Продольный люфт турбины что это
Какой люфт должен быть у турбины? Подробно + видео
В интернете существует просто огромное количество мифов о турбонагнетателях (в простонародье о ТУРБИНАХ). И один прочный, укоренившийся миф это то, что у вала, на котором держатся «крыльчатки», вообще не должно быть никакого люфта. Я иногда даже смотрю каналы, вроде бы нормальных мастеров, которые перелопатили кучу моторов, но даже они вытаскивают турбину, говорят – «там люфт, надо менять». И человек покупает новую (за «дофига» денег), но на ней оказывается тоже люфт! Просто жесть мастера. В общем, сегодня решил пояснить, нормально это или нет, откуда он берется, какой считается в норме. Будет интересно, как обычно будет текстовая версия + видео …
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
Классическая турбина это очень теплонагруженная деталь, однако, она состоит в основном из металлических частей. НА этой фразе, наверное, многие могли догадаться к чему я клоню, если нет, давайте по порядку.
Пару слов об устройстве
У турбины есть две части, холодная и горячая. И с той и с другой стороны есть определенная «крыльчатка», которая заключена в «улитку», но обе «крыльчатки» сидят на одном валу (я сейчас не буду подробно размусоливать, все же у меня есть статьи про это). Горячая часть, горячая крыльчатка, приводится в движение от энергии выхлопных газов, именно они ее раскручивают, причем вращаться она может с «бешенной» скоростью, до 100 – 150 000 оборотов в минуту. Холодная часть – это холодная улитка, и крыльчатка, также начинает раскручиваться, ибо они соединены одним валом, но холодная часть соединена с забором воздуха, через интеркулер. В итоге в мотор подается воздух (а нам важен в нем кислород), под высоким давлением.
То есть простыми словами турбина нагнетает больше воздушно-топливной смеси в цилиндры, при таком же объеме двигателя. Мощность растет.
Я думаю понятно объяснил, как работает «турбонагнетатель».
Про температуру и масло
НО как вы поняли, этот «турбо-аппарат» является очень сильно теплонагруженным. Ведь выхлопные газы могут достигать температуры в 800 – 900 градусов Цельсия, также тепла может добавлять и катализатор (ведь там идет процесс преобразования газов).
Турбина должна хорошо охлаждаться, и в основном, отвод тепла идет через масляные каналы которые проходят через втулки. Причем масло идет под давлением и должно хорошо прокачиваться. ДА и требования для масел у турбированных моторов совсем другое, нежели у атмосферных.
Про люфт
Вводную информацию я вам дал, но вы мне скажете – «а какое отношение это имеет к люфту?» Самое прямое.
Смотрите сейчас турбины идут в основном двух типов:
Так вот, так как в основном идут втулочные типы, у них устройство элементарное, я бы сказал проверенное временем, но имеющее ряд недостатков.
И как вы понимаете, даже новый «ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЬ» будет иметь ход, зазоры (это абсолютно нормально), которые после запуска мотора (и его разогрева), практически уходят на нет, из-за теплового расширения и подачи масла (оно, кстати, образует как бы «масляный клин» на втулках и валу). НО из-за не герметичности конструкции, втулочная турбина, будет расходовать масло (хотя в современных агрегатах, это практически сведено к минимуму)
Подшипниковые турбины, работают более стабильно. Здесь опорная пластина и втулка на валу, заменены, одним только радиально – упорным подшипником. Который также имеет люфт, но он практически сведен к минимуму, к нескольким «соткам» (сотых миллиметра). Опять же через каналы к ним подается масло, но необходимости в «масляном клине» уже нет, поэтому можно подводить намного меньше. Поэтому расхода масла практически нет.
НО подшипниковые варианты, не такие надежные. Ранее сепараторы подшипника были сделаны из пластмассы, и они при высоких температурах просто плавились и разрушались. Такой подшипник быстро приходил в негодность, даже «клинил».
Далее появились подшипниковые агрегаты, которые были сделаны с бронзовой обоймой. Но тут опять присутствовал зазор, причем больший чем у втулочного собрата. Пришлось придумать специальную распорную пружину, которая уменьшала люфт, и распирала обойму. НО такие турбины получились слишком сложные и дорогие, и они редко применяются.
Так какой же люфт считается нормальным (НОРМЫ)?
Вообще это заложено у каждого производителя. Нет общепринятого значения и норм, все зависит от размеров и мощности.
НО в целом есть определенные параметры, которые проглядываются на многих аппаратах.
Осевой люфт – гуляет в пределах 0,05 – 0,09 мм (5 – 9 соток)
Радиальный люфт – гуляет в пределах 0,5 – 1,5 мм (у различных производителей по-разному)
Допустимый зазор от «крыльчатки» и корпуса турбины – 0,5 – 1,1 мм
Собственно если вы сняли турбину, и у нее есть люфт, это не означает что она неисправна, у новой, скорее всего, будет все тоже самое. Просто прикиньте, хотя бы с элементарными инструментами, на какое расстояние от стенки находится турбинное колесо.
А вот если вы ее сняли, видите поломанную крыльчатку, задранные стенки, и еще огромный люфт, значит ей пришел конец.
Сейчас видео версия, смотрим
НА этом заканчиваю, думаю мои статья и видео вам понравились. Искренне ваш, АВТОБЛОГГЕР.
(10 голосов, средний: 4,80 из 5)
Похожие новости
Давление масла в двигателе. Какое должно быть? Разберем и двигат.
Ресурс цепи ГРМ. Затронем и продукцию Фольксваген. Все неоднозна.
Добавить комментарий Отменить ответ
ТОП статей за месяц
Скоро праздники, а это значит — большая часть нашей страны будет употреблять алкоголь. Легкий: —…
Напряжение аккумулятора транспортного средства, как и его емкость – самые важные показатели этого автомобильного узла,…
Меня часто спрашивают о выхлопе автомобиля. Зачастую новичкам, да и водителем со стажем не нравится,…
Частый вопрос: Какой должен быть люфт в турбине?
допустимый размер люфта ротора от 0,05 до 0,09 мм; размер радиального люфта не нормирован; допустимый зазор размер между колесом и корпусом турбины от 0,4 до 0,97 мм; люфт между колесом и корпусом компрессора от 0,2 до 0,8 мм.
Как проверить люфт на турбине?
Для того, чтоб определить осевой люфт необходимо подвигать вал в осевом направлении. По правилам такой зазор на руку чувствоваться не должен. Если же вы ощущаете «болтание», то это свидетельствует об износе турбины. Если нет свободных денег, попытайтесь отремонтировать механизм.
Что такое осевой люфт?
Люфт или осевой зазор подшипника – передвижение колец, что расположены внутри, по отношению к осевому направлению. Процедура установки таких отверстий в упорных и радиально-упорных конструкциях осуществляется за счет изменения установочных шайб. Их принято фиксировать между обоймой и упором на самом торце вала.
Как убрать осевой люфт турбины?
Осевой люфт турбины
Для этого нужно снять впускной патрубок и попытаться переместить его в осевом направлении. Люфта не должно ощущаться, поскольку допустимое значение (в зависимости от типа турбины) колеблется от 0,06 до 0,09 мм.
Какой должен быть люфт коленвала?
Рабочий люфт (зазор) коленчатого вала лежит в пределах 0,06-0,26 мм, максимальный — как правило, не должен превышать 0,35-0,4 мм. Большой люфт может стать причиной интенсивного износа деталей КШМ, выдавливания сальника коленвала, повышения расхода масла и падения мощностных характеристик мотора.
Что такое радиальный и осевой люфт?
Зазор в подшипнике определяется как расстояние, на которое наружное кольцо подшипника может быть смещено относительно внутреннего кольца без приложения нагрузки. Смещение в радиальном направлении называется радиальным зазором. Смещение в осевом направлении – осевым зазором.
Что значит радиальный люфт?
Радиальный внутренний зазор в подшипнике – это расстояние, на которое может переместиться одно из колец подшипника относительно другого в радиальном направлении (перпендикулярном оси вращения). Простыми словами это своеобразный радиальный люфт — расстояние между телом качения и дорожкой качения.
Что такое люфт турбины?
Давайте разберёмся. Сам по себе люфт представляет зазор между прилегающими друг к другу частями механизма. В некоторых случаях он необходим для нормальной работы конструкции, в других же считается поломкой. Одним из признаков появление люфта может является помпаж турбины.
Как проверить турбину при покупке авто?
Признаки того, что турбина вышла из строя
Как понять что турбина на авто умерла?
Выделяют такие распространенные признаки умирающей турбины:
Что нужно сделать перед установкой новой турбины?
перед установкой турбины на двигатель проверьте, все ли трубопроводы (подача/слив масла, впуск/выпуск компрессора и турбины) чистые и в них нет никаких посторонних предметов. 4. после установки на двигатель проверить герметичность соединений воздушного тракта перед турбокомпрессором и за ним.
Без надувательства: почему ломаются турбины, и как их ремонтируют
Он был запатентован в далеком 1911 году, прошел долгий путь от авиации до Формулы-1 и, наконец, получил свое место на автомобильном конвейере лишь в 1977 году на Saab, после чего медленно, но уверенно продвигался на все ведущие предприятия по производству автомобилей, сломив, в конце концов, даже таких апологетов атмосферных двигателей, как BMW. Да, сегодня речь пойдет о турбокомпрессоре. В этот раз рассмотрим основные проблемы этого узла, возможные неисправности и процесс ремонта оных.
Кратко об устройстве и работе
В се гениальное просто. Правда, это относится к самой идее – концепции, так сказать, турбокомпрессора. Многим инженерам не давала покоя расходуемая впустую энергия вылетающих из выпускного коллектора отработанных газов. Наконец один из них (Альфред Бюхи) все-таки создал конструкцию, в которой на одном валу были установлены два колеса с крыльчатками – компрессорное и турбинное. Поместив вал с колесами в корпус, он получил турбокомпрессор.
Так, на турбинное колесо попадали вылетающие через выпускной коллектор отработанные газы и раскручивали его, а вместе с ним и компрессорное колесо, благодаря которому атмосферный воздух под давлением подавался во впускной коллектор. Компрессорное и турбинное колеса имеют свои корпусы, называемые еще «улитками», вал на втулках помещен тоже в свой корпус, который называют «картриджем». В последний подводится моторное масло для смазки, а иногда и охлаждающая жидкость для дополнительного охлаждения. Сам вал, на котором установлены турбина и компрессор, чаще вращается на подшипниках скольжения – втулках из бронзы. Есть варианты и на подшипниках качения, но такие турбокомпрессоры имеют очень высокую стоимость.
Для контроля за частотой вращения турбины, а, следовательно, и давлением наддува установили перепускной клапан (wastegate), который при необходимости сбрасывает часть отработанных газов в обход турбины. Управляется этот клапан с помощью актуатора, который может быть вакуумным или с электрическим сервоприводом. На впуске же установлен байпасный клапан, призванный перенаправлять воздух обратно на вход компрессора в моменты закрытия дроссельной заслонки. Кстати, знаменитый «пщщщ» при переключении передач в фильме «Форсаж» – это работа заменителя байпаса – блоу-офф клапана (blow-off). Именно при его работе избыток воздуха столь эффектно отправляется в атмосферу.
Но никто и ничто не стоит на месте, а потому те, кому не нравилась грубая работа перепускного клапана, решили, что неплохо было бы управлять направлением потока отработанных газов. Так появились турбокомпрессоры с изменяемой геометрией. Внутри корпуса турбинного колеса установлены по кругу направляющие лопатки, которые при помощи специального механизма изменяют свое расположение, по-разному направляя поток отработанных газов на лопатки турбинного колеса. Тем самым регулируется частота вращения турбины в зависимости от нагрузки на двигатель.
В рамках этого материала мы не будем рассматривать ни сдвоенные, ни комбинированные системы наддува, так как на сегодня главное – понять, какие проблемы могут возникнуть, и как они решаются.
Что может поломаться
Так, например, при попадании посторонних предметов или пыли во впускной трубопровод могут разрушиться лопатки компрессорного колеса.
Что-либо подобное случается и с лопатками турбинного колеса, а вместе с ним и лопатками изменяемой геометрии, если таковые имеются.
Масляное голодание, неправильный подбор масла, перегрев, нарушение регламента замены моторного масла – все это приводит к износу рабочих поверхностей вала турбокомпрессора.
Износ может стать причиной заклинивания системы изменения геометрии турбины.
Возможны заклинивания актуаторов привода перепускного и байпасного клапанов, которые управляются ЭБУ двигателя.
Из-за чрезмерных перегрузок есть вероятность деформации вала турбины. Все перечисленное – только основные причины. Выявленное же в процессе ремонта может неприятно удивить, ведь турбина – это высоконагруженный агрегат, и причин выхода из строя может быть множество.
Как понять, что с турбокомпрессором проблемы
Базовых признаков только два – потеря тяги или такая тяга, которой не было раньше. При потере тяги сервисмен первым делом «грешит» на турбину, потому что она – одна из самых уязвимых единиц под капотом. Крутится порой до 150 000 об/мин, с одной стороны греется, с другой – охлаждается, а потому если тяга на авто куда-то начала пропадать, то подозрение в первую очередь падет на нее. Все остальное можно узнать только после снятия турбокомпрессора с автомобиля.
Предварительно мастер просто обязан выполнить диагностику всех систем, чтобы убедиться в том, что ни один из датчиков не вышел из строя, и нет ни одного места, через которое воздух попадал бы во впускной коллектор в обход системы впуска.
Есть еще один момент – это шум турбины высокой частоты, почти писк, который зачастую говорит о слишком большом осевом или радиальном люфте вала турбокомпрессора. Двигатель при этом может тянуть, как и прежде, но время жизни турбины резко начинает стремиться к нулю.
А теперь о том, что касается тяги, нехарактерной для двигателя – то есть, если вы вдруг обнаружили, что больше нет турбоямы и чего-то подобного, и автомобиль «на подрыве» всегда. Такие признаки могут говорить о том, что перепускной клапан (wastegate) заклинило, отработанные газы не сбрасываются, и оттого турбина качает воздух по полной, повышая давление наддува. «Подрыв» – это хорошо, но он может закончиться прогоранием поршня или клапанов из-за перегрузки. Так что следите за «характером» своего автомобиля.
После снятия турбокомпрессора
Все, что описано выше, касается исключительно диагностики до снятия турбины с двигателя. Теперь же представим, что мастер провел диагностику и выдал неутешительный вердикт, что скорее всего проблемы связаны именно с турбокомпрессором. В этом случае механик демонтирует его и отправляет на участок дефектовки и ремонта.
Теперь начинается самое интересное. Первое, на что смотрит мастер, – это компрессорное и турбинное колеса и состояние корпуса турбинного колеса. По нагару и саже на впуске корпуса турбины мастер может приблизительно сориентировать, что является их причиной – может, «заливает» форсунка, или износились поршневые кольца, отчего в наддув гонит масло из картера двигателя. Осмотром же турбинного и компрессорного колес можно выявить чрезмерный износ оных, как в нашем случае.
В идеале каждая из лопаток должна проходить рядом с корпусом с минимальным зазором – слишком большой зазор означает потери. Далее мастер на ощупь проверяет люфт вала турбины.
Почему на ощупь? Да потому, что люфта практически не должно быть, причем ни радиального, ни осевого. Далее следует разборка. Ничего сложного в ней нет: болты и гайки долой – и вот уже «улитки» отдельно, картридж отдельно. Далее мы отвернули гайку крепления компрессорного колеса и сняли его, после чего вал извлекли из картриджа. Втулки – выпрессовали. Вот по сути и вся разборка. Турбинное колесо, к слову, образует с валом одну неразъемную деталь.
Все элементы корпуса турбокомпрессора отправляются на пескоструйную очистку.
Рабочие элементы отправляются на обмер – там, в частности, измеряется диаметр вала в местах установки втулок. При необходимости заменяется компрессорное колесо. Если с валом или с турбинным колесом все плохо, то поможет только замена. Помимо этого, при проверке подают разрежение и проверяют работу актуаторов. Если же актуатор электрический, его проверяют с помощью соответствующих диагностических приборов.
Ремонт турбины
Если поверхности вала изношены в пределах допустимого, то их шлифуют, если вне пределов – заменяют. После шлифовки снова измеряют наружный диаметр и вытачивают под него втулки.
Затем вал отправляют на проверку его биения – и никакого диссонанса или нарушения технологии здесь нет. Дело в том, что вал можно условно разделить на две части – рабочую, на которую установлены втулки, и часть, на которую установлено компрессорное колесо. Последняя не может быть отшлифована из-за того, что компрессорные колеса, как запчасти, поставляются только в номинальных размерах. Шлифовка вала пусть и на малую долю, но изменит его диаметр. А изменение зазора между валом и колесом недопустимо. Потому мастер ставит вал на специальный стенд с индикатором часового типа и, вращая его, определяет точки деформации.
Затем с помощью специальных инструментов и молотка правит его. Правит до тех пор, пока не добьется почти идеальных результатов по биению.
После правки вал отправляется на балансировку. Процесс этот сам по себе интересный. На специальный стенд ставят вал, на него накидывают приводной ремень, который и прижимает вал к опорам. На турбинное колесо наносится метка, а напротив него ставится лазерный датчик частоты вращения. После включения приводного электромотора вал раскручивается до определенных оборотов, чтобы откалибровать стенд. Затем мастер прилепляет небольшой кусок пластилина напротив метки турбинного колеса и снова включает стенд. Потом лепит приблизительно такой же кусок пластилина с обратной стороны турбинного колеса, но напротив первого куска.
После этого мастер включает стенд, доводит обороты до требуемых и выключает. По итогам процедуры на экране дисплея стенда выводятся приблизительные точки дисбаланса вала с весом материала, который необходимо удалить для балансировки.
Глядя на эти точки, мастер немного стачивает поверхность гайки турбинного колеса.
Затем вал снова отправляется на стенд – и весь процесс повторяется по кругу, пока не будут достигнуты требуемые показатели.
После удачной балансировки мы ставим на вал уже подготовленные втулки и собираем то, что называют картриджем – корпус вала.
Турбину почти полностью собирают – лишь без установки «улитки» компрессора.
В таком виде ее устанавливают на стенд для окончательной проверки перед сборкой.
Гайку крепления компрессорного колеса предварительно намагничивают специальным магнитом. Делают это с целью снятия показаний работы вала – его частоты вращения и биения. Установка на стенд подразумевает подключение подачи масла и холодного сжатого воздуха. На стенде мастер раскручивает турбину до частоты немного выше рабочей, проверяя основные показатели работы.
Убедившись, что все в порядке, устанавливают корпус компрессора и актуатор. Далее подсоединяют к актуатору вакуумный шланг, а на его шток устанавливают электронный индикатор, который является частью специального оборудования для регулировки начала открытия и хода штока.
В память стенда внесена база данных по турбокомпрессорам – мастеру достаточно внести номер турбины в эту базу (номер нанесен на корпусе каждой турбины) и запустить процесс диагностики.
Стенд подведет определенное разрежение к актуатору, а индикатор считает ход штока. Если что-то окажется не в порядке, мастер отрегулирует длину штока. На этом ремонт турбины можно считать оконченным.
Перед установкой турбокомпрессора на двигатель, особенно если сам ДВС «капиталился», многие рекомендуют промыть систему смазки промывочным или просто недорогим маслом. Рекомендуется сделать это как минимум четыре раза и только после этого ставить турбокомпрессор. Если не учесть этого, то следующий ремонт турбины потребуется раньше, чем предполагалось.
В заключение
Вал турбины очень чувствителен к качеству моторного масла, и продукты износа двигателя могут сделать свою коварную работу. Потому, когда дело касается ремонта турбокомпрессора, не стоит дешевить. В целом даже самый сложный ремонт всегда будет приблизительно в два раза дешевле самой дешевой, но новой турбины. Если усреднить цены, то ремонт может стоить около 250 долларов, а новая турбина в сборе – приблизительно 500 долларов. Ну а чтобы подольше не заезжать в сервис за столь дорогостоящим ремонтом, следите за своим автомобилем и качеством используемого моторного масла, а также не ленитесь читать рекомендации по правильной эксплуатации автомобилей в зимний период.
Особая благодарность в подготовке материала организации «РемТурбоСервис» (+38 057-762-98-26, Харьков; +7 917-540-61-20, Белгород; +7 495-255-46-96, Москва)