Ремонт турбин причины неисправности

Причины поломки и выхода 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 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).

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)

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).

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).

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).

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).

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).

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).

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).

Источник

Ремонт турбин: как определить причину поломки и куда можно обратиться за услугами мастера

Владельцы машин с турбированным двигателем порой ошибочно полагают, что ремонт турбокомпрессора — простая задача, которая сводится только к чистке и замене расходников. В действительности все намного сложнее. Если вы хотите, чтобы после восстановления турбина прослужила долго, в первую очередь необходимо найти и устранить причину неисправности, а не только ее следствие. В противном случае турбокомпрессор очень скоро сломается снова. Цель этой статьи — предостеречь автолюбителей от ошибок и рассказать о том, как делают ремонт турбин профессионалы.

Признаки поломки турбокомпрессора

Турбина редко выходит из строя мгновенно, если не считать таких экстраординарных случаев, как ДТП или грубые погрешности в эксплуатации. Чаще она «предупреждает» о неисправности за некоторое время до того, как сломается окончательно. Важно вовремя заметить эти сигналы — тогда есть шанс обойтись ремонтом и не прибегать к полной замене устройства, а значит, сэкономить приличную сумму. Внимательному автовладельцу не составит труда определить, что с турбиной двигателя что-то не в порядке, по следующим «симптомам»:

Падение мощности мотора. Особенно сильно это ощущается на подъеме в гору. Данный признак говорит о снижении давления наддуваемого воздуха. А вот почему так происходит, без диагностики сказать вряд ли возможно.

Странные звуки при работе двигателя — свист, скрежет и другие нехарактерные шумы. Причины их также разнообразны. Свист в турбине указывает на утечку воздуха на выходе из компрессора, а скрежет появляется при трении деталей или попадании посторонних предметов.

Дым из выхлопной трубы. В зависимости от его цвета можно предположить причину неисправности. Синий выхлоп свидетельствует о сгорании масла в цилиндрах двигателя, куда оно попадает с нагнетаемым воздухом. Чаще всего этот признак появляется при разгоне мотора и может пропадать при работе на постоянных оборотах. Черный дым сигнализирует об утечке воздуха в системе нагнетания или в интеркулере, а также, возможно, о неполадках в управлении. Белый цвет выхлопных газов может быть признаком засорения канала маслослива.

Увеличившийся расход масла. Этот «симптом» свидетельствует о засорении впускного канала или трубопровода маслослива.

Если вы заметили один или несколько из вышеперечисленных признаков, не стоит затягивать и дожидаться поломки турбины либо, что еще хуже, всего двигателя. Самое правильное решение — обратиться в технический центр, где мастера произведут диагностику и выяснят точные причины неисправности.

Можно ли самому отремонтировать турбину? Даже если у вас есть базовые навыки в автомеханике, а устройство турбокомпрессора на первый взгляд кажется вам достаточно простым, специалисты не рекомендуют выполнять ремонт самостоятельно. В «гаражных» условиях, не имея ни оборудования, ни специального опыта, невозможно провести полноценную диагностику и сложный ремонт турбин дизельных и бензиновых двигателей. К тому же могут потребоваться сопутствующие мероприятия. Но об этом речь пойдет ниже.

Диагностика неисправностей турбин дизельных и бензиновых двигателей

Правильный ремонт турбин двигателей всегда начинается с поиска причин неисправности. Максимум, что можно сделать в условиях гаража, — это осмотреть турбокомпрессор на предмет видимых повреждений и износа. Возможности профессиональных технических центров гораздо шире. Здесь проведут всестороннюю компьютерную диагностику не только турбины, но и самого автомобиля. Дело в том, что поломка турбокомпрессора часто возникает не изолированно, а сопровождается неполадками в системе впуска и выпуска, проблемами с элементами управления. Если их вовремя не выявить и не устранить, в скором времени турбина может вновь выйти из строя. И тогда уже, возможно, потребуется замена устройства, а это примерно на 70% дороже, чем ремонт.

Диагностику рекомендуется проводить в том же техцентре, где вы решили отремонтировать турбину двигателя. Причем желательно приступить к проверке до демонтажа турбокомпрессора с автомобиля — на случай, если окажется, что нужно перепрограммировать электронные блоки.

Диагностика проводится в условиях абсолютной чистоты — важно не допустить попадания внутрь турбокомпрессора посторонних частиц. Мастер осматривает турбину на двигателе: не снимая ее с посадочного места, можно определить осевой и радиальный люфты, проверить наддув. Затем после демонтажа выполняется более детальный анализ.

В рамках диагностики турбокомпрессора производят следующие действия:

• Внешний осмотр на предмет выявления видимых повреждений и дефектов, изношенных деталей. На этой стадии определяют состояние вала, подшипников, проверяют герметичность систем впуска и выпуска, охлаждения воздуха.
• Исследование внутренних элементов турбины: снимают «холодную» и «горячую» улитки, разбирают картридж.
• Отбраковка неисправных запчастей, которые требуется заменить.
• Очистка деталей турбины. Эта операция осуществляется в несколько этапов. Основную грязь удаляют в моечной машине с помощью специальных активных растворов. Затем детали турбины подвергают пескоструйной обработке, чтобы убрать налет и ржавчину. После этого в ультразвуковой ванне очищают патрубки от остатков масла.
• Повторный осмотр. На этом этапе можно увидеть не замеченные ранее дефекты, выбраковать неисправные детали.

Помимо диагностики самой турбины, как мы уже сказали, мастер исследует состояние электронных и механических элементов управления. Дополнительные мероприятия могут включать проверку:

• системы EGR (Exhaust Gas Recirculation — рециркуляция выхлопных газов) и ее датчиков;
• блока ECU (Electronic Control Unit), отвечающего за управление двигателем;
• ECCS (Electronic Concentrated Engine Control System) — электронного комплекса, управляющего всеми параметрами работы двигателя;
• системы курсовой стабилизации VSA (Vehicle Stability Assistant).

Кроме этого, мастера проверят выхлопную систему, катализатор, калибровочную пружину клапана ЕГР и другие элементы.

Как часто нужно проводить диагностику турбины? Производители обещают, что она прослужит столько же, сколько и сам двигатель. Но на практике турбокомпрессор нередко выходит из строя гораздо раньше, потому что в процессе эксплуатации подвергается очень большим нагрузкам. Поэтому специалисты рекомендуют проверять работоспособность устройства примерно через каждые 60 000 км пробега. Лучше вовремя заметить неисправность и отделаться небольшим ремонтом, чем дожидаться поломки и тратить десятки тысяч на новую турбину.

Порядок действий при ремонте

Ремонтные работы зависят от того, какие проблемы были обнаружены при диагностике. Возможно, будет достаточно восстановления или замены изношенных деталей турбокомпрессора — если окажется, что причина неисправности именно в них. Но не исключено, что потребуются дополнительные действия: удаление катализатора (в бензиновом моторе) или сажевого фильтра (при ремонте турбины дизельного двигателя), глушение клапана EGR и так далее. А иногда для устранения неисправности нужно только отрегулировать впускную или выпускную систему.

Ремонт турбин дизельных двигателей требует применения высокоточного профессионального оборудования — балансировочных, добалансировочных, разгонных стендов, специальных измерительных приборов и инструментов. Сам процесс в общем случае включает в себя такую последовательность действий:

• По результатам диагностики составляют дефектную ведомость. Неисправные запчасти восстанавливают или, если это невозможно, заменяют новыми.
• Выполняют балансировку вала турбины на стенде.
• К валу присоединяют колесо компрессора и балансируют повторно.
• Осуществляют балансировку центрального элемента турбины — картриджа — на разгонном стенде.
• К картриджу присоединяют «холодную» и «горячую» улитки.
• Настраивают актуатор (клапан, предназначенный для сброса повышенного давления выхлопных газов) и регулируют геометрию турбины.
• Устанавливают турбокомпрессор на двигатель, выполняют тестовый запуск.

По той же технологии производится и ремонт бензиновых турбин.

Могут потребоваться и сопутствующие работы, например:

Отключение EGR. Система рециркуляции выхлопных газов, предназначенная для снижения выбросов оксида азота в атмосферу, имеет ограниченный ресурс работы. По мере его исчерпания EGR начинает приносить больше вреда, чем пользы. Менять систему слишком сложно, к тому же новые оригинальные детали стоят дорого. Самый разумный выход из ситуации — удалить EGR. Причем механического глушения клапана недостаточно — необходимо программное отключение.

Удаление катализатора (при ремонте турбины бензинового двигателя). Это устройство тоже выполняет экологическую функцию. В начале эксплуатации катализатор уменьшает уровень вредных выбросов. Но постепенно он загрязняется и начинает мешать работе мотора: падает мощность, увеличивается расход топлива, появляются сообщения об ошибках. Даже если потратить крупную сумму на установку новой комплектующей (при условии, что оригинальную деталь вообще удастся найти), она вряд ли прослужит долго. Поэтому автовладельцы часто делают выбор в пользу удаления катализатора. При этом требуется также перепрограммировать лямбда-зонды (датчики кислорода), чтобы убрать сообщение об ошибке.

Отключение сажевого фильтра. Он выполняет ту же функцию, что и катализатор, но устанавливается на дизельных двигателях. Сажевый фильтр со временем засоряется и становится источником неприятностей, в том числе возможной поломки турбины из-за перегрева. Решение проблемы — удаление сажевика одновременно с программным отключением.

Ремонт турбины, как было сказано выше, обходится на 70% дешевле замены устройства и, таким образом, позволяет сэкономить десятки тысяч рублей. Но это верно лишь в том случае, если он производится по всем правилам и сопровождается обязательной комплексной диагностикой. Такую ответственную работу, как ремонт турбокомпрессора, стоит доверять только профессионалам, а не случайным людям.

Куда можно обратиться, чтобы отремонтировать турбину автомобиля

Как выбрать технический центр по ремонту турбокомпрессоров, рассказывает Игорь Николаевич Снетков, генеральный директор компании «Ремонт турбин 24»:

«Поломка турбины часто оказывается следствием неисправностей в самом автомобиле, поэтому ремонт не будет эффективным без комплексной диагностики. Помимо самого турбокомпрессора, нужно проверять впускную и выпускную системы, двигатель, электронику. В обычных автомастерских этого не делают. Чтобы отремонтировать турбину с диагностикой, демонтажем и установкой, обращайтесь в технический центр полного цикла — такой как «Ремонт турбин 24».

Мы работаем уже больше десяти лет и за это время научились решать все проблемы, связанные с турбокомпрессорами, выполнять ремонтные работы любой сложности. У нас есть современное оборудование, необходимое для диагностики, чистки, ремонта и настройки турбин. Турбокомпрессоры и запчасти к ним поставляются напрямую от производителей. На нашем складе площадью 500 м 2 найдется все нужное для быстрого и качественного ремонта турбины вашего автомобиля.

На ремонтные работы мы предоставляем гарантию сроком 12 месяцев. В подарок клиент получает комплексную диагностику всего автомобиля.

Также мы оказываем смежные услуги — можем выполнить чип-тюнинг, вырезать катализатор или сажевый фильтр, отключить EGR, вихревые заслонки».

P. S. Компания «Ремонт турбин 24» работает с любыми видами техники. Ремонтирует и поставляет турбокомпрессоры Garret, Holset, BorgWarner, IHI, Caterpillar для автомобилей Mercedes-Benz, BMW, Volkswagen, Audi, Opel, Skoda, Nissan, Mitsubishi, Toyota и других популярных марок.

Источник