринивасан, Н. Вайсакхи, Р. Бхат, Исследование отказа лопаток турбины низкого давления в ТРДД с малым байпасом.J. Fail. Анальный. Пред. 14 (2), 160–166 (2014). DOI: 10.1007 / s11668-014-9793-7

Артикул Google ученый

15.

Н. Элиаз, Г. Шемеш, Р.М. Латанисион, Горячая коррозия компонентов газовых турбин. J. Eng. Неудача. Анальный. 9 (1), 31–43 (2002)

Статья Google ученый

16.

Хироши Харада, Высокотемпературные материалы для газовых турбин: настоящее и будущее (Международный конгресс газовых турбин, Токио, 2003 г.)

Google ученый

17.

Пьер Карон, Тасаддук Хан, Развитие суперсплавов на основе Ni для применения в лопатках монокристаллических газовых турбин. Aerosp. Sci. Technol. 3 (8), 513–523 (1999)

Артикул Google ученый

18.

S. Bose, Высокотемпературные покрытия (Butterworth-Heinemann, Бостон, 2011)

Google ученый

19.

Дж. Камеда и др., Воздействие высоких температур окружающей среды и механическое разрушение покрытий на лопатках газовых турбин.Матер. Sci. Англ. A 229 (1), 42–54 (1997)

Артикул Google ученый

Обнуление причины № 1 отказа редуктора ветряной турбины

Argonne смог воспроизвести проблему в лаборатории, используя стенд для тестирования, который буквально находится на вершине стола. В установке для ускоренных стендовых испытаний в Аргонне размером примерно с печь, используются образцы материалов и масла, помогающие определить параметры, вызывающие образование осевых трещин в стальных подшипниках.Команда Argonne во главе с Аароном Греко исследовала скольжение между роликом подшипника и поверхностью кольца подшипника, по которой катится ролик, называемой дорожкой качения.

«Мы определили, что вместо катания ролика он иногда скользит по двум металлическим поверхностям», — сказал Греко. «Эти условия проскальзывания или заноса привели к осевому растрескиванию, что позволило нам подтвердить причинную связь. Используя подход к лабораторным испытаниям, мы также определили, что определенные химические добавки в смазке и отдельно наличие электрического тока через поверхность подшипника также могут привести к осевому растрескиванию.

Затем исследователи NREL оснастили ветряную турбину мощностью 1,5 мегаватта в кампусе Flatirons NREL специализированными приборами для сбора экспериментальных данных в большом масштабе. Их результаты, опубликованные в журнале Tribology International , подтвердили, что проскальзывание подшипников во время работы ветряных турбин является результатом таких факторов, как конструкция подшипника, нагрузка, скорость, смазка и температура. Кроме того, исследователи NREL использовали эти данные для разработки модели вероятности отказа, которая заполняет пробел в отрасли в оценке надежности компонентов, и модели роликового скольжения, масштабируемой для различных платформ турбин и коробок передач.

«Эти модели используют преимущества как физики, так и области данных, при этом первая пытается уловить основной механизм этого исследуемого режима отказа, а вторая пытается точно настроить на основе условий эксплуатации отдельной турбины и их влияния на надежность компонентов. прогресс », — сказал Шон Шенг, старший инженер NREL.

Поскольку эти экспериментальные установки лишь частично представляют условия на коммерческих ветроэнергетических установках, исследователи в настоящее время работают над сравнением своих моделей с фактическими данными об отказах ветряных электростанций, полученными от большего количества ветряных электростанций.Исследователи работают над проверкой своих моделей на основе статистики отказов и эксплуатационных данных ветряной электростанции, эксплуатирующей около 100 турбин в течение 10 лет.