Содержание
Нагнетание воздуха при помощи турбокомпрессора
Мощность, которую может развивать двигатель внутреннего сгорания, зависит от количества воздуха и топлива, которое поступает в двигатель, Таким образом, добиться повышения мощности можно, увеличив количество этих компонентов, Увеличения количества топлива совершенно бессмысленно, если одновременно не увеличивается количества воздуха для его сгорания. Поэтому одним из решений проблемы повышения мощности двигателя является увеличения количества воздуха, поступающего в цилиндры; при этом можно сжечь больше топлива и получить, соответственно, большую энергию, Это подразумевает, что необходимый для сгорания топлива воздух должен быть сжат перед подачей в цилиндры.
Увеличения мощности атмосферного двигателя может быть достигнуто путём увеличения либо его рабочего объёма, либо оборотов, Увеличения рабочего объёма сразу же увеличивает вес, размеры двигателя и, в конечном итоге, его стоимость, Увеличение оборотов проблематично из-за возникающих при этом технических проблем, особенно в случае двигателя со значительным рабочим объёмом.
Технически приемлемым решением проблемы увеличения мощности является использование нагнетателя (компрессора), Это означает, что подающийся в двигатель воздух сжимает перед его впуском в камеру сгорания.
Турбокомпрессор был впервые сконструирован швейцарским инженером Бюши ещё в 1905 году, но только много лет спустя он был доработан и использован на серийных двигателях с большим рабочим объёмом.
В принципе, любой турбокомпрессор состоит из центробежного воздушного насоса и турбины, связанных при помощи общей жесткой оси между собой, Оба этих элемента вращаются в одном направлении и с одинаковой скоростью, Энергия потока отработавших газов, которая в обычных двигателях не используется, преобразуется здесь в крутящий момент, приводящий в действие компрессор, Происходит это так, Выходящие из цилиндров двигателя отработавшие газы имеют высокую температуру и давление, Они разгоняются до большой скорости и вступают в контакт с лопатками турбины, которая и преобразует их кинетическую энергию в механическую энергию вращения (крутящий момент).
Это преобразование энергии сопровождается снижением температуры газов и их давления. Компрессор засасывает воздух через воздушный фильтр, сжимает его и подает в цилиндры двигателя, Количество топлива, которое можно смешать с воздухом, при этом можно увеличить, что позволяет двигателю развивать большую мощность. Кроме того, улучшается процесс сгорания, что позволяет увеличить характеристики двигателя в широком диапазоне чисел оборотов.
Между двигателем и турбокомпрессором существует связь только через поток отработавших газов, Частота вращения турбокомпрессора напрямую не зависит от числа оборотов двигателя и характеризуется некоторой инерционностью, т.е. Сначала увеличивается подача топлива, увеличивается энергия потока отработавших газов, а затем уже увеличиваются обороты турбины и давление нагнетания, и в цилиндры двигателя поступает ещё больше воздуха, что даёт возможность увеличить подачу топлива.
Подача и давление воздуха в турбокомпрессоре без регулировки давления наддува прямо пропорциональны энергии отработавших газов, т. е. Числу оборотов турбины.
Для двигателей, работающих в широком диапазоне оборотов (к примеру, в легковом автомобиле), высокое давление наддува желательно даже на низких оборотах, Именно поэтому будущее принадлежит турбокомпрессора с регулируемым давлением. Небольшой диаметр современных турбин и специальных сечения газовых каналов способствуют уменьшению инерционности, т.е. Турбина очень быстро разгоняется, и давление воздуха очень быстро достигает требуемого значения. Регулировочный клапан следит за тем, чтобы давление наддува не возрастало выше определенного значения, при превышении которого двигатель может быть повреждён.
Преимущества турбокомпрессорного двигателя
Двигатель, оснащённый турбокомпрессором, обладает техническими и экономическими преимуществами по сравнению с атмосферным (безнаддувным) двигателем,
> Соотношение «масса/мощность» у двигателя с турбокомпрессором выше, чем у атмосферного двигателя.
> Двигатель с турбокомпрессором менее громоздок, чем атмосферный двигатель той же мощности.
> Кривая крутящего момента двигателя с турбокомпрессором может быть лучше адаптирована к специфическим условиям эксплуатации, При этом, водитель тяжёлого грузовика должен намного реже переключать передачи на горной дороге, и само вождение будет более «мягким», Кроме того, можно на базе атмосферных двигателей создавать версии, оснащённые турбокомпрессором и различающиеся по мощности, Ещё более ощутимы преимущества двигателя с турбокомпрессором на высоте. Атмосферный двигатель теряет мощность из-за разрежения воздуха, а турбокомпрессор, обеспечивая повышенную подачу воздуха, компенсирует снижения атмосферного давления, почти не ухудшая характеристики двигателя. Количество нагнетаемого воздуха станет лишь ненамного меньше, чем на более низкой высоте, то есть двигатель практически сохраняет свою обычную мощность. Кроме того;
> Двигатель с турбокомпрессором обеспечивает лучшее сгорание топлива.
Подтверждением тому служит уменьшение потребления топлива грузовиками на больших пробегах.
> Поскольку турбокомпрессор улучшает сгорание, он также способствует уменьшению токсичности отработавших газов.
Рекомендации по эксплуатации автомобиля с турбиной
Очевидно, что классическое обслуживание автомобиля ещё не гарантия того, что Ваш автомобиль может пройти 500 000 км до капремонта, Необходимо вводить в регламентное обслуживание такие работы mm очистка топливной системы, своевременная замена масла с очисткой масляных каналов и правильная эксплуатация автомобиля, как в городском цикле так и после длительной поездки.
I. Масло, на котором эксплуатируется ваш автомобиль - это действительно самая главная деталь.
При выборе автомобильного моторного масла необходимо учитывать следующее:
- Марку, тип, модель и год выпуска автомобиля.
- Стиль вождения автомобиля.
- Условия эксплуатации и степень нагрузки.
- Климатические условия и время года, в каких используется автомобиль.
- Тип топлива; дизель или бензин.
- С турбиной или без неё.
- Использовать масло, предусмотренное заводом изготовителем для турбинных двигателей по классификации API масла с индексом SL и SJ для бензиновых и CF , CF-4 для дизельных автомобилей.
Мы можем прислушиваться к фирмам, продающих масла, но говорить о замене масла на 15000км пробега невозможно из-за низкого качества нашего топлива, Топливо полностью не сгорает в камере сгорания, закоксовываетеся поршневая группа, в итоге поршневые кольца не выполняют свои функции, повышается внутри картерное давление, Повышенное внутри картерное давление способствует внешнему запотеванию двигателя, течи сальников коленвала, а также прокладок поддона и клапанной крышке, а в турбированных двигателях создается подпор по сливу масла из турбокомпрессора. Попадая, вовнутрь двигателя отработанные газы съедают, комплекс полезных присадок в масле и масло быстро теряет своё предназначение защищать двигатель. Делая не значительный перепробег по маслу, Вы ещё больше усугубляете процесс коксования двигателя и масляных каналов.
Рекомендуемая периодичность замены масла европейского производства 15 w 40 - 5000км (120 мото/ч), 10 w 40 - 7500км (180 мото/ч) (рекомендуемое), 5 w 40 - 10000км(240 мото/ч), а американского производства 15 w-40 - 7500 км. 10 w -40 - 10000 км (рекомендуемое), 5 w -40 - 12000км пробега. Масла, используемые для сельхоз, техники, должны соответствовать требованиям завода изготовителя ( John Deere JDM J 27 A ; Caterpillar TO -2; Case МБ 1207, МБ 1210; Massey Ferguson CMS M 1139).
II. Для максимальной защиты от износа, снижения трения, уровня акустического шума двигателя и турбины, работающих в сверхсложных условиях, необходимо добавлять в масло антифрикционный кондиционер метала ER .
III. Перед эксплуатацией автомобиля дать возможность прогреться двигателю от 3 мин., а зимнее время более 10 мин, для прогрева масла, поступающего в турбину.
IV. После длительного пробега перед остановкой двигателя необходимо не глушить сразу автомобиль, а дать возможность поработать на холостых оборотах от 1 до 3 мин.
V. В зимнее время года при прогреве двигателя не производить поднятие оборотов резкими «перегазовками» двигателя.
Практические советы по обслуживанию, диагностике
Сегодня многие СТО «боятся» автомобилей с турбокомпрессором. Это происходит из-за нехватки информации с одной стороны и нежеланию механиков получать дополнительные знания по авто диагностики, Предлагаем Вам ознакомиться с подходом к турбокомпрессору, Не нужно бояться турбин, нужно технически грамотно представлять процесс проверки турбокомпрессора.
Если автомобиль нуждается в ремонте, а признаки указывают, что неисправность связана с турбокомпрессором, важно точно установить, поврежден турбокомпрессор или нет, Это можно сделать, пользуясь таблицей, приведенной ниже. Если точно установлено, что турбокомпрессор неисправен, нужно обязательно отыскать причину этого, Если её не устранить, новый компрессор, установленный взамен неисправного, тоже выйдет из строя; иногда это происходит в первые же секунды после запуска двигателя.
Методика диагностирования турбокомпрессора на двигателе:
(смотрите таблицу)
- Необходимо подсоединиться в систему впускного коллектора с помощью тройника, так как система должна быть герметична.
- Произвести запуск двигателя, дать возможность прогреться двигателю до температуры 70 С.
- Статическая проверка турбонаддува;
а) На инжекторных автомобилях показание прибора при холостых оборотах должны быть в секторе ваккумирования (левая зелёная зона). На дизельных автомобилях показание прибора коле баются около «О».
б) Для дизельных автомобилей показание прибора при холостых оборотах стрелка находится в 0 , при резком и кратковременном нажатии на педаль газа могут быть в приделах 0,5 • 0,8 бар при 2200-3500 об/мин, эффективность нагнетания происходит от 2200 об/мин.
в) На инжекторных автомобилях при плавном нажатии на педаль акселератора на оборотах двигателя 2000 об/мин показания прибора достигает 0-0,2 бар, При резком нажатии на педаль акселератора показания прибора достигает 0,3-0,5 бар и происходит сброс давления т,к, двигатель не нагружен. Поэтому инжекторный автомобиль необходимо диагностировать в движении. Эффективность нагнетания происходит от 2800 об/мин двигателя.
- Динамическая проверка турбонаддува:
а)Необходимо вывести прибор в салон автомобиля.
б)Произвести измерение на 2-й передаче с максимальным ускорением, при этом показание прибора на инжекторных автомобилях достигают 0,8-1,0 бар, а на дизельных 0,6-0,8 бар.
- После измерения турбо наддува необходимо все соединения вернуть в
начальное состояние.
Внимание!!! Если давление турбо надува для дизеля ниже 0,5 бар то необходимо уделить серьёзное внимание топливной аппаратуре, Если ниже 0,3 бар при исправном двигателе, то турбокомпрессор требует ремонта.
Внимание!!! Если давление турбо наддува превышает максимально допустимые параметры то существует большая вероятность выхода из строя цилиндропоршневой группы (прогар поршня).
Замена турбокомпрессора
Чтобы быть уверенным в качестве приобретаемого нового турбокомпрессора, рекомендуется покупать его у официальных дилеров производителя.
При самостоятельной установке турбины следует выполнять приведённые указания.
- Проверить сливные маслопроводы, снять и полностью прочистить, Убедиться в отсутствии вмятин, повреждений, пережатый, Случается, что шланги и резиновые патрубки через некоторое время разбухают изнутри, что затрудняет движения масла, В случае сомнений рекомендуется заменить резиновые части новыми деталями.
- Проверить сапун двигателя, снять и полностью очистить, Нужно следовать тем же указаниям, что и для маслопроводов, Проверить, при необходимости заменить клапаны (если они есть), На сапуне часто устанавливают небольшой конденсатор масла, Его также нужно очистить и проверить.
- Пред установкой турбокомпрессора (далее ТРК) заглушить патрубок маслоподачи и слива на РТК.
- Прогреть двигатель до рабочей температуры, произвести замер давления масла в патрубке подачи масла на РТК ( не менее О,8 кг/см 2 ) на холостых оборотах и (не более 4.5 кг/см 2 ) на максимальных оборотах.
- Слить отработанное масло с двигателя.
- Произвести замену всех фильтров (масленою и воздушного). Очистить внутренние полости корпуса воздушного фильтра от инородных частиц и мусора.
- Залить масло, соответствующее требованием завода изготовителя для данного типа двигателя (смотреть инструкцию по эксплуатации автомобиля).
- Произвести чистку и проверить герметичность воздушных патрубков подачи и слива масла (патрубки трубопроводов должны соответствовать требованию завода изготовителя).
- При наличии интеркуллера промыть его от остатков масла.
- При наличии в выхлопной системе катализатора его необходимо
заменить или удалить, если автомобиль имеет пробег более 100 тыс.км.
- Снять заглушку с масло подающего патрубка. На стартерном режиме произвести покачивание масло подающей трубки, слить в ёмкость примерно 100г масла.
- Произвести монтаж ТРК,_не подключая патрубки всасывания и надува воздуха.
- Подключить масло подающую трубку к ТРК.
- На стартерном режиме произвести прокачивание масла через ТРК в ёмкость примерно 100г . Контролируя появления масла на сливной трубке.
- Подсоединить маслосливную трубку к ТРК,
- Запустить двигатель, не пользуясь педалью акселератора. Дать поработать двигателю 15-20 минут на холостых оборотах, при этом контролировать температуру патрубка подачи масла (50-60°), Контролировать герметичность всех соединений.
- Увеличить обороты двигателя до 2500/3000 об/мин . При этом отслеживать выброс масла из нагнетающего патрубка улитки ТРК.
- Убедившись, что ТКР не выбрасывает через нагнетающий патрубок улитки масло, произвести монтаж воздушных патрубков.
- Запустить двигатель проверить герметичность всех соединений.
- Замерить сопротивления выпускного тракта после турбины.
При обнаружении неисправностей их следует устранить. |
|
