Ремонт вакуумной системы турбины

Как вакуум работает на турбине дизельного двигателя

Как устроена турбина и как она работает

Турбина с измененной геометрией отличается от классических турбокомпрессоров тем, что имеет в своей конструкции кольцо и специальные лопасти с аэродинамической формой, которая способствует увеличению эффективности наддува. В автомобилях с двигателями небольшой мощности сечение регулируется посредством изменения ориентации этих лопастей. В двигателях большой мощности лопасти не вращаются, а покрываются специальным кожухом или перемещаются вдоль оси камеры.

Особенностью VNT турбины являются поворотные лопасти, механизм управления и вакуумный привод. Принцип работы основывается на регулировке потока отработавших газов, которые направляются на колесо турбины. Точная регулировка позволяет настроить проходное сечение для потока газов под режим работы двигателя. Если автомобиль двигается на небольшой скорости, то и турбина крутится медленнее, но при этом лепестки устанавливаются в такое положение, чтобы расстояние между ними было минимальным. Газу в малом объеме сложно преодолеть небольшое отверстие, поэтому он будет передвигаться с большей скоростью, за счет чего обороты турбины увеличиваются, увеличивая при этом давление наддува.

При помощи данных лопастей можно существенно увеличить скорость вращения турбины, не меняя объемы поступающих газов. На большой скорости компрессор раздвигает лопасти – это обеспечивает поддержание безопасного давления внутри системы и исключает перегревы. Принцип изменяемой геометрии позволяет не использовать перепускной клапан, так как весь объём выхлопных газов выходит через горячую часть крыльчатки. Изменение положения поворотных предотвращает избыточный наддув.

Преимущества турбины с изменяемой геометрией

• Автомобили с такими турбинами развивают большую скорость с самых низких оборотов.
• Существенно снижается объем необходимого топлива, а также количество вредных выбросов в атмосферу.
• Улучшается прохождение газов через турбину из-за отсутствия клапана Wastegate и уменьшения количества разнонаправленных потоков газа.
• Улучшается эластичность двигателя.

Возможные неисправности

Турбокомпрессор с изменяемой геометрией представляет собой сложный механизм, поэтому он больше подвержен различным поломкам. Однако, такие турбины сталкиваются лишь с несколькими проблемами:

• Подклинивание лопастей в движении. Такая ситуация может сложиться из-за сильного износа трущихся пар и образовании нагара. Масляные, а также углеродистые отложения мешают плавному движению регулировочного кольца.
• Заклинивание лопаток в одном положении. Это может происходить по причине критического нагарообразования, когда силы вакуума не хватает для движения регулировочного кольца.
• Поломки вакуумного привода поворотных лопастей или клапана управления давлением.

Симптомами поломок считаются подергивание при разгонах, потеря мощности двигателя, увеличение расхода топлива, а также срабатывание индикатора на приборной панели Check Engine.

Определение понятия

Итак, актуатор – что это такое? Само слово очень созвучно с другим похожим – «активатор». Понятие обоих почти одинаковое. Актуатор представляет собой техническое устройство или спусковой механизм, передающий усилие от управляющего на управляемый объект. Само воздействие может быть разнообразным: от линейного до вращающего. При этом в зависимости от того, как прилагается усилие, определяется разнообразие приборов.

В автомобильной конкретике актуатор может быть представлен приводом центрального замка. Усилие от управляющего контура здесь передаётся в линейное перемещение путём червячной передачи. Но самый простейший автомобильный актуатор – это механический домкрат. Здесь управляющим узлом выступает человек. А актуатор передает вращательное воздействие в вертикальное перемещение площадки домкрата. Имеется в виду простейший механический прибор, сделанный в виде трапеции.

Как работает актуатор турбины дизельного двигателя?

На сленге автолюбителей этот узел имеет разные названия — например, вестгейт, вакуумный регулятор. Как и другие механические узлы, актуатор может сломаться, и тогда, чтобы продолжить эксплуатировать турбированный двигатель, его приходится менять. Но замена — это полбеды. Потом вестгейт придется регулировать, и это уже серьезная задача, правильно выполнить которую сможет только опытный водитель.

Регулятор ставят в выпускной коллектор машины. Принцип его действия простой. При увеличении скорости мотор начинает работать на повышенных оборотах. Давление отработанного газа растет. Появляется необходимость провести его мимо колеса турбины. Тогда и начинает действовать вестгейт — его клапан открывается и пропускает газы через себя.

Конструкционные особенности вакуумного регулятора

Наибольшее распространение получили устройства типа Bypass, которые предлагаются в двух вариантах:

1. Актуатор турбины с замкнутым циклом. Здесь лишнее давление поступает в разогретый сектор устройства посредством байпасного канала. Такая технология снижает инерционные потери, возникающие при увеличении турбинным колесом своих оборотов. Когда образуется избыточное давление, начинает изгибаться диафрагма. В результате усилие возвратной пружины преодолевается, устройство открывается и все «лишнее» поступает в байпасный канал.
2. Blow-Off. Здесь тоже применяется «принцип насоса». Отличие заключается в том, что выброс излишков осуществляется в атмосферу: при этом процесс сопровождается характерным звуком.

Не работает актуатор турбины: признаки

Симптомов поломки турбокомпрессора несколько, но основной – синий выхлоп. Особенно ярко он выражается во время разгона, но когда работа силового агрегата стабилизируется, выхлоп приобретает обычный цвет. Дым синеет из-за сгорания масла, которое попало в мотор по причине его вытекания из турбокомпрессора.

Из выхлопной трубы может выходить и черный дым, что говорит о сгорании обогащенного топлива из-за утечки воздуха в интеркулере. Также выхлоп может быть черным из-за поломки управляющей системы турбокомпрессора.

Выход дыма белого цвета также говорит о неисправности турбокомпрессора. Выхлоп белеет из-за засора в сливе турбинного маслопровода. Другими явными признаками неисправности актуатора являются потеки масла на турбине и значительное увеличение его расхода. Это свидетельство засора в каналах подачи воздушной массы или маслопровода.

Если автомобиль стал разгоняться медленнее обычного, дело также может быть в турбокомпрессоре. Его неисправность может стать причиной недостаточного поступления воздушной массы в силовой агрегат. Нехватка воздуха приводит к серьезному падению мощности мотора.

Еще один признак поломок в турбине — сильный шум при работе двигателя. Его появление бывает вызвано протеканием воздуха между выходом компрессора и мотором. Вместе с шумом появляется неприятный скрежет при включенном турбокомпрессоре. Скрежет или шум могут быть следствием образования трещин, вмятин или других механических повреждений, которых касаются лопасти агрегата.

Если расход масла значительно увеличился, а выхлоп стал более токсичным, проверьте воздушный фильтр или подключенный к турбине воздушный канал. Может быть, проблема в том, что эти элементы засорились.

Последний признак нерабочего состояния вестгейта – самый распространённый. Это выход масла из компрессора. Причина неоригинальна — это все то же замусоривание кожуха оси турбогенератора. Также выход масла мог быть спровоцирован неисправностью смазочной системы или ее закоксовыванием.

Как проверить актуатор турбины?

Диагностика электронного турбокомпрессора начинается с проверки тестером. Актуатор можно тестировать на автомобиле, а можно предварительно демонтировать. Проверке подлежат:

• вакуумный клапан;
• исполнительный механизм;
• турбинный клапан.

Диагностику нужно периодически проводить, даже если вестгейт не дает повода. Когда происходит незначительная поломка турбины, это ведет к чрезмерному нагреву подшипников и, как следствие, к полной поломке агрегата.

Тестирование можно производить так – запускаем двигатель и газуем на месте. При этом нужно посматривать на шток вестгейта — в какой-то момент он начнет двигаться. Запомните, на каких оборотах мотора турбокомпрессор начал срабатывать — это будет ориентиром для проверки его исправности. Более точные показания можно получить на стенде.

Анатомирование

Собрав все части квадрокоптера мы принялись изучать повреждения.

• дорогущая камера GoPro – целая (фуууффф…);
• все четыре балки целые, даже царапин нет; 15см-кончик одной балки загнулся на пару градусов;
• контроллер, в составе двух mbed, IMU и радиопередатчика – целые; причем APC220 валялся рядом с местом крушения;
• остались невредимыми три из четырех двигателей;

• практически все пластиковые крепления, напечатанные на 3D-принтере – уничтожены;
• алюминиевые пластины кузова – погнуты;
• один двигатель заклинен – погнуло колокол;
• LiPo батарея разрушена.

Немного фотографий уничтоженных компонентов.

Ремонт и настройки актуатора турбины

В конструкцию турбины входит специальный клапан, предназначенный для регулировки давления воздуха в системе турбонаддува. Данное устройство имеет несколько определений: актуатор, вестгейт, регулятор вакуумный. Все эти названия относятся к одному механизму.

Распространенные неисправности актуатора турбины

Можно выделить три главных причины, почему ломается вестгейт:

• Выходят из строя электронные составляющие компонента системы, которые отвечают за его своевременное открытие/закрытие;
• Ломаются зубья шестерней привода, что приводит к сложностям при открытии и закрытии клапана;
• Выход из строя электромотора, который отвечает за работу створки, вследствие чего система не функционирует должным образом.

В условиях специализированного сервисного центра можно устранить все описанные выше проблемы, но важно отметить, что для начала необходимо правильно диагностировать поломку, для чего потребуются специальные тестеры. Соответственно, самостоятельный ремонт актуатора турбины часто невозможен из-за отсутствия необходимого оборудования.

Чаще всего, когда клапан турбины выходит из строя, его целесообразнее не ремонтировать, а заменить. Особенно это актуально, когда выходят из строя манжет или маслосъемные колпачки, которые не подлежат замене. В таком случае потребуется снять актуатор турбины и установить на его место новый. Делается это следующим образом:

1. Первым делом потребуется достать из корпуса старую манжету;
2. Далее крайне важно обезжирить поверхности, чтобы они плотно скрепились друг с другом;
3. После этого, используя герметичный клей, нужно наклеить новую манжету на корпус с двумя колпачками;
4. Для создания необходимого вакуума между колпачками создается зазор, вместе с тем обеспечивается дополнительная смазка;
5. Далее при помощи клея крепится мембрана, и ее важно завальцевать по всей окружности.

На этом можно считать установку активатора завершенной. Остается его настроить, чтобы он правильно работал с системой.

Принцип работы вакуумного регулятора

Основная задача данного устройства – сброс избыточного давления воздуха. При работе турбированного двигателя внутреннего сгорания в турбине возрастает давление наддувочного воздуха и отработавших выхлопных газов. Клапан актуатора срабатывает при достижении давления предельно допустимого значения. При этом часть выхлопных газов перенаправляется за пределы турбинного колеса, одновременно с этим подача сжатого воздуха в цилиндры агрегата снижается.

Вывод: вестгейт не допускает максимального раскручивания турбонагнетателя под воздействием интенсивных потоков выхлопных газов при работе двигателя внутреннего сгорания на повышенных оборотах.

Основные причины отказов актуаторов турбин

При изготовлении турбомоторов в заводских условиях производится точная настройка вакуумного регулятора

. Если водитель осуществляет дополнительные усовершенствования ДВС, самостоятельно устанавливает турбину на атмосферник и пр., возникает необходимость в индивидуальных регулировках и настройках актуатора турбонаддува.

Наиболее частые поломки вестгейта:

1. Отказ деталей и узлов электроники.
2. Поломка электромотора.
3. Деформации, износ зубьев шестеренок привода перепускного клапана.

Для выявления и устранения причин поломки вестгейта проводится тщательная диагностика в сервисных мастерских, занимающихся ремонтом турбин. Автомеханики тестируют электронный блок управления (ЭБУ). Чаще всего из строя выходит мембрана актуатора из-за естественного износа, полученного в результате длительного пробега авто. В этом случае мастер меняет поломанную деталь на новый экземпляр. После установки новой манжеты производится настройка вестгейта

Как почистить турбину своими руками

Устройство турбины постоянно сталкивается с непрерывной нагрузкой, подвергается воздействиям продуктов горения масла и топлива, поэтому нуждается в регулярной чистке для профилактики различных поломок, которые могут быть с этим связаны. Зачастую, достаточно обработать турбину специальным средством и прогнать его через механизм для качественной очистки. Однако, иногда придется приложить побольше усилий для того, чтобы удалить все загрязнения с устройства. Также стоит помнить о том, что турбина не требует частой чистки, поэтому если она сильно загрязняется за короткое время, значит есть неполадки в ее работе или настройке.

Причинами сильных загрязнений могут выступать:

• Увеличение нормы давления газов.
• Износ лопастей турбины.
• Превышение необходимого срока эксплуатации поршневого отсека.
• Засора сапуна.
• Износ прокладок.

Именно поэтому каждый автовладелец должен понимать, что сделать качественную чистку самостоятельно возможно, но далеко не всегда результат таких действий положительно влияет на работу механизма, а в некоторых случаях может и вовсе ухудшать ситуацию.

Отсутствие надлежащего опыта, проверенных чистящих средств, специальных инструментов – все это может негативно сказаться на результате вашей чистки, поэтому лучше всего обращаться в специализированные центры, где такой работой занимаются профессионалы.

Когда нужен ремонт агрегата?

Ремонт актуатора турбины лучше производить сразу после того, как вы обнаружили неисправность или заметили в «поведении» мотора странности, например, потерю мощности. Чем раньше вы обратитесь к мастеру, тем дешевле вам обойдутся услуги.

Некоторые автовладельцы хотят сэкономить и сами пытаются починить машину. В некоторых случаях, например, при замене прокладки или клапана это срабатывает, но в большинстве работа в кустарных условиях приводит к еще большим проблемам. И вам придется покупать уже новый силовой узел, что обойдется в несколько раз дороже. Поэтому рекомендуем найти СТО, где вам предложат качественные услуги по приемлемым ценам.

Красный Октябрь

Итак, собственно, о моем квадрокоптере. Те кто следил за проектом, знают, что квадрокоптер находится на этапе настройки системы стабилизации. На самом деле, того что уже есть вполне хватает для дистанционного управления машиной. Однако, чтобы аппарат получился автономным, он должен уверенно зависать в одной точке, что пока не очень получается.

Кроме того, пока не реализован алгоритм возвращения на базу в случае потери сигнала. Именно эта фича помогла бы избежать того, что произошло во время наших полетов. А произошло следующее.

После пары удачных полетов на высоту около 100 метров (на глазок), куда я раньше никогда не поднимался, мы решили прикрутить к машине GoPro камеру. Прикрутить на изоленту

Источник