Ремонт и замена турбины ZD30 — ZD30 для чайников — Nissan Patrol Y61 | PATROLRU
Все эти факторы положительно влияют на динамику машины, но следует учесть, что при этом растет и давление наддува. Каждая фаза методики тестирования, изложенной ниже, занимала несколько дней, причем машина эксплуатировалась и турбина на ниссан патрол zd30 городе и на трассе. Из двух независимых источников была получена информация, что по такой методике получаемое давление наддува должно быть в районе PSI, поэтому стремились достичь именно такого значения найти стоковую машину с датчиком давления наддува не получилось 1.
Умерла турбина на моторе Патрола, слесаря говорят от долгого газования
EGR разблокирована, проведено тестирование. Давление наддува составило 18 PSI, что привело к возникновению турбина на ниссан патрол zd30 — ожидаемый результат. Результат — машина стала намного более динамичной, двигатель раскручивался до намного быстрее, чем раньше.
Работа мотора стала более мягкой, переключение передач более плавным. При езде после небольшого отрезка времени давление доползало до PSI и оставалось на этой отметке. Тестирование показало что давление выросло до 16 PSI. При этом при движении возникало чувство некоего ограничителя в моторе.
Вождение по городу с переключением передач стало менее удобным, так как обороты падали очень. Машина снова стала динамичной, и имеет хороший запас мощности на трассе. Получилась некоторая полка момента от RPM, что дает хорошее ускорение при обгонах, но с нормальным давлением наддува. Машина стала достаточно просто и легко ускоряться с до Небольшим побочным эффектом стало некоторое снижение момента на низах. Владельцы других машин с подобной доработкой остановились на этом шаге.
Через несколько месяцев автор снова установил свой Steinbauer Diesel Perfomance chip, управляющей подачей топлива и настроенный на добавку момента на низах. Для эффективного ее использования направляющие лопатки находятся в закрытом положении, турбина на ниссан патрол zd30 котором площадь канала отработавших газов наименьшая. За счет малой площади сечения поток отработавших газов усиливается и заставляет турбину вращаться быстрее. Соответственно быстрее вращается компрессорное колесо, а производительность турбокомпрессора увеличивается.
При резком увеличении оборотов двигателя, вследствие инерционности системы, энергии отработавших газов становиться недостаточно. Турбина на ниссан патрол zd30 для прохождения «турбоямы» лопатки поворачиваются с некоторой задержкой, чем достигается оптимальное давление наддува. На высоких оборотах двигателя энергия отработавших газов максимальная.
Для предотвращения избыточного давления наддува лопатки поворачиваются на максимальный угол, обеспечивая наибольшую площадь поперечного сечения канала.
Запчасти Nissan Patrol Y61, ZD30DDTI
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. Таким образом, проблемы в работе турбокомпрессора могут быть вызваны турбина на ниссан патрол zd30 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: В первых трех случаях шток актуатора всегда будет турбина на ниссан патрол zd30, 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.
Когда клапан включен подано питание должны сообщаться продуваться входы A-B и не должны 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. A — к актуатору турбины C — к резонатору воздушного фильтра Для контроля управляющего сигнала с ЭБУ двигателя потребуется осциллограф или вольтметр.
Турбина на ниссан патрол zd30 щуп прибора подключают к массе, а плюсовой к красно-черному проводу клапана. Клапан должен быть подключен. Клапан, как правило, выходит из строя по причине попадания в него грязи или потери механических свойств пружины внутри. Несмотря на то, что клапан имеет не разборную конструкцию, разобрать и потом собрать его для проверки и чистки всё же возможнооднако 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.
Подробнее ознакомиться с работой, устройством и управлением турбокомпрессора ZD30 можно. 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 турбина на ниссан патрол zd30 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 турбина на ниссан патрол zd30 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, так как разрушение происходит неожиданно и лавинообразно, в результате чего во впуск могут полететь осколки крыльчатки и хлынуть масло. В зависимости турбина на ниссан патрол zd30 тяжести ущерба это может привести к уходу двигателя в турбина на ниссан патрол zd30, 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 турбина на ниссан патрол zd30 по себе, так и прийти в движение в результате промывки топливной системы спецжидкостями. Когда крыльчатка раскалена и вращается на больших оборотах для её разрушения турбина на ниссан патрол zd30 даже незначительного дисбаланса.
Если после снятия трубки звук пропал, то возможно турбина начала накрываться, однако есть один нюанс.
Дело в том, что точно такой же эффект может возникать и при прогорании прокладки выпускного коллектора, ослабления его гаек, турбина на ниссан патрол zd30 прогарания среднего слоя трехслойных металлических прокладок «горячей части» турбины и патрубка EGR.
Также свист турбины может появится в определенных режимах работы, когда пережата, не надета или оборвана трубка актуатора турбины. Прогоревшая прокладка выпускного коллектора может издавать звук, принимаемый турбина на ниссан патрол zd30 вой выходящей из строя турбины Для проверки люфта можно разобрать впускной трубопровод до турбины и отвернуть от неё впускной патрубок, в результате чего появится доступ к валу, который можно пощупать, покрутить и пошатать.
Радиального люфта быть не должно, однако на новой и чистой без масла турбина на ниссан патрол zd30 радиальный люфт может присутствовать стандартный масляный зазор 0,ммтак как масляный зазор подшипника не заполнен маслом и вал в нем гуляет. Небольшой осевой люфт также допустим стандартный осевой люфт 0,ммто есть едва ощутимый. Пример убитой турбины Что делать, если турбина вышла из строя в дороге? Не паниковать, заглушить двигатель, выключить турботаймер и эвакуировать машину в сервис.
Если эвакуатора нет, то можно попробовать завести двигатель, предварительно проверив уровень масла и отсоединить вакуумную трубку от актуатора турбины, после чего на самом малом ходу добраться до ближайшего сервиса.
Если уровень масла мал, то это означает то, что вышедшая из строя турбина выкинула его во впуск и в цилиндры двигателя. В этом случае заводить двигатель. В более тяжелых и экстремальных случаях можно попытаться заглушить подачу масла на трубину и превратить двигатель в атмосферный переделкой впускного трубопровода.
Источник
Nissan Patrol GR Y61 ۞ (YOZHIK) › Logbook › Разрушители легенд. Турбонаддув дизеля. Часть №3. ЕГР.
Никакой ошибки тут нет — система ЕГР действительно может замечательно работать в паре с турбокомпрессором — частично устранять недостатки, присущие ему, частично помогать ему в работе.
Ну и конечно экология… Но про экологическую миссию ЕГР и без меня есть кому рассказать.
Есть одно НО.
ЕГР бывает НИЗКОГО давления и ВЫСОКОГО давления.
ЕГР низкого давления выхлопные газы берёт ПОСЛЕ и турбины, и катализатора и сажевого фильтра — фактически с глушителя. И подаёт он эти газы во впускной коллектор ДО турбины — сразу после воздушного фильтра. От такого ЕГР нам толку не будет. Но такой ЕГР и реализуется только на самых современных дизелях и потому нам не интересен вдвойне.
ЕГР высокого давления выхлопные газы берёт ДО горячей части турбонагнетателя — в области максимально высокого давления выхлопных газов. И подаёт он рециркулируемые газы ПОСЛЕ холодной части турбонагнетателя — в зону, где турбонагнетатель создаёт давление наддува.
ЕГР на ZD30 подключен именно так. Да и на большинстве старых дизелей реализована именно такая схема. Про неё и поговорим.
Начну свой рассказ с развенчания очередной байки, сильно популярной у ярых противников ЕГР. Заключается она в том, что подвисающий от грязи клапан ЕГР обвиняют в том, что он СБРАСЫВАЕТ создаваемое турбиной давление в выхлопную систему… Оттого, типа, двигатель и не может развить требуемой мощности, что всё давление усвистывает через прохудившийся клапан…
На самом деле всё обстоит СОВЕРШЕННО наоборот.
Дело в том, что давление ПЕРЕД горячей частью турбины(после выпускных клапанов двигателя) ВСЕГДА намного выше, чем давление ПОСЛЕ холодной(перед впускными клапанами двигателя). Ведь именно на высоком давлении выхлопных газов и работает турбонагнетатель!
Ведь именно на высоком давлении выхлопных газов работает и ЕГР!
Потому закисший в открытом положении клапан перепускает слишком много ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ во впускной коллектор. Именно за счёт более высокого ДАВЛЕНИЯ и КОЛИЧЕСТВА выхлопные газы начинают ПРЕПЯТСТВОВАТЬ поступлению в двигатель свежего воздуха. На фоне увеличенного КОЛИЧЕСТВА ГАЗОВ в камере сгорания КИСЛОРОДА в этих газах становится намного меньше — двигатель захлёбывается собственным выхлопом.
Если система управления основана только на датчике давления — то она в этом случае видит высокое давление во впускном коллекторе и топлива подаёт в цилиндры от души — ровно столько, сколько пожелает водятел с помощью газульки. Но сгореть это топливо в условиях недостатка кислорода не может и потому двигатель толком не тянет.
Самое прикольное, что даже дыма особого может при этом не быть — ведь в условиях пониженной КОНЦЕНТРАЦИИ кислорода топливо горит и очень медленно и с низкими температурами(то, чего и добивались экологи), потому топливо даже засажевАться толком не может — вылетает в трубу(в прямом смысле слова) в виде парОв…
Максимальная мощность, развиваемая дизелем с такой неисправностью, определяется степенью открытия подвисшего клапана ЕГР. Как правило клапан просто теряет герметичность из-за попавшего под тарелку клапана кусочка асфальта. При этом резкого перепада «тянет-нетянет» нет — мощность нарастает с холостого хода как обычно(а то даже и резвее), но всё медленнее и медленнее по мере увеличения подачи топлива и нарастания разницы давлений(а следовательно объёма перепускаемых газов) на клапане ЕГР.
Невысокая МАКСИМАЛЬНАЯ мощность, отсутствие дыма при педалировании, повышенный расход…
Чего чинить при таких симптомах начинают?
Правильно. Ничего.
Но ВСЕ заглушившие такой «подвисший» ЕГР отмечают и увеличение мощности и снижение расхода. Часть из таких начинает неистово бить копытом себя в грудь — какие они невьебенные тюнингаторы… А ведь если бы они просто починили ЕГР — то и мощность бы возросла сильнее и расход сильнее упал.
Зайдём с другой стороны.
Я же обещал рассказать, как «шерсти клок» с ЕГР получить?
Для того, чтобы понять, как ЕГР может работать в паре с турбонагнетателем — давайте посмотрим на «железо» попристальнее:
Как мы уже выяснили выше — давление выхлопных газов перед лопатками турбины довольно высокое — поэтому рециркулируемые газы перетекают во впускной коллектор через клапан ЕГР самотёком даже при том, что во впускном коллекторе турбина создаёт давление наддува. ЧАСТЬ выхлопных газов начинает циркулировать по кругу — ЧЕРЕЗ ДВИГАТЕЛЬ обратно на его впуск через клапан рециркуляции… и так цикл за циклом. При каждом цикле выхлопные газы смешиваются с чистым воздухом.
Чисто теоритически на холостом ходу у дизеля можно закольцовывать до 90% выхлопных газов — топлива впрыскивается мало и кислород из воздуха выжигается в незначительных количествах. По мере увеличения подачи топлива кислород начинает выжигаться интенсивнее, но весь кислород в дизеле невозможно выжечь даже на режиме максимальной мощности. Читайте подробнее тут — www.drive2.ru/l/473421120691765334/
Потому ЕГР на дизеле(в отличие от бензинок) просто вынужден закольцовывать значительные объёмы выхлопных газов — иначе уровень кислорода в камере сгорания заметно не уменьшить и образование окислов азота не снизить.
Но сейчас не об этом.
Какие же плюсы может привнести ЕГР в плане ТУРБОНАДДУВА дизеля?
1). Уменьшение «турбоямы».
Крыльчатки турбонагнетателя(2 и 3 на рисунке) на режиме низких нагрузок вращаются с низкой скоростью и создают СОПРОТИВЛЕНИЕ как на входе в двигатель(свежему воздуху), так и на его выходе(выхлопным газам).
При резком увеличении подачи топлива ротор турбонагнетателя не может раскрутиться мгновенно, даже если выхлопных газов много. А их на холостом ходу мало. При попытке резко увеличить обороты дизель вынужден ещё и резко разогнать свежий воздух по впускному коллектору, и выхлопные газы — по выпускному коллектору. Газы тоже обладают массой и потому — инерцией. Получается резкое повышение давления перед горячей частью турбонагнетателя(6) и понижение давления после холодной части(8). Система топливоподачи дизеля будет ограничивать подачу топлива пропорционально давлению во впускном коллекторе чтобы не допустить дымления — и таким образом будет ограничивать количество выхлопных газов. Малое количество выхлопных газов не может эффективно раскручивать ротор турбонагнетателя. Замкнутый круг. Выход из него на некоторых режимах(особенно на высокогорье, где воздух разряжен) занимает несколько секунд.
Если же в это время приоткрыть клапан ЕГР — то на вход двигателя начнут поступать под высоким давлением выхлопные газы. При том, что поток выхлопных газов через горячую часть турбины уменьшается почти в два раза — через двигатель газов начинает проходить в два раза больше.
У дизеля выхлопные газы содержат значительное количество кислорода(точное количество зависит от режима двигателя, но меньше 20% от обычного количества не бывает в принципе) и инертными являются только в «умных» статьях про ЕГР. На самом деле подмешивание до 50% выхлопных газов В ТУРБОЯМЕ значительно(до 20-30%) увеличивает количество топлива, которое можно подать в камеру сгорания и потому количество вновь образующихся выхлопных газов резко возрастает. Процесс нарастает лавинообразно и турбояма заметно сокращается и по глубине и по длительности.
Главное здесь — не перестараться. Если закольцевать большее количество выхлопных газов, чем допустимо при требуемой подаче топлива — то количество кислорода в смеси начнёт лавинообразно сокращаться с каждым оборотом через двигатель, а это чревато уже рассмотренной выше ситуацией с захлёбыванием турбодизеля собственными выхлопными газами…
Но производителю движков хочется набурындить выхлопных газов максимально много, буквально на грани допустимого. И потому в итоге подмешивать решили не выхлопные газы к свежему воздуху, а наоборот — свежий воздух к выхлопным газам. Именно поэтому на современных турбодизелях расчёт топливоподачи и управление двигателем осуществляются несколько своеобразно. Почти как на бензинках.
Количество необходимого топлива определяется по нажатию газульки. Компьютер рассчитывает, сколько именно СВЕЖЕГО воздуха ДОЛЖНО поступать в двигатель, чтобы ГАРАНТИРОВАНО сжечь этот объём топлива на данном режиме двигателя. Количество поступающего свежего воздуха контролируется датчиком массового расхода воздуха, но ограничивается не дроссельной заслонкой, а «выдавливается» выхлопными газами. Клапан ЕГР открывается ВСЕГДА максимально сильно — до уровня когда количество реально поступающего свежего воздуха падает до уровня, рассчитанного компьютером…
2). Повышенная «степень сжатия».
ЕГР значительно повышает температуру свежего заряда(за счёт подмешивания раскалённых выхлопных газов) и, соответственно — температуру и давление в камере сгорания в процессе сжатия — что с точки зрения протекания процессов характерно для повышенной «степени сжатия». Подробнее про степень сжатия поговорим в отдельной статье, а в этой статье нам важно только то, что подобное завуалированное повышение «степени сжатия»(турбонаддув, кстати — ещё один скрытый способ увеличить «степень сжатия») приводит к повышению КПД двигателя. К сожалению одновременно падает плотность свежего заряда и потому падает максимальная мощность двигателя. Потому ЕГР, опять таки, задействуется в полную силу только на режимах частичной мощности.
3). Уменьшение затрат энергии на сжатие воздуха турбиной.
Как я уже писАл — выхлопные газы дизеля содержат много кислорода даже на максимальной мощности — когда дизель уже дымит вовсю. Потому ЕГР на дизеле на режимах ЧАСТИЧНОЙ мощности и на холостом ходу просто вынуждена подмешивать к свежему воздуху огромную порцию выхлопных газов — иначе заметно снизить процент кислорода в камере сгорания просто невозможно.
В документации на ZD30 указана цифра 45%:
Теоретически безопасный предел для двигателя с примитивными датчиками. Почти ПОЛОВИНА выхлопных газов подаётся на впуск. Почти ПОЛОВИНА воздуха в цилиндре НА РЕЖИМАХ ЧАСТИЧНОЙ МОЩНОСТИ и ХХ состоит из выхлопных газов. Насколько возрастает температура поступающего в цилиндры воздуха — остаётся только догадываться…
С другой стороны — у дизеля НА РЕЖИМЕ ЧАСТИЧНОЙ МОЩНОСТИ в ДВА РАЗА меньше выхлопных газов на выходе из выхлопушки. И свежего воздуха он потребляет тоже в ДВА РАЗА меньше! Мечта экологов…
Вот так выглядит сигнал с датчика массового расхода воздуха при принудительном открытии-закрытии клапана ЕГР на холостом ходу дизеля:
Хорошо видно, что потребление дизелем воздуха при закрытом ЕГР резко увеличивается.
Кто-нибудь знает, почему дебилы-экологи считают только вредные выбросы самого движка, а выбросы связанные с уменьшением пробега каждого двигателя в 10 раз — нет?! Гарантированный пробег двигателя ЕВРО4 сделанного в Европе — около 100тыщкм. Корейцы сейчас на свои катализаторы дают гарантию в 1 тысячу(!) км. Т.е. их НОВЫЙ катализатор накрывается медным тазом через месяц эксплуатации НОВОГО(!) авто, ЕГР начинает глюкать несколько попозже — но настройки топливоподачи остаются заточенные под наличие и исправную работу всей этой экологической хрени. Понюхайте выхлоп авто с вырезанным катализатором?! Он воняет намного сильнее аналогичного авто с конским пробегом, сробленного изначально безо всяких экологических прибамбасов…
Современный дизельный движок очень сильно ужат по подаче топлива — потому никакой экологический пост никогда не сможет докопаться до дымности его выхлопа даже при вырезанных катализаторах и сажевом фильтре. Но с выхлопушки такого Евро-4 и сажа летит в огромных количествах и куча всякой другой хрени, которая обычно только с убитых бензинок раньше летела…
Наверное потому ресурс современных двигателей намеренно сводят к средней продолжительности жизни экологического обвеса… Ну да ладно…
Нас же СЕЙЧАС интересует только то, что ЭНЕРГИИ на сжатие турбокомпрессором в два раза мЕньшего количества свежего воздуха потребуется соответственно почти в два раза меньше. А это дохрена. Неверующие могут заценить мощность своего пылесоса в квартире… 2кВт — это почти 3 лошадиные силы. А турбокомпрессор дизеля и воздуха сжимает намного больше, чем пылесос, и сжимает этот воздух намного сильнее. Именно поэтому после глушения ЕГР заметно возрастает расход топлива — ведь энергии на сжатие воздуха в турбине и в цилиндрах начинает тратиться больше.
Возрастает расход как бы ненамного. Пол литра ли, 0,75 ли… 🙂
Конкретная величина прироста расхода зависит от характеристик турбонагнетателя, системы его управления и обычного режима движения автомобиля… Интересующиеся могут сходить на разные профильные форумы или пошукать здесь на драйве — ВСЕ заглушившие НОРМАЛЬНО работающий ЕГР наблюдают увеличение расхода.
На ZD30 увеличение расхода связано ещё с одним ляпом разработчиков — управление геометрией турбины осуществляется ТОЛЬКО на основании показаний датчика массового расхода воздуха и некоей математической модели перерасчёта КОЛИЧЕСТВА поступающего воздуха в его ДАВЛЕНИЕ после турбины. Глушение же ЕГР на некоторых режимах почти в 2 раза УВЕЛИЧИВАЕТ количество ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ — немудрено, что такая нелинейная штука как турбина(а особенно VGT-турбина) начинает создавать повышенное давление во впускном коллекторе(и, соответственно, в выпускном) — реального-то давления комп не видит и скорректировать потому не может… Ну а повышенное давление на режимах частичной мощности, когда лишний воздух не нужен — это, как уже писалось выше, лишние же затраты энергии на сжатие этого лишнего воздуха.
Пример из умной книжки:
На дизеле количество воздуха в камере сгорания напрямую определяет характеристики воспламенения топлива, но значительный избыток воздуха ни на максимальной мощности, ни на режимах частичной нагрузки нафиг не нужен. Он только снижает КПД дизеля — соответственно увеличивает расход и, как ни странно, несколько СНИЖАЕТ максимальную мощность.
Привести к идеалу можно, но об этом читайте в следующих статьях.
Источник