Отличия бензиновых и дизельных турбин

Основное отличие главных узлов турбонагнетателя — это использование различных материалов для крыльчатки и корпуса. Но по внешнему виду определить, на какой вид топлива предназначена та или иная турбина, может только механик-турбинист с большим стажем.

Лопасти турбины, независимо от того, на какой мотор она установлена, приводятся в движение потоком отработанного газа. В дизельных моторах после сгорания солярки температура газа на выпуске не превышает 850 о С, но дизтопливо может продолжать гореть и на выходе в выпускной коллектор. Для бензиновых моторов температура отработанного газа не опускается ниже 1000 о С.

Исходя из такой разницы в температуре газа, который будет раскручивать колесо турбины, корпус и лопасти агрегата должны изготавливаться из разных материалов.

Для крыльчатки турбины используют жаропрочные никельсодержащие металлы: GMR 235 (используется для крыльчатки при температуре выходного потока в 850 о С), Inconel 713 (в металле увеличено содержание хрома, используется для крыльчатки бензиновой турбины, материал рассчитан на пропуск выходного газа температурой до 1000 о С).

В качестве материала корпуса для дизельных турбин используется чугун серый (максимальная рабочая температура — 650 о С), чугун кремниево-молибденовый (максимальная рабочая температура — 720 о С), чугун с вермикулярным графитом GGV SiMo (макс. т. — 850 о С).

Для корпуса турбин, встраиваемых в бензиновый мотор, используются жаропрочные сплавы, способные выдержать долгосрочную температуру более 1000 о С (аустенитные стали, сплав NiResist 5).

Второе отличие материала турбин состоит в том, что бензиновые турбины рассчитаны на минимальное давление, которое оказывает отработанные бензиновые пары в выпускном коллекторе. Газы отработанного дизтоплива имеют давление в 3-5 раз выше.

Отсюда вытекает главный вывод — ставить бензиновую турбину на дизельный мотор и наоборот нельзя. Это спровоцирует детонацию и снизит эффективность каждого двигателя.

Кроме этого, для бензиновых турбин практически не используется схема компрессора с изменяемой геометрией. Технологические решения VNT, VTG, VGT не адаптированы под высокие температуры выхлопа, который дает бензиновый мотор. Поэтому бензиновая турбина имеет в своей конструкции только главные детали.

Эксплуатация дизельного двигателя с турбиной

Нужна регулярная проверка состояния воздушного фильтра при эксплуатации дизельного двигателя и его турбины. Это нужно потому, что при загрязнении фильтра возникает большое давление на всасывании воздуха.

Это, в свою очередь, приводит к тому, что работоспособность и производительность компрессора снижается. Из-за того, что масло имеет высокую степень вязкости ощущается дефицит смазки при запуске холодного двигателя. Именно поэтому мотор с турбиной требует значительного прогрева перед началом полноценной работы.

Рекомендуем: Что такое климат контроль в авто – различные типы систем

Ниже указаны основные признаки при неисправностях турбин дизельного двигателя:

1. Двигатель не может набрать максимальные обороты, а также присутствует черный выхлоп. Это скорее всего вызвано из-за недостаточного поступления воздуха. Таким образом можно определить, что воздушный канал был загрязнен. Также, можно предположить, что выпускной коллектор разгерметизировался. Очень часто наблюдается утечка через слабые и неплотные соединения патрубков.

2. Также, о неисправности турбины может рассказывать синий цвет у выхлопного газа. Основной причиной этого может быть попадание масла в сам выхлопной коллектор. В данном случае нужно проверить целостность роторов, а также полное состояние всей сливной системы, которая идет от турбины непосредственно к двигателю. Иногда в ней могут образовываться засоры и сужения.

3. Громкая работа двигателя также свидетельствует о неисправности его турбины. Для того, чтобы определить причины этого нужно очень тщательно проверить всю герметичность трубопроводов и легкость вращения оси у компрессора. Может быть такое, что были повреждены роторы, или деформированы, или чересчур потерты. В таком случае необходим демонтаж всего узла для полного осмотра и дальнейшего ремонта.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Особенности дизельной турбины

Дизельная, как и бензиновая турбина, относятся к навесному узлу мотора. Турбонагнетатель врезается в систему выпускного коллектора и для своей работы использует все двигательные системы: охлаждение и смазки, вентиляции картерного блока, впуска и выпуска отработанных газов.

Турбина нагнетает воздух в топливные цилиндры под высоким давлением. Ротор турбины раскручивается, пропуская через себя энергию отработанного топлива, и приводит в движение лопасти нагнетателя — происходит всасывание воздуха из атмосферы, сжатие его и подача в блок цилиндров. Скорость вращения турбинного ротора на некоторых дизельных моторах может доходить до 250 000 оборотов в минуту — этот показатель считается нормальным, но для некоторых турбокомпрессоров это граница допустимых возможностей.

Конструктивно турбина состоит из двух блоков: колесо турбинное и компрессорное. Поскольку колеса имеют лопасти, второе их название – крыльчатки. Оба блока фиксируются на роторном валу. Главные детали дизельной турбины:

• крыльчатка турбонагнетателя (входит в блок горячей улитки);• крыльчатка компрессора (блок холодной улитки);• блок подшипников;
  • корпус турбины;

  • роторный вал.

Разбудить ураган: как правильно форсировать турбомотор

Как турбомоторы победили атмосферники

Тюнинг атмосферников долгое время был крайне востребованным, ведь в автоспорте наддув был под запретом, как «читерский» способ увеличения мощности, к тому же слабо применимый к гражданским машинам. Но все поменялось к концу 90-х годов. Турбонаддувные моторы прочно прописались сначала под капотами премиальных и спортивных машин, а затем, после введения моды на тотальный даунсайз, и под капотами малолитражек.
Сейчас в Европе атмосферные моторы – просто исчезающий класс. Более того, моторов объемом больше 1,6 литра на машинах до D-класса включительно попросту больше нет. Турбонаддув стал массовым явлением, к которому волей-неволей приобщаются все покупатели европейских машин. Конечно, можно купить японский. Но стоит ли? Ведь и в обычной эксплуатации «турбосилы» проявляют себя хорошо, а уж при тюнинге…

Будем честными. Затраты на тюнинг атмосферных моторов не оправдывают себя, значительные вложения приводят к росту мощности, но вместе с тем внешняя характеристика мотора – ВСХ – становится крайне неудобной для передвижения, ведь мотор придется ожесточенно «крутить».

Статьи / Практика Что важнее для разгона – мощность или крутящий момент Этот вопрос – одна из главных тем «холиваров» на автомобильных форумах. Оппоненты готовы порвать друг друга, приводя десятки аргументов. А ведь все просто: мощность — это и есть момент! Как… 342299 6 71 02.02.2015

Неудивительно, что сейчас большую часть высокофорсированных моторов предпочитают наддувать. Тюнинг атмосферных двигателей остается лишь там, где турбонаддув все еще запрещен – например, в некоторых дисциплинах автоспорта. Если же ограничений нет, то преимущество у этого метода подавляющее.

Общий смысл турботюнинга

Если мотор форсируется наддувом, то мы наращиваем мощность за счет массы воздуха и, как следствие, крутящего момента. Вы наверняка уже знаете, что мощность – это расчетный показатель, который зависит от момента и скорости вращения коленвала, а значит без труда сделаете вывод: если есть момент, то обороты можно особо не наращивать. Стало быть – облегченная поршневая группа, как у атмосферников, нам тут ни к чему.

И даже если высокие обороты нужны, то… нужно просто усилить конструкцию – за счет снижения КПД высокие обороты все равно достижимы, и этот путь форсирования не закрывается. Поскольку нагрузка на наддувный мотор больше, то конструкцию максимально усиливают, ведь она должна передавать больший крутящий момент.

Значит, нам понадобятся усиленные стальные шатуны, хорошо противостоящие детонационным ударам, а также усиленные поршневые пальцы и кованые поршни, способные выдержать большой тепловой поток и нагрузки.

При высокой нагрузке требуется хорошее охлаждение, поэтому пригодятся более толстые поршневые кольца, толстое же днище поршня, более высокий жаровый пояс, усиливающие вставки, более мощные маслофорсунки.

Клапаны, особенно выпускные – особо жаростойкие, с натриевым наполнителем и никакого титана – он при таких нагрузках точно «потечет». Максимум специальная металлокерамика в гоночных конструкциях – она лучше металла держит температуру и выдерживает высокие механические нагрузки.

Даже сам блок цилиндров часто требует усиления, особенно в нижней своей части, которая непосредственно воспринимает нагрузку от коленчатого вала и коробки передач. Особая роль у коленчатого вала. Он должен выдержать все: и высокую нагрузку, и горячее масло, и деформации блока под нагрузкой, а значит его придется сделать с очень большим запасом прочности.

Казалось бы, это все достаточно сложно, много элементов требуют усиления – куда больше, чем при форсировании мотора по оборотам. Но поскольку нагрузка на поршневую группу при увеличении оборотов растет квадратично, а при увеличении наддува – линейно, и лишь поршням достается сильнее, то игра стоит свеч. Это банально проще выполнить. Да и турбированный мотор «в стоке» часто имеет уже оптимизированную по этим параметрам конструкцию, при дальнейшем форсировании доработки потребуются лишь при очень значительном повышении мощности. Не зря столь популярен и эффективен чип-тюнинг.

Ладно, железо мы доработали. А что со впуском? Помимо общего улучшения продувки его конструкцию почти не усложняют. Резонансные явления играют свою роль, но при работе «в бусте» особой роли не имеют. Тонкая проработка требуется или для получения максимальной экономичности, или для реализации максимальной мощности при наличии ограничений на степень наддува или применяемые типы турбин.

Статьи / Практика Лишние лошадки: эффективный и опасный чип-тюнинг турбомоторов Чип-тюнинг – известная в народе «забава» для тех, кто хочет получить больше динамики, не вкладываясь в приобретение изначально более мощной машины или в серьезную доработку двигателя. Просто… 17063 0 9 23.03.2016

За степень наполнения отвечает в основном турбокомпрессор и согласование его характеристик с двигателем, а также точность настройки на всех режимах работы двигателя. Вот впускные каналы прорабатывают тщательно: закрутить нужный «вихрь» в камере куда важнее лучшего наполнения. Ведь это обеспечит лучшее сгорание, меньшую детонацию, высокую степень сжатия и наддув. А значит будет выше и мощность. Потерями на всасывание можно пренебречь – турбина наддует.

Кстати, столь популярный в атмосферном тюнинге «портинг» ГБЦ на турбомоторе должен выполняться с большой осторожностью именно потому, что заводская конфигурация впуска эти нюансы учитывает. А сделав каналы шире, можно убрать столь необходимое закручивание потока на каких-то режимах работы или же изменить соотношение между вертикальными и горизонтальными вихрями. В итоге при настройке мощность будет меньше, чем была бы без подобной доработки.

Короче, за тюнинг турбомотора нужно браться только в том случае, если вы действительно специалист. Дилетанты и недоучившиеся автомеханики могут запороть мотор, не добившись существенного эффекта.

Детали, которые мы поменяем

Если вы собираетесь поднимать мощность на 30-50%, то помимо чип-тюнинга вам понадобятся новая турбина для наполнения на высоких оборотах, хороший интеркулер и доработка топливной системы. Железо мотора рассчитано обычно с запасом, его можно не трогать.

А вот если вы задумали поднять отдачу вдвое или даже больше, то без замены блока цилиндров, шатунов и коленвала вряд ли обойтись. Все будет больше похоже на постепенное замещение почти всех деталей мотора на более крепкие.

Но что, если вы ожидаете прирост от 50 до 80%? Тогда все не так страшно, но с железками повозиться придется. Про коленвал уже сказано было – он нужен усиленный, с лучшим охлаждением.

Сам блок цилиндров может остаться штатным, но его усиливают, а также принимают специальные меры по подготовке. Если конструкция блока так называемый Open-deck, то есть с открытой сверху рубашкой охлаждения цилиндра, то ставят термофиксаторы – элементы, повышающие жесткость блока и связывающие цилиндры с наружным корпусом блока или даже специальную усиливающую пластину. Сами цилиндры могут быть загильзованы высоколегированным чугуном, более прочным и химически стойким.

Специально подготовленный блок цилиндров может иметь увеличенную жесткость за счет большей высоты стенок. Тут будут более толстые бугели крепления коленвала, более прочная резьба в блоке цилиндров…

Головка блока цилиндров дорабатывается не менее тщательно. Убираются все компромиссные элементы серийного изготовления, каналы впуска и выпуска растачиваются для получения оптимальной пропускной способности и степени завихрения. Оптимизируется течение жидкости в ГБЦ, направляющие и седла клапанов изготавливают из усиленных материалов с более высокой точностью и индивидуально проверяют.

При повышении давления и температуры в камере сгорания нагрузка на прокладку ГБЦ растет многократно. Прокладку, соответственно, нужно применять цельнометаллическую. И очень прочно ее закреплять. Плотность газового стыка можно обеспечить только перейдя на шпильки – они более прочно держатся в блоке цилиндров, меньше деформируя резьбу при затяжке. Еще для улучшения газового стыка с ГБЦ делают канавки под одноразовые медные уплотнительные кольца или буртик на гильзе для надежной фиксации цельностальной прокладки.

Шатуны тоже обзаводятся шпильками, если вдруг ранее использовалась конструкция с болтами. Логика такая же, как с крепежом ГБЦ: меньшая деформация при затяжке и лучшая работа резьбы при высокой нагрузке.

Полный список доработок даже у изначально турбированного двигателя может оказаться куда больше, ведь максимальная мощность бывает более 1 000 сил при изначальных 200, а ресурс мотора определяется по самому слабому звену.

Фактически, при высокой степени форсирования количество элементов, оставшихся без доработки, стремится к нулю.

Естественно, качество работы по установке и подготовке элементов должно быть максимально высоким, поэтому серьезный тюнинг – дело крайне затратное. Сложные сплавы и высокая точность мехобработки, точный расчет деталей вряд ли когда-нибудь упадут в цене.

Примеры

Впрочем, не будем тратить слова – обратимся к кейсам. Сколько стоит качественный атмосферный тюнинг, вы уже знаете. Теперь поищем удачные варианты для моторов с турбонаддувом. Примеров опять же будет два: с весьма популярным вариантом доработки фольксвагеновского EA888 и куда менее популярным, но не менее интересным мотором от «классиков наддувного жанра» Saab.

Именно шведы были пионерами применения наддува на гражданских машинах. Porsche 911 Turbo мог купить далеко не каждый, а вот «победитель турбоямы» Saab 99 Turbo был уже куда более массовой и доступной машиной. Динамика Saab 9000 с наддувным мотором на дорожных скоростях была лучше, чем у того же Porsche, за счет внедрения новых идей его регулировки. Линейка моторов Saab начала двухтысячных годов – вся с турбонаддувом.

Точка отсчета – двигатель B205E, мощность 150 л. с., крутящий момент 240 Нм. В спортивных состязаниях почти не засветился, разве что в Hill Climb. Зато в заезде Long Run на треке Talladega в США машина с более ранней версией этого двигателя B204L прошла 25 тысяч миль на скорости 227 километров в час без проблем с мотором.

Поскольку мотор шведский, то и тюнинг на него пусть будет шведский. Например, от MapTun Performance.

Получить на этом моторе 225 лошадиных сил не стоит почти ничего. Это чистый чип-тюнинг, мотор в исполнении BioPower это позволяет. Всего 447 евро – и сертификат ваш. Гарантия и разрешение на движение по дорогам с таким мотором – тоже. Итог – 225 л. с. и 340 Нм момента. Максимум, на что вам придется потратиться, это на новые, более «холодные» свечи, но это расходники, так что в счет их не включаем.

А вот 240 лошадиных сил уже даются сложнее, некоторые комплекты чип-тюнинга доходят и до этой планки, но MapTun рекомендует уже с «кит» за 688 евро, который включает в себя новые форсунки в минуту, комплект для их установки и новые свечи. Собственно, все. На выходе уже 240 л. с. и 360 Нм на топливе Е85 и 225 л. с и 340 Нм на обычном АИ-98.

Настоящий тюнинг начинается с планки 245-250 л. с. Если в вашем распоряжении нет чудесного топлива Е85, не расстраивайтесь. Всего за 1 002 евро вы можете получить 245 л. с. и 365 Нм на АИ-98. Комплект дополнительно включает в себя новую систему выпуска после катализатора и новый турбокомпрессор Mitsubishi TD04-15.

Следующий лимит, 270 л. с., дополнительно включает в себя уже спортивный воздушный фильтр, полностью новую выхлопную систему и небольшую доработку впуска. Стоить это будет уже 2 364 евро.

Пропустим еще несколько градаций по мощности. А вот уже 315 лошадиных сил и 420 Нм момента стоят 3 899 евро для АИ-98 и 3 553 евро для Е85 и дополнительно потребуют новый интеркулер, а турбину для бензина придется сменить на увеличенную, тоже Mitsubishi, но TD04-HL-XT6.

И, наконец, максимум для этого мотора, который предлагает MapTun, – это 360 л. с. и 450 Нм за скромные 4 559 евро. Впрочем, на обычном 98-м результат будет хуже, «всего» 335 лошадей. К комплекту прибавляется новый комплект поршней (кованые Wossner) и иные распределительные валы от более старого мотора Saab B234.

Обратите внимание, блок и ГБЦ остались фактически неизменными, а исходные 150 сил кажутся смехотворными. Да, «турботюнинг» – он такой.

Ладно, это редкий мотор, и второй пример будет совсем «народным», как и машины, на которых такие моторы применяются. Семейство двигателей EA888 включает в себя более десятка различных вариантов 1,8-2,0 TSI. Они немного отличаются поршневой группой, системой питания, впуска и турбокомпрессорами, и даже блоком цилиндров и коленвалом, разделяясь на три основных поколения, обозначаемых Gen I – Gen III. Более того, они серьезно различаются по мощности. На разных машинах они выдают от 152 до 275 лошадиных сил, а встретить их можно на всех марках концерна. И они заслуженно пользуются популярностью как очень хорошо тюнингуемые моторы.

Посмотрим, какие цифры обещают для двухлитрового мотора на Audi A4 В7, который в стандарте выдает уже 211 л. с. и 349 Нм.

Статьи / История SAAB 99, победитель турбоямы Есть, как ни крути, такая штука, как национальный характер, который неизменно отражается на автомобилях. Итальянцы любят жить красиво и беззаботно, французы любят все необычное, немцы строги… 12664 3 2 23.05.2015

На этот раз будем сравнивать на примере продукции компании Revo, которая хорошо представлена в России и славится невысокой ценой решения, особыми ценами для россиян и агрессивными настройками моторов по сравнению с основными конкурентами – APR и BSR.

Первая стадия, или Stage 1 – это именно чип-тюнинг. В зависимости от состояния двигателя и топлива обещают сразу…257-286 л. с. и 430-471 Нм. Большой разброс обусловлен широкой адаптацией прошивки к условиям эксплуатации и наличием пресетов под высокооктановый бензин, до 104-го включительно. По возможностям это топливо сравнимо с европейским Е85. Цена такого решения – скромные 399 евро.

Stage 2 – это уже от тех же 257 л. с. до 300 л. с. Цена софта – 499 евро, плюс еще 245 евро за выпускную систему и 193 евро за комплект тюнинга впуска. Итоговая минимальная цена комплекта уже 937 евро, но работа индивидуальна, да и количество модификаций двигателей довольно велико, так что возможны дополнительные затраты. Скорее всего, будет рекомендовано заменить интеркулер и ТНВД двигателя. В сумме до тысячи евро.

Stage 3 включает в себя еще апгрейд топливной системы и турбины. Обновление программного обеспечения обойдется уже в 799 евро, но к ним придется добавить еще затраты на новую турбину К04 за 1 683 евро и 351 евро на новый топливный насос. Результат – примерно 350 л. с. и 470 Нм момента. И не забывайте об обязательном новом интеркулере, это порядка 1 000 евро. Минимальная стоимость такого комплекта получится 3 833 евро, не считая дополнительных непредвиденных расходов.

Что в итоге?

Как можно убедиться, турботюнинг, особенно до мощности порядка 300 л. с., практически на порядок дешевле атмосферного при сохранении «гражданских» характеристик двигателя. А дальнейшее повышение мощности пусть и стоит дорого, но все еще сильно дешевле аналогичного для атмомотора. При этом двигатель остается «road legal» – со всеми катализаторами и системами экологического мониторинга, что крайне важно для обычных серийных машин. Мне кажется, цифры достаточно убедительно объясняют, почему тюнинг атмосферных моторов ныне непопулярное дело.

Опрос

Вы тюнинговали свой турбомотор?

Ваш голос

Всего голосов:

Особенности турбинного блока как главного элемента нагнетателя

Горячая улитка пропускает через себя поток выхлопных газов при большой температуре. Проходя через улитку, газы разгоняются и приводят в движение роторный вал, затем через выходной клапан выбрасываются наружу. Скорость вращения турбины зависит от оборотов мотора — на холостых оборотах турбина практически не используется.

В каждом конструктивном типе дизельных турбин используется различное количество каналов для прохождения отработанного топлива, применяется электронная система управления потоком через изменяемую геометрию.

Конструктивные элементы системы

Для осуществления возложенных функций, система турбонаддува состоит из двух основных частей:

Компрессор служит для нагнетания атмосферного воздуха в систему подачи топлива. Он состоит из корпуса и расположенной в нем крыльчатки, которая, вращаясь, всасывает воздух. Чем выше ее скорость вращения, тем больше объем принятого воздуха. Увеличению скорости способствует работа турбины.

Она также состоит из корпуса с крыльчаткой (ротором), которая приводится в движение выхлопными газами. В корпусе газы проходят через специальный канал, имеющий форму улитки, что позволяет им увеличить скорость.

Компрессорный блок

Часть турбины, через которую нагнетается атмосферный воздух, называют компрессором. Главные компоненты: корпус (холодная улитка), ротор. Ротор жестко установлен на общую ось с крыльчаткой турбины. При вращении первой происходит движение роторного колеса в обратном направлении. За счет вращения алюминиевых лопастей ротора воздух затягивается вихревым потоком, давление воздуха увеличивается за счет перехода потока с центра ротора на его стенки.

Двойная турбина задействуется на многоцилиндровых блоках

Воздушный фильтр, установленный на входе во впускной коллектор, препятствует попаданию грязи, мелкого мусора, и пр. в турбину.

Конструкция оси турбины

В центральной части турбонагнетателя расположен осевой блок с узлами подшипников (радиальный, подшипники скольжения, упорный), который использует масляную систему двигателя. Чтобы ротор мог вращаться на предельной частоте максимальное количество времени, необходимо обеспечить масляной клин между валом и подшипниками во избежание прямого трения деталей, которые в процессе работы максимально прижимаются друг к другу. Если в турбине используется система неохлаждаемого корпуса, смазка обеспечит и отвод тепла от блока горячей улитки и вала.

Первая неисправность, которая встречается при ремонте турбин — это эксплуатация агрегата «на сухую», когда детали вращаются в режиме плохой смазки. В этом случае на корпусе турбины появляются следы перегрева, «цвет побежалости», детали быстро изнашиваются, происходит быстрое коксование картера, масляной трубки и всех комплектующих турбины.

Мифы о масляном фильтре

Показателен размер масляного фильтра на раллийном Peugeot 205 t16 group B

Развеем заблуждение некоторых автомобилистов, которые говорят, что своевременная замена масляного фильтра предотвратит износ движущих деталей турбины. В момент холодного пуска, равно и тогда, когда масляной фильтр засорился до своего критического уровня, предохранительный клапан фильтра приоткрывается, и часть масла всегда проникает в систему турбины, как и в масляную систему всего силового блока. Клапан останется в полуоткрытом или в полностью открытом состоянии до тех пор, пока масло не нагреется до своей нормы. Таким образом, все инородные частицы, взвеси, которые есть в масле, окажутся рано или поздно в турбине.

Как правильно ездить на «турбо»

При использовании автомобиля, оснащенного двигателем с турбонаддувом (он же турбонагнетатель), следует строго следовать инструкциям по использованию технических жидкостей, расходных материалов (фильтрующих элементов) и сроков их замены.

При этом особенно важно заливать в двигатель масло, соответствующее требованиям производителя, своевременно заменять воздушный и масляный фильтры и, если мы говорим о бензиновых версиях, заправлять автомобиль топливом с октановым числом не ниже установленного производителем (как правило, это не ниже E-95, а во многих случаях – не ниже E-98).

Что касается «правильной езды», то здесь существует два нехитрых правила. Первое: нельзя выводить двигатель в режим больших нагрузок сразу же после его запуска — необходимо, чтобы какое-то время (от одной до нескольких минут) он поработал на холостых оборотах. То же и после «отжига»: нельзя глушить мотор сразу же после активной езды — необходимо дать ему поработать пару минут на холостых или на малых оборотах с минимальной нагрузкой. На «заряженных» машинах, где нагрузки на двигатель обычное дело, рекомендуется установка турботаймера, который не позволит заглушить двигатель сразу после больших нагрузок.

И еще один момент. Многие владельцы турбированных машин стремятся улучшить технические характеристики двигателя, увеличив давление. При этом следует отдавать отчет в том, что форсированный двигатель еще требовательнее к качеству горюче-смазочных материалов и межсервисным интервалам и что, как правило, рост мощности достигается за счет сокращения ресурса, хотя здесь многое зависит от программы тюнинга.

Чтобы турбокомпрессор работал тихо и эффективно в течение длительного времени, вращающиеся компоненты должны быть правильно сбалансированы. Проблема в том, что многие люди не знают, что такое «правильно сбалансированный».

Дисбаланс обычно выражается как произведение массы и радиуса. Если один грамм веса помещается в один миллиметр радиуса, то дисбаланс составляет один грамм-миллиметр.

Современные допуски балансировки турбокомпрессоров, как правило, выражаются в тысячных долях грамм на миллиметр. Например, турбины Garrett T3, T4 имеют допуск баланса около 0.010 грамм-мм.

Нельзя смешивать балансировку и сборку турбокомпрессора. Вращающаяся группа турбины состоит из нескольких частей (вал турбины, компрессорное колесо, гайка, колары). Из этих компонентов только вал турбины и компрессорное колесо сбалансированы. Балансировка этих компонентов имеет решающее значение и должна быть сделана до начала сборки. Осевые прокладки (колары), гайка не сбалансированы, при механической затяжке могут вносить осевые изменения. Эти осевые изменения называются «конечный дисбаланс турбины» (КДТ).

КДТ не является основной проблемой для больших турбин. Как правило, вал турбины и компрессорное колесо такой турбины сбалансированы более точно чем требует допуск. Таким образом, когда собирается турбина, КДТ не является большим, чтобы не вызвать поломку турбокомпрессора.

С ростом популярности маленьких турбин в автомобильной промышленности КДТ стал иметь больше влияния. Из-за легкой массы и высокой скорости вращения компонентов турбины просто балансировки отдельных частей недостаточно. Типичные симптомы немного несбалансированной турбины являются утечки масла и звуковые эффекты, возникающие на разных оборотах работы турбины.

Для устранения конечного дисбаланса турбины необходима балансировка картриджа турбины в сборе.

Есть в основном два вида балансировки картриджа: высокоскоростная и низкоскоростная.

Высокоскоростная балансировка – это машина, которая использует сжатый воздух для разгона турбокомпрессора на относительно высокую скорость (порядка 80 000 оборотов в мин.), маслонасос и датчик вибрации. Эта машина воспроизводит почти реальные условия работы турбины. После проверки небольшой дисбаланс корректируется путем удаления лишних масс на гайке компрессора или вала.

Низкоскоростная балансировка — стенд, куда монтируется собранный картридж компрессора, там установлены два датчика вибрации. Из-за короткого цикла и низкой скорости балансировки смазка подается без давления.

Любой тип балансировки картриджа турбины – устраняет КДП на приемлемый уровень.

Другое распространенное заблуждение, что балансировка на более высоких скоростях приводит к более лучшим результатам. Так как ротор турбины является жестким, то дисбаланс 10 миллиграмм-миллиметр при 1000 оборотах/мин. будет такой же и при 100 000 оборотах/мин. Силы, создаваемые данным дисбалансом, будут увеличиваться с оборотами, но абсолютное количество дисбаланса останется неизменным. Очень важно, чтобы балансировочное оборудование было достаточно чувствительным.

В заключение следует сказать, что можно делать турбины, которые очень хорошо уравновешены и без балансировки картриджа. Очень важны точность деталей, качество сборки и соответствие их друг другу.

Ключ к максимальной жизни турбокомпрессора – правильный подбор компонентов, точность балансировки, а также тщательная сборка.

Дополнительная балансировка собранного турбокомпрессора не является абсолютно необходимой, но она дает более высокую степень уверенности в работоспособности турбины.

По материалам СМИ

Особенности бензиновой турбины

Принцип работы турбонагнетателя для бензинового мотора ничем не отличается от дизельного — здесь используется та же схема. Отработанный бензин проходит в выпускной коллектор, в который врезан патрубок горячей улитки с расположенным в центральном боке лопастным колесом. Выхлопные газы раскручивают турбинное колесо, которое передает силу вращения по оси на колесо компрессора. Отработанные газы выводятся наружу. За счет вращения ротора происходит закачивание в холодную улитку атмосферного воздуха, который поступает в цилиндры мотора. Топливо начинает интенсивнее гореть и увеличивать обороты двигателя.

Многие автомобилисты, которые устанавливают турбину на бензиновые двигатели своих авто или приобретают заводскую комплектацию с турбонаддувом, кроме радости, что мотор на 20-30% увеличил мощность, полка момента достаточно ровная в большем диапазоне оборотов, отработанные газы попадают под норму протокола Евро5, отмечают большие сложности в эксплуатации автомобиля.

Эффект от полного сгорания топлива и экономии на заправке нивелируется большой требовательностью силового блока к качеству бензина, и, главное, масла, ассортимент которого для турбированных бензиновых моторов ограничен. Менять масляной фильтр потребуется через 5-6 тысяч км пробега.

Кроме этого, бензиновая турбина в три раза чаще, чем дизельная, становится причиной детонации. Это связано с плохим качеством топлива и неисправностью в работе интеркулера (охладителя воздуха).

Хотя производители и заявляют срок службы турбины в пределах срока работы «родного» двигателя, на практике дизельная турбина служит 30-45% от ресурса мотора, бензиновая — 15-25%.

Ресурс турбины дизельного двигателя

Включение турбины дизельного двигателя происходит с самыми первыми его оборотами. Заканчивается же уже немного позже его первичной остановки. При непосредственном пуске мотора выхлопные газы сразу же попадают в турбинную улитку, а это, в свою очередь, приводит вал с крыльчатками в движение.

На самих холостых оборотах у выхлопных газов наблюдается маленькое давление, вследствие чего вращение турбины и ее скорость не влияет на весь объем воздух, который попадает непосредственно в двигатель.

Увеличение количества выхлопных газов сопутствуется ростом оборотов. Вследствие этого процесса обороты турбокомпрессора увеличиваются, а турбина начинает свою эксплуатацию в штатном режиме. В автомобильном «мифовом» мире существует теория, что ресурс турбины у дизельного двигателя очень невысок.

Рекомендуем: Порядок слива антифриза из систему охлаждения — где сливная пробка

Миф этот нужно развеять, так как он не соответствует действительности. Сам ресурс турбины дизельного двигателя сравняется по долговечности ресурса мотора. Он немного меньше чем он, так как это вызвано его деятельностью и спецификой работы.

Зачастую ресурс турбокомпрессора, вследствие плохого эксплуатирования и несоблюдения всех правил и рекомендаций производителей, снижается. Сопутствуют этому следующие моменты:

1. Использование некачественной смазки.

2. Несвоевременная замена масла.

3. Резкий набор оборотов при холодном и непрогретом двигателе.

4. Остановка горячего двигателя, если он не выдерживается на холостом ходу.

5. Засор каналов масла. В результате этого перебои подачи смазки неизбежны.

Срок службы турбины никоим образов не является зависимым от уровня умения владения автомобилем водителя. Это миф. На практике же, эксплуатация турбины дизельного двигателя не имеет сложностей даже для новичков.

Для того, чтобы двигатель работал бесперебойно нужно соблюдать все те же правила, которые используются при использовании обычного мотора. Нужно лишь учитывать минимальные вышеуказанные нюансы.

Тюнинг карбюраторного и инжекторного мотора

Бензиновые инжекторные двигатели проектируются производителем под рабочую турбину на этапе расчетов силы коленвала и объема цилиндров. В турбированный атмосферник закладываются усиленные параметры всех деталей двигателя, от дополнительного хромирования выхлопного патрубка до уплотненных колец.

В случае с дизельными моторами такого нет — почти 95% всех дизелей проектируется или уже с турбокомпрессором, или с учетом установки турбины если не в базовом комплекте, то при тюнинге.

При тюнинге инжекторного мотора переделке подлежит в первую очередь коленчатый вал — его потребуется усилить минимум на 30%. Система выпуска и впуска также потребует переделки и установки фланцев под турбину, дополнительная система маслоподачи должна стабильно крепиться. В этом случае используют технические отверстия в картере, которые забиты заглушками.

Турбина на карбюраторные моторы никогда не проектировалась в условиях КП завода-производителя. Были ограниченные серии карбюраторных турбированных авто, но не для гражданского населения. Но тюнинговать карбюраторный двигатель, увеличив его производительность турбиной, вполне возможно. При переделке карбюраторного мотора под турбину следует учесть главные особенности:

1. Интеркулер (радиатор) должен оптимально охлаждать сжатый воздух перед подачей в цилиндры, чтобы предотвратить возможность детонации.2. Сложность при замене жиклеров на аналогичные большего диаметра.3. Требуется увеличить объем камеры сгорания и установить дополнительные прокладки, чтобы избежать детонации.

Выбор топлива и масла для дизельного авто

Ключевой плюс дизельного мотора – скромный расход топлива. Владельцы таких машин обязаны следить за качеством потребляемого автомобилем дизтоплива и проверять состояние фильтров. Дело в следующем: система питания дизеля чувствительна к попаданию мелких частиц, примесей и воды. Добавляется и необходимость замены дизельного топлива в соответствии с погодой – заправляйтесь соляркой для зимы или для лета согласно сезону.

Дизельное топливо густеет при минусовой температуре воздуха. Невысокое качество солярки на территории стран СНГ в сочетании с заморозками может сделать запуск дизельного мотора проблематичным. Чтобы избежать такой проблемы, следует производить простые манипуляции:

• Используйте специальные присадки-антигели;
• Контролируйте работоспособность свечей и своевременно меняйте вышедшие из строя элементы на новые;
• Установите подогреватель дизтоплива (проточный или предпусковой).

Кроме того, не стоит экономить на масле для дизельного двигателя. Отдайте предпочтение качественной продукции и регулярно меняйте масло – в случае с дизелем это нужно делать чаще, чем на бензиновых авто.

Следует учитывать, что в составе российской солярки содержится солидный объем серы, что вызывает ускоренное окисление масла. Следовательно, замену масла в дизельных автомобилях лучше делать каждые 7000 км пробега.

Характеристики масла также определяют срок службы турбины дизельного мотора, поскольку масло смазывает не только части двигателя, но и подшипники турбокомпрессора. Турбированный дизель плохо работает из-за недостаточного количества масла и требует использования высококачественного продукта. Зимой следует регулярно мониторить уровень масла. Если ваш двигатель турбирован, выбирайте масло с особым составом – он отличается от состава средств для атмосферных моторов. Турбонаддув повышает нагрузку на двигатель, поэтому для бесперебойной работы системы требуется масло со специальными присадками.

При необходимости добавить масла в мотор и отсутствии того же самого продукта, смешивать масла разных производителей или продукцию с разными характеристиками нельзя. Это обязательно приведет к перебоям в работе двигателя.

Проблемы турбоямы

Что такое турбояма, отлично знают все водители, чьи автомобили оснащены моторами с нагнетателем воздуха — это провал мощности двигателя на несколько секунд во время выжатой педали газа и затем резкий скачок оборотов, когда даже со стороны видно, что автомобиль на ровном месте тряхнуло.

Технически эффект происходит за счет того, что крыльчатка турбины не может быстро раскрутиться на низких оборотах мотора. Минимальная скорость вращения коленвала и не разогретое масло препятствуют тому, чтобы в цилиндры поступало достаточное количество воздуха. Когда в процессе разогрева поступление кислорода увеличивается, резко растет и выхлоп, который в свою очередь позволяет нагнать в цилиндры больше кислорода. Топливо начинает быстро гореть и дает скачок в частоте оборотов.

Порог наддува.

Порог наддува, отнесённый к категории терминов/для глоссария, по существу означает самые низкие обороты двигателя в минуту, при которых турбонагнетатель может создать давление наддува (с полностью открытой дроссельной заслонкой). Ниже этих оборотов турбонагнетатель просто не имеет достаточного количества энергии выхлопных газов, чтобы развить частоту вращения компрессора, необходимую для создания во впускном коллекторе давление выше атмосферного. До достижения оборотов порога наддува кривая момента двигателя остается фактически такой же, как у атмосферного двигателя. Если раскручивать двигатель далее при полностью открытой заслонке, водитель почувствует значительное увеличение мощности после порога наддува, поскольку кривая момента направлена вверх. Если дроссельная заслонка полностью не открыта, турбонагнетатель не вносит вклада в кривую момента, и ускорение будет таким же, как и у атмосферного двигателя. Кривая момента до порога наддува может иногда являться компромиссным вариантом из-за беспричинного понижением степени сжатия (объем камеры сгорания плюс рабочий объем цилиндра, деленный на объем камеры сгорания), причиняя неприятные ощущения при отсутствии наддува на низких оборотах.

Тут и выясняется, что некоторые из автомобильных производителей сделали серьезную инженерную экономическую ошибку, не устанавливая соответствующие интеркулеры для достаточного охлаждения воздуха на впуске. Это позволяю бы использовать более высокие степени сжатия, обеспечивая нагпятную реакцию двигателя на низких оборотах. Если Вы выбираете машину с турбонагнетателем, попробуйте спросить у продавца о параметрах эффективности промежуточного охладителя (само собой, только после того, как Вы спросите, имеет ли вообще машина интеркулер). Разумно ожидать, что эластичность на низких скоростях имеет чисто, если транспортное средство оснащено промежуточным охладителем, и степень сжатия составляет 8 -10.

Оценивать качество системы турбонаддува исключительно по наличию низкого порога наддува — значит допускать серьезную ошибку. Сложно доказать, что положительное давление наддува на низких оборотах двигателя — плохая вещь, но легко доказать, что это давление наддува на низких оборотах, достигнутое за счёт турбины меньших размеров — потенциальная проблема, связанная с более высоким обратным давлением отработанных газов. Тщательно разработанная система, в которой уделено должное внимание всем её параметрам, выдаст хорошее давление наддува на низких оборотах, и это будет лишь положительным её качеством.

Диаграмма увеличения момента при использовании малой, средней, и большой турбин установленных на одном и том же двигателе.

Небольшие турбины зачастую провоцируют раздражающую реакцию при незначительном открытии дроссельной заслонки. Это без сомнения влияет на эластичность двигателя, так как небольшое движение дроссельной заслонки производит быстрый и обычно нежелательный всплеск давления наддува, который ухудшает плавность движения автомобиля. Иногда это заставляет пассажира думать о водителе как о нервном и неуравновешенном. Этот небольшой всплеск часто дает водителю надежду, что автомобиль будет действительно лететь, когда дроссельная заслонка будет полностью открыта. Вместо этого, он с печально наблюдает, что всплеск этот — и было все давление наддува, которое смогло изобразить лишь небольшой «дыр-р-р».

Производители то и дело поступают именно так, надеясь, что мы будет думать, будто автомобиль имеет мгновенную реакцию и момент во всем диапазоне оборотов. Они вообще пропустили тот факт, что основные наши ожидания — это действительно высокая мощность. Эта ошибка производителей имеет и оборотную сторону — многие журналисты, писатели, крутые водители, и другие социальные изгои с удивлением вопрошают -» Где же, блин, мясо!? » Серийные турбодвигатели, как правило, далеки от того, чтобы энтузиасты и инженеры называли их совершенными. Позвольте нам называть серийные турбодвигатели консервативными.

Проверенные производители

Делая выбор в сторону установки бензиновой или дизельной турбины, рекомендуется останавливаться на оригинальных агрегатах. Хотя многие ремонтники «турбинисты» скептически отзываются обо всех типах турбин, отмечая их быстрый износ, но оригинальные турбины все же отвечают своим характеристикам, хотя производители, ставя срок их эксплуатации равный сроку хода мотора, и кривят душой. К таким производителям можно отнеси торговые марки:

• IHI – США;• Borg Warner – Германия;• Garrett – США;
  • Holset – Англия.

Компания Holset выпускает турбины со скользящими лопастями, но агрегаты рассчитаны только на грузовые автомобили.

Если говорить о дизельных моторах, то для них установка турбины абсолютно оправдана — уже невозможно представить себе автомобиль, работающий на дизтопливе без системы турбокомпрессора. Если рассматривать бензиновые моторы, то выбор стандартного атмосферного двигателя во многих случаях предпочтительнее, чем установка турбины. Как альтернативу для увеличения мощности бензинового агрегата часто используют компрессор (supercharger) вместо классической турбины.