Nissan Patrol › Logbook › Принудительное охлаждение штатного интеркулера и 3D печать. Часть 1.
В этой записи хочу рассказать о том, как я делал крепление для вентилятора на штатный интеркулер.
Так совпало, что вентиляторы на пробу я купил еще давно, но руки не доходили поставить. Всегда находится куча причин, что бы не трогать то, что и так работает. Однако в этот раз ужасные потеки из патрубков мне страшно надоели и я решился. Снял интеркулер, все патрубки и трубки и начал все отмывать. Раз уж пошла такая пьянка — решил подумать над креплением. Когда деталь лежит на столе ее значительно легче измерить.
Сказано — сделано. Страшно воняющий соляркой после промывки интеркулер я притащил на работу, а дальше все завертелось. За день я успел снять размеры и нарисовать примерные эскизы деталей.
Штатный интеркулер меняют на увеличенный китайский, некоторые притаскивают почтой поделки австралопитеков, которые тоже продают кучу тюнячек на патруль. Я изучил эту тему и хотел именно улучшить работу штатного.
Дело в том, что замена интеркулера достаточно накладное дело, а если он оказался целым, не треснутым и не сопливит. Зачем менять то, что еще работает и может проработать достаточно долго?
У интеркулера есть несколько крепежных точек за которые я и решил закрепить всю конструкцию. Померил контуры, и сделал первую версию деталей для крепления. И конечно же не попал.
В общем, 3d печать замечательная вещь. За день получилось сделать макет деталей и исправить допущенные при проектировании ошибки. Интеркулер имеет достаточно сложную форму и промерить его с первого раза оказалось очень тяжело. После получения макета детали проверил расположение вентилятора и чуть сместил посадочные отверстия. Все корректировки отметил прямо на макете.
Вторая версия деталей позволила собрать и проверить все в работе. Когда я делал эти детали — старался что бы все получилось как можно компактнее, что бы уместиться под капотом и ничего не задевать. Сейчас, спустя три месяца, могу сказать что все отлично получилось.
Вентилятор отлично работал продувал интеркулер, но часть потока разбивалась об него и уходила в стороны. Это не правильно, так как нужно очень интенсивно обдувать именно интеркулер, если такие вещи возникают на холодную, то при продуве горячего радиатора воздушный поток будет разбиваться еще сильнее. (При конструировании теплообменников вентиляторы размещают за горячим радиатором, как бы вытягивая из него горячий воздух. Продувание холодным воздухом менее эффективно из-за того, что воздух разогревается и расширяется при контакте с радиатором, что создает своеобразную пробку и мешает поступлению новой порции холодного воздуха).Так как приходится работать с тем что есть, приходится городить все сверху.
Были спроектированы и добавлены специальные шторки, направляющие излишки воздуха вдоль стенок интеркулера. Надо отметить, что после того как я их добавил, поток через интеркулер стал больше. Вот еще несколько фото конструкции.
Пока я это все конструировал я даже не представлял насколько сильно там все вибрирует. Однако, решил сразу сделать резиновый демпфер для вентилятора.
Когда что-то конструируешь, нужно проверить все в деле. Следующим вечером я все ставил на место, что бы проверить. Был очень волнительный момент. Влезет или нет, вдруг будет задевать, очень хотелось все скорее собрать.
Я специально ждал перед тем как садится писать эту статью, так как не был уверен в том, что вся эта конструкция окажет какое-то значимое влияние на машину и не хотел поддаваться эйфории и сначала проверить результаты. Да, вот так, научные сотрудники — странные люди.
А теперь о результатах:
Сейчас прошло более трех месяцев с момента установки этой системы и могу сказать что она работает и оказывает весьма существенное влияние. Особенно, если машина эксплуатируется в жару и в городе. Штатная ноздря начинает забирать воздух на скорости около 100-120 км/ч, так что при средней скорости движения по городу в 50-60 км/ч ей ничего не достается от воздушного потока. Примерные схемы на картинках. Установка «мухобойки» усугубляет ситуацию и даже на большой скорости ноздрей ничего не поймаешь. (Если честно, считаю, что мухобойка на патруле совсем не нужна) Есть варианты ставить большую ноздрю (Autoclubman), считаю, что это вариант на любителя и добавляет слишком много веса и без того тяжелому капоту, но при этом она действительно работает. (Если сомневаетесь про направление воздушных потоков — посмотрите при движении на поведение капель воды на капоте. )
Становится понятно, что большую часть времени (Если конечно вы не ездите только по трассе), интеркулер не охлаждается. В дальнейшем можно экспериментировать и измерять температуру на стоячей машине, результат примерно тот же.
Собственно, самый смак — цифры.
После установки охлаждения интеркулера удалось получить снижение среднего расхода с 16.5 литров по городу до 14.5-15 литров. При включенном охлаждении (20-30% от полной мощности) температура воздуха на выходе из интеркулера снижается минимум на 2-4 градуса (сильно зависит от температуры окружающего воздуха). Ну и конечно же «машын стал лучше ехать на свитофорах фсех делаю ваще ракета» небольшое улучшение динамики.
На мой взгляд, это достаточно хорошие результаты. Детали крепления сделаны из пластика (С ними ничего не случилось за 3 месяца) Пластик PLA, планирую сделать еще одну версию крепления из пластика ABS (Из него сделаны почти все детали в машине) и сравнить. Доделать систему регуляции оборотов. Сейчас у меня стоит постоянный обдув на 20-30% и пока хватает. Хочется сделать именно электронную систему регуляции, а там, чем черт не шутит, может и систему опрыскивания добавлю.
Ближе к зиме начну собирать еще один комплект, если кому-то интересно поэкспериментировать — обращайтесь. Вентиляторы приходится заказывать, срок доставки около месяца.
Источник
Nissan Patrol GR _VLC Концепты › Logbook › Обзор интеркулеров воздушного (РД28 & ЗД30) и жидкостного охлаждения (Интеркулер Toyota Celica)
Обзор интеркулеров воздушного (РД28 & ЗД30) и жидкостного охлаждения (Интеркулер Toyota Celica)
Всем привет, в прошлой статье мы рассказывали о вариантах крепления интеркулера: www.drive2.ru/l/495591123398427077/
А вот теперь давайте выберем то, что реально работает, и стоит не космос денег.
На сравнение несколько интеркулеров:
1. Nissan Patrol RD28DTi
2. Nissan Patrol ZD30Commonrail
3. Интеркулер Toyota Celica жидкостного охлаждения
Прежде всего в нашем сравнении мы отмели любые интеркулеры, которые производятся у нас или по закажу российских контор. Причина одна, путного ничего не видел, все что попадало в руки доверия не вызывало, а дабы никому не портить карму рассматривать кастомные кулеры не буду…
То что не вошло в обзор и нами не проверялось, это интеркулер от ПАЗ, но его ставили и человек доволен:
www.drive2.ru/l/474158068360282572/
А теперь что проверяли мы и что показало себя очень достойно, это прежде всего интеркулер от Nissan Patrol Y61 с мотора RD28. Признаюсь честно, ставим его на все типы моторов которые проходили через наши руки.
Чем хорош интеркулер РД28:
1. Комплектацией: интеркулер + салазки.
2. Цена
3. Он ставится практически штатно, как правило на Патруле все закладные присутствуют и установка не занимает много времени.
4. Пропускная способность и КПД, как проверялось: для начала мы сделали замеры температуры входного и выходного патрубков (проверяли лазерным термометром, подопытные кулеры: ZD30DTi, ZD30Commonrail и RD28). Проверка: разгон до 100, езда не менее 15 минут, далее остановка и замер (капот штаный). Входной патрубок 60 +/- 6 градусов, выходной 30 +/- 6 градусов.
Далее проверили пропускную способность: взяли три интеркулера ZD30DTi, ZD30Commonrail и RD28, устанавливали по очереди на один и тот же мотор TD42T, далее проверяли на 1000, 2000, 3000 оборотах. Разницы в выходном потоке воздуха у них практически нет, проверялось вот таким замечательным прибором:
Теперь по надежности. Кто ездит на Патруле, тому про «потеющий» интеркулер рассказывать не надо, а вот как проверить что интеркулер РД28 надежен. Наддуть наверно не вариант, один выдержал, другой нет (хотя мы проверили 3 бара держит, больше наддуть не рискнули). На помощь приходит интеркулер ZD30Commonrail, сделали немного фото для сравнения:
Источник
Ремонт и замена турбины ZD30
Ремонт и замена турбины ZD30
moder » 28 апр 2015, 22:49
Турбокомпрессор(ТКР) — довольно сложный агрегат, который с одной стороны не требует обслуживания на протяжении всего срока службы, а с другой стороны требует грамотной и аккуратной эксплуатации. Для успешного и эффективного самостоятельно ремонта или замены ТКР не обойтись без некоторых знаний, навыков и соблюдения ряда правил, описанных ниже.
Быстрые переходы:
- Какой турбокомпрессор применен на ZD30 и как он работает?
- Как управляется турбокомпрессор ZD30?
- Почему турбина выходит из строя?
- Симптомы выходящей(вышедшей) из строя турбины
- Как оценить состояние турбины и проверить люфт вала?
- Что делать, если турбина вышла из строя в дороге?
- Что делать, чтобы продлить жизнь турбине?
- Ремонт(замена) турбины
- Демонтаж турбины
- Если в цилиндры попало масло
- Разборка турбины
- Механизм привода направляющих лопаток
- Ремонт турбины
- Замена турбины на новую
- Установка, сборка и первый запуск
- Регулировка штока актуатора VNT-турбины
- Турбины Garret
- Полезные ссылки
Какой турбокомпрессор применен на ZD30 и как он работает?
Для создания оптимального давления наддува в широком диапазоне оборотов в конструкции двигателя ZD30 используется турбокомпрессор с изменяемой геометрией турбины, а если быть точным, то турбина с переменным соплом ( VNT , Variable Nozzle Turbine) от производителя Garrett .
Турбонагнетатель с изменяемой геометрией может регулировать направление и величину потока отработавших газов, чем достигается оптимальная частота вращения турбины и соответственно производительность компрессора. VNT -турбина в своем составе имеет направляющие лопатки, механизм управления ими и вакуумный привод. Направляющие лопатки предназначены для изменения скорости и направления потока отработавших газов за счет изменения величины сечения канала. Они поворачиваются на определенный угол вокруг свой оси.
Как управляется турбокомпрессор на ZD30?
Управление вакуумным приводом турбокомпрессора осуществляется сигналом ЭБУ двигателя посредством специального перепускного электровакуумного клапана. Управляющий клапаном сигнал, представляет собой последовательность прямоугольных импульсов с изменяемой длительностью(широтно-импульсная модуляция(ШИМ)). Подробнее об управлении турбиной ZD30 можно почитать здесь.
Таким образом, проблемы в работе турбокомпрессора могут быть вызваны не только его непосредственной неисправностью, но и неисправностью вакуумной системы, перепускного электровакуумного клапана, его проводки или механизма привода направляющих лопаток.
Управление турбокомпрессором окажется невозможным в следующих случаях:
- неисправность вакуумной системы, недостаточно рарежения в вакуумной магистрали управления турбиной
- обрыв или КЗ в цепи перепускного клапана
- заклинивание перепускного клапана в выключенном положении
- заклинивание перепускного клапана во включенном положении
- заклинивание механизма направляющих лопаток из-за нагара
Исправность и состояние системы управления ТКР можно отслеживать по движениям штока актуатора с момента запуска двигателя и при перегазовках на холостом ходу.
- В первых трех случаях выше шток актуатора всегда будет опущен, а лопатки развернуты на максимальный угол.
- В четвертом случае наоборот — шток актуатора втянется при запуске и будет постоянно поднят в верхнем положении без какого-либо движения, а лопатки турбокомпрессора будут в максимально закрытом положении.
- В последнем случае движение штока будет затруднено или невозможно.
Пример работы исправной системы управления ТКР стокового ZD30
Перепускной клапан имеет три входа, один из которых(средний) подключен к вакуумному актуатору турбины, а два других к вакуумной магистрали и резонатору воздушного фильтра соответственно. Когда клапан включен(подано питание) должны сообщаться(продуваться) входы A-B и не должн ы сообщатся входы A-C . Когда же клапан выключен, всё наоборот — сообщаются входы A-C и не сообщаются A-B . Поскольку на разъеме управления клапаном от ЭБУ двигателя сигнал ШИМ, то проверять клапан следует путем подключения его к аккумулятору напрямую.
Клапан, как правило, выходит из строя по причине попадания в него грязи или потери механических свойств пружины внутри него. Несмотря на то, что клапан имеет не разборную конструкцию, разобрать и потом собрать его для проверки и чистки всё же возможно, однако делать это нужно только в случае, когда неисправность клапана локализована и стоит вопрос о его замене.
В случае КЗ в проводке клапана управления последствия могут быть куда хуже. Обычно выгорает микросхема(набор ключей) в ЭБУ двигателя. Подробнее здесь.
Подробнее ознакомиться с работой, устройством и управлением турбокомпрессора ZD30 можно здесь.
Почему турбина выходит из строя?
Причины выхода из строя турбокомпрессора можно разделить на естественные и аварийные.
Естественная причина связана с постепенным износом подшипника скольжения и, как следствие, увеличением масляного зазора, посредством которого он смазывается, что приводит к появлению завывающих звуков при сбросе газа, а также к обильному количеству масла во впускном тракте.
Износу также способствует образование масляного нагара при неправильной эксплуатации, когда горячий двигатель заглушен, а турбина останавливается не успев охладится, что приводит к запеканию масла и образованию нагара на валу. Нагар этот очень твердый и может стачивать как втулку подшипника скольжения, так и его уплотнения, в результате чего вал начинает «бить», что ещё больше разбивает подшипник скольжения. Во избежание этого эффекта горячему двигателю нужно дать поработать некоторое время на холостых оборотах, чтобы турбина успела охладится естественным образом, либо установить турботаймер — устройство, которое самостоятельно заглушит двигатель по истечении заданного времени.
На самом деле, наличие масла во впуске для турбодизеля совершенно нормальная ситуация, но всё зависит от количества этого масла. Дело в том, что расход масла заложен самой конструкцией турбины, температурные допуски поверхностей скольжения которой рассчитаны на пиковые значения, иначе вал просто заклинит, а когда двигатель работает в режиме холостого хода и температура не очень большая, да ещё и масло разжиженное, то зазоры велики и масло по чуть-чуть начинает кидать во впуск.
Попаданию масла во впуск и турбину способствует вентиляция картера, «сапун» которой заведен практически на впускной патрубок турбины. Горячие картерные газы вместе с парами масла поступают во впуск, где охлаждаются, и масляные пары конденсируются на поверхности впускного трубопровода. Эффект может усиливаться при забитом воздушном фильтре, что приводит к возникновению усиленного подсоса, как картерных газов, так и масла поступающего в турбину.
К появлению масла в турбине ведет также и нарушение нормального слива масла из неё в случаях сужения пропускной способности сливной трубки, превышения уровня масла в двигателе, когда оно перекрывает выход сливного патрубка в блоке, либо когда компрессия двигателя сильно просела и давление картерных газов не дает нормально стекать маслу в поддон и одновременно нагнетает во впуск масло вместе с картерными газами.
К аварийным причинам можно отнести, например, работу без масла или при недостаточном давлении масла, неисправность редукционного клапана, повреждение крыльчатки ТКР в следствие попадания на нее какого-либо предмета.
Если естественные причины ещё как-то можно проконтролировать и предотвратить, то аварийные непредсказуемы и могут иметь очень печальные последствия, т.к. разрушение происходит неожиданно и лавинообразно, в результате чего во впуск могут полететь осколки крыльчатки и хлынуть масло. В зависимости от тяжести ущерба это может привести к уходу двигателя в разнос, гидроудару, повреждению ГРМ.
Крыльчатка турбины может быть разрушена в результате удара об её лопатку осколка керамической свечи накаливания или другой крупной частицы, например нагара или отложений, которыми в результате работы EGR обрастает большая часть впускного коллектора на двигателях с приличным пробегом. Нагар может отвалиться как сам по себе, так и прийти в движение в результате промывки топливной системы спецжидкостями. Когда крыльчатка раскалена и вращается на больших оборотах для её разрушения достаточно даже незначительного дисбаланса.
Источник