Турбокомпресор, TOYOTA-CLUB Беларус
Терминът "турбина", често използван за обозначаване на t / n, не е напълно верен, тъй като турбината е само един от компонентите на t / n. T / n се състои от корпус, вал с работни колела, два опорни и един аксиален лагер, уплътнителна система, две спирали, в които се въртят работните колела. На цялата тази конструкция е окачен пневматичен задвижващ механизъм, който задейства байпасен (байпасен) клапан (няма го при някои модели). Предназначението на байпасния клапан е да регулира скоростта на турбината и съответно производителността на компресора. Когато налягането на въздуха на изхода на компресора започне да надвишава оптималното, пневматичният задвижващ механизъм се задейства, отваряйки клапана. В резултат на това част от отработените газове отиват директно в изпускателната система и скоростта на турбината се намалява. Самата турбина представлява работно колело, което е интегрално монтирано на вал и задвижва друго работно колело - компресор. Турбината е изработена от термоустойчива сплав, компресорът е алуминиев, валът е обикновена среднолегирана стомана. Тези части не могат да бъдат ремонтирани, те могат само да бъдат заменени. Изключение прави износен вал, който понякога може да се шлайфа и да се направят нови до получения размер.лагери.
Тялото на t / n е твърда отливка от чугун, в която валът се върти на лагери. Леглото за лагерите и гнездото за уплътнителния пръстен обикновено се износват. Можете да го поправите, като пробиете до нов размер. Турбинният охлюв е чугунена част със сложна форма. Именно тя образува газовия поток, който върти турбината. Спиралата на компресора е алуминиева отливка с машинно обработено пространство за компресора. Ротационният компресор засмуква въздух през централния отвор, компресира го и го доставя към двигателя през пръстеновидния канал. На пръв поглед дизайнът е прост. Но високопрецизното производство на всички части без изключение, сложните повърхности, прецизното леене могат да създадат много проблеми дори в добре оборудвана работилница. Освен това не всеки конкретен t / n може да бъде ремонтиран, понякога е по-лесно да се сглоби друг от наличните части.
Как работи една турбина? Те казват: „Турбината се включи и аз изскочих ...“ Това е фундаментално погрешно, тъй като t / n започва работата си с първите обороти на двигателя и го завършва, след като двигателят е спрял. При първите мигания в цилиндрите на двигателя изгорелите газове от колектора веднага навлизат в охлюва на турбината и започват да въртят вала с работните колела. Докато оборотите на двигателя са ниски, налягането и скоростта на изгорелите газове са недостатъчни, така че компресорът се върти на празен ход, без да създава прекомерно съпротивление на засмукване, той просто смесва въздуха. Натискаме педала на газта. Двигателят набира обороти, на таблото светва зелена лампичка "ТУРБО" (ако има такава) и се усеща осезаемо натискане отзад. Запомнете: "Турбината се включи ..." Тя току-що отиде на работната си скорост, между другото, много висока: 110-115 хиляди оборота в минута. Сега компресорът не просто омесва въздуха, ноефективно го компресира и го изпраща към двигателя. В същото време се задейства съответната сервизна система в карбуратора (независимо дали е горивна помпа с високо налягане, EFI, няма значение), двигателят получава по-голямо тегло на горивната смес в цилиндрите, мощността му се увеличава рязко (с 50-70%) и съответно разходът на гориво. Турбокомпресорът трябва да работи в далеч от лесни условия: високи температури, високи периферни скорости (скоростта в краищата на лопатките, в зависимост от модела на t / n, е приблизително същата като тази на куршум от пистолет - около 300 m / s). Скоростите на въртене на лагерите също са близки до максимално допустимите, за да ги намалите, трябва да отидете на различни трикове. Какво прави възможно работата на t / n в такива условия за дълго време и надеждно?
Веднага щом запалите двигателя, маслената помпа започва да работи. Маслото през система от канали под налягане навлиза в лагерите t / n и валът започва да се върти върху масления клин. В същото време опорният лагер също получава своята порция масло. Колкото по-високи са оборотите на двигателя, толкова повече масло влиза във вала на турбината и нейните лагери. Тези лагери са изработени от специално подбрани материали, за тях са избрани оптимални хлабини: при по-малки хлабини има риск от заклинване на лагерите при термично разширение, при по-големи хлабини има риск от повреда на масления клин и работа в условия на полутечно триене, освен това валът е неправилно центрован и има интензивно износване на уплътнителния пръстен. Тъй като празнините в двойките вал-лагер, лагер-корпус са много малки и съизмерими с размера на клетките на масления филтър, трябва да помните за чистотата на маслото и състоянието на масления филтър. Издръжливостта на плъзгащите лагери, за разлика от търкалящите лагери, не зависи в такава степен от скоростта на въртене. Коефициент на триене за правилно изчислен и работещ в условия на течно смазванелагери е равен на 0,001-0,005. Въпреки това, при неблагоприятни условия на работа (висок вискозитет на маслото, високи периферни скорости, малки луфтове), коефициентът на триене достига 0,1-0,2, което води до намаляване на скоростта на t / n и, следователно, намаляване на неговата ефективност и увеличаване на образуването на въглерод поради увеличаване на отделянето на топлина. Плъзгащите лагери работят надеждно при температури, които не надвишават 150 градуса по Целзий. При по-високи температури съществува риск от разкъсване на масления слой поради разреждане на маслото. Освен това при високи температури конвенционалните минерални масла бързо се окисляват и губят своите смазочни свойства. При полутечно смазване непрекъснатостта на масления слой се нарушава и повърхностите на вала и лагера в по-голяма или по-малка степен са в контакт с техните микронеравности. При система за гранично смазване повърхностите на вала и лагерите са в контакт изцяло или в зони с голяма дължина, тук изобщо няма разделителен маслен слой.
Докато двигателят се върти и маслената помпа е под налягане, добър t/n работи добре. Но рано или късно изключите двигателя, той ще спре, маслената помпа също ще спре, налягането на маслото в системата моментално ще падне до нула, а валът на работното колело, който има прилично тегло и се върти с много висока скорост, не може да спре моментално. Но петролният клин го няма. Появява се полутечно смазване, преминаващо в границата. При силно натоварени лагери се получава прегряване, разтопяване, заклинване и задръстване на лагера. Плюс мръсно масло и в резултат на това има интензивно износване. И допустимото износване на лагерите е 0,03-0,06 mm, в зависимост от модела на t / n. Направете си изводите. Това е един от проблемите, които възникват в хода на работата на t / n. За да не станеосновно, първо, сменете маслото и масления филтър навреме. Второ, използвайте само масло, предназначено за двигатели с турбокомпресор, което е лесно да изберете сред големия брой налични добри масла. Но всичко може да се случи на пътя и ако трябва да налеете неизвестно масло, тогава не шофирайте, движете се бавно. Двигателят ще издържи това масло, но не е необходимо турбокомпресор. Когато се приберете, веднага сменете маслото и масления филтър.
И накрая, третото, най-важно условие за нормалната работа на t / n. Както вече отбелязахме, има два най-важни момента в живота на t / n: стартиране на двигателя и спирането му. При стартиране на студен двигател маслото в него има висок вискозитет, трудно се изпомпва през пролуките; топлинните хлабини все още не са установени; нагряването на различни части на t / n и следователно термичното разширение протичат с различни скорости. Затова не бързайте, оставете двигателя и t / n да се загреят. Ако трябва да спрете, никога не изключвайте двигателя веднага. В зависимост от режима на шофиране, оставете го да работи на празен ход за 2-5 минути (по-дълго през зимата). През това време валът на турбината ще намали скоростта до минимум, а частите, които са в пряк контакт с изгорелите газове, ще се охладят плавно. По време на работа работното колело на турбината и валът стават много горещи. Маслото, подадено за смазване на лагерите, се изпомпва с голяма интензивност и успява да отнеме топлината от вала, без да има време да се прегрее. Когато двигателят спре внезапно, изпомпването на масло спира, работното колело на горещата турбина отдава по-голямата част от топлината на вала и масленият филм, покриващ частите, се нагрява до температурата на горене. Има интензивно образуване на въглерод в областта на уплътнителния пръстен и малко по-малко - в областта на лагерите и по вътрешните повърхности на корпуса t / n.Спестява само, че маслото, предназначено за такива двигатели, първоначално е предназначено за по-високи температури от обичайните. Но и това си има граници. Собствениците на автомобили Nissan трябва да знаят, че в тези превозни средства t / n работят в по-интензивен термичен режим, отколкото например в превозните средства Toyota. Значително улеснява живота и удължава експлоатационния живот на t / n турбо таймера. Не е инсталиран на всички автомобили, но много аларми за крадец имат тази функция. Да вземем пример от практиката. Ремонтираното турбокомпресор, изминал 6000 км без никакви забележки, изведнъж рязко изписка. Беше през зимата, в студа. Както каза собственикът на колата, той бързаше, затова, след като напусна Арсеньев за Владивосток (дълъг път), той караше по целия път, доколкото е възможно, тъй като колата и пътят позволяваха. Прибра се вкъщи, постави колата на паркинга, като веднага изключи двигателя. Навън студът е далеч над 20 градуса. Сутринта започна - остър, неприятен метален вой на турбокомпресор. Оказа се, че чугуненият охлюв на турбината се е деформирал поради рязък спад на температурата и работното колело е започнало да го докосва. Под лупа на лагерите ясно се виждаха следи от механична обработка, нямаше износване. След смяна на охлюва, t / n работи без коментар.
Беше t / n на Toyota ST-20, двигател 2LT. Подобни случаи имаше на други t / n на тази компания - ST-9, ST-12. Но още по-лоша ситуация може да възникне, когато поради температурни промени и старост се появи пукнатина в края на пръстеновидния канал на спиралата на турбината. Разпространявайки се по-нататък, той може да доведе до разкъсване на прозореца на байпасния клапан и в резултат на това до пълна повреда.