Основные неисправности турбин и турбокомпрессоров

Причины неисправности турбины.

Самый характерный и часто встречающийся признак неисправной турбины, это выброс из выхлопной трубы дыма синего цвета и запах масляного перегара, что особенно заметно при интенсивном разгоне автомобиля, а когда двигатель работает на низких оборотах синий дым исчезает.

Черные цвет из выхлопной трубы и возможная потеря тяги, свидетельствует о сгорании переобогащенной топливо воздушной смеси, следствием чего является утечка воздуха в нагнетающих магистралях или в интеркулере. Так же причиной может быть неисправность системы управления турбокомпрессора.

Следующий признак неисправности, это появление белого дыма из выхлопной трубы. Причиной может служить засорение сливного маслопровода турбины.

Следы подтеков масла на патрубках воздушного тракта как и на самой турбине и естественно увеличенное его сгорание, частое подливание масла. Причиной служит неисправность турбокомпрессора, на это могло повлиять засорение канала подачи воздушной смеси, сливного маслопровода или закоксовывание оси.

Появление любого постороннего шума, скрежета или помпаж при работе турбированного двигателя, причина может крыться в утечке воздуха у выхода компрессора.

Низкокачественный масляный фильтр может послужить причиной низкого давления масла, а так же этому может послужить плохая промывка которая в простонародье называется пятиминутка.

Разрушение подшипников скольжения, в скором времени приведут к необратимому повреждению крыльчатки ротора.

Рассмотрим четыре основные причины служащие выходом турбины из строя.

Загрязнение масла

Довольно часто на первый взгляд хорошее масло которое еще рано менять может быть загрязнено мелкими частичками что не обнаружишь визуально. Мелкие частички постепенно изнашивают втулки, делая их края округлыми.

Нехватка смазки

Приводит к тому, что вал турбины очень сильно изнашивается, а помимо него изнашиваются втулки и наблюдается превышение допустимой температуры. Послужить этому может загруженный масляный канал грязным прокладочным материалом или герметиком.

Экстремальные нагрузки на турбину

«Как говорится любишь гонять, люби и чинить.» Самая типичная поломка это подшипник скольжения на втулках в результате перекрута, передува и высокой температуры турбины. Что касается вала то он в следствиях нагрузки выгибается, сгоревшее масло закоксовывает его. Перекрут турбины приводит к поломке частей лопастей турбинного вала.

Повреждение инородными телами

Данную неисправность сразу можно определить взглянув на компрессорную улитку, такая неисправность часто приводит к капиталке или замене двигателя и остановиться только на ремонте турбине не получится.

Начало 21 века можно смело назвать эрой турбокомпрессоров в автопромышленности. В настоящий момент большинство современных двигателей стали оснащаться турбинами, когда как еще 10-15 лет назад, турбомоторы были большой редкостью.

Если вы столкнулись с потерей мощности, свистящими шумами турбины, ростом потребления топлива или дымом, то, как правило, если ваша машина оснащена турбиной, скорее всего, существует проблема. Турбина неисправна. В этом случае автомобиль нужно как можно скорее отвезти на диагностику в специализированную мастерскую.

Помните, что ни в коем случае не стоит затягивать поездку в автосервис для диагностики турбины. В противном случае вы рискуете потерять в будущем большие деньги, поскольку турбокомпрессор может не подлежать после поломки восстановительному ремонту. В итоге вам придется покупать новую турбину, которая стоит огромных денег.

Кроме того, каждый владелец турбированной машины должен знать, что сломанные части турбины могут также привести к повреждению самого двигателя. В том числе при выходе турбины из строя также может пострадать еще один дорогостоящий компонент автомобиля — катализатор.

Основные поломки турбокомпрессора разобраны, но как понять, что с данным агрегатом не все в порядке. Рассмотрим некоторые признаки неисправности турбины.

Понаблюдайте за выбросами выхлопной трубы Вашего автомобиля. Если дым синего цвета особенно при разгоне, то это говорит о сгорающем масле, частично попавшем в двигатель. Естественно, утечка масла происходит через турбину.

Если появляются черные выхлопы, то тут уже сгорает обогащенная топливная смесь. Первопричину утечки воздуха надо искать в магистрали нагнетания или интеркулере. Так же это говорит о неправильной настройке системы управления ТК.

Основные неисправности турбин и турбокомпрессоров

Не поверите, но третий признак неисправности турбины, тоже связан с дымом из той же выхлопной трубы. Причиной образования белого дыма может послужить засорение сливного маслопровода турбины.

Следующий признак, который можно заметить невооруженным глазом — это увеличение аппетита автомобиля на масло и его маслянистые следы на самой турбине. Причина, чтобы проверить воздушные каналы и сливной маслопровод на предмет засорения и закоксовывания.

Надо также помнить, что на разгон автомобиля сильно влияет степень здоровья турбины. Если Вы почувствовали ухудшение динамических показателей, проверьте ТК на повреждения и поломки системы управления. Снижение уровня возможностей Вашего автомобиля связано с низким поступление воздуха в мотор.

Появление постороннего шума, скорее свиста, также связано с воздухом, и говорит об его утечке на стыке двигателя и компрессора. Скрежет при работе турбокомпрессора могут вызвать деформации его корпуса или даже наличие трещин.

ПОДРОБНОСТИ:   Принцип работы признаки неисправности и проверка

Причины неисправности турбины.

Нехватка смазки

Самой частой причиной выхода из строя турбины является повреждение внутренних компонентов турбокомпрессора из-за недостаточной их смазки маслом или полным его отсутствием. 

Как мы уже сказали, большинство автомобильных турбин оснащены рабочим валом, которые при вращении испытывает немаленькие неравномерные нагрузки из-за постоянного изменения давления выхлопных газов. Опорная поверхность вала, который соединяет колесо турбины с колесом компрессора, смазываются маслом для уменьшения трения вращающихся компонентов турбины. Благодаря масленой смазке, компоненты турбины имеют долгий срок службы.

Если подача масла в турбокомпрессор ухудшается, на несущей поверхности вала турбины образуются канавки (выработка). В результате вал турбокомпрессора может сломаться. 

По каким же причинам турбина может недостаточно смазываться?

Чаще всего нехватка смазки в турбокомпрессоре связана с плохим качеством топлива, засорением масленой системы автомобиля, из-за наличия в масле топлива, из-за забитого масленого фильтра или же из-за забитых масленых каналов в двигателе. 

Также быстрый выход из строя турбины может быть связан с «горячей парковкой» автомобиля.

Например, если владелец машины после продолжительной езды на полном газе, припарковавшись, сразу заглушит двигатель, то существует риск быстрого износа компонентов турбокомпрессора.

Дело в том, при длительной работе двигателя на больших оборотах турбина может стать очень горячей (до 1000 С° по Цельсию). И если, припарковав машину, заглушить двигатель, то подача охлаждающей жидкости и масла в двигателе резко прерывается. В итоге прекращается охлаждение двигателя и соответственно турбокомпрессора.

В этом случае тепло, скопившиеся в турбине, может сжечь остатки масла, которое закупорит масленые каналы, что приведет к тому, что подача масла для смазки турбины в будущем будет недостаточной. В итоге, как мы указали выше, турбина начнет испытывать нехватку масла. В результате в короткий срок в турбокомпрессоре ускорится выработка (износ) его внутренних компонентов.

Другим важным фактором износа турбины является образование углерода в масле двигателя в процессе эксплуатации машины. Углерод, как правило, может собираться в турбине в виде отложений. Это со временем приводит к тепловым проблемам, к дисбалансу работы турбины и т.п.

Именно поэтому любая автомобильная турбина нуждается в регулярном обслуживании. Например, в очистке. Для этого необходимо использовать специальный очиститель-спрей, который продается в автомагазинах.

Большинство турбин можно очистить без их демонтажа с машины. В том числе очиститель турбины также помогает удалять не только отложения углерода, но и ряд других веществ, которые могут образовываться на внутренних компонентах турбокомпрессора.  

Функция турбокомпрессора

Турбокомпрессоры, также имеют другое название — турбины. Как правило, большинство автомобильных турбин используют энергию выхлопных газов в двигателе. То есть турбина раскручивается за счет давления выхлопных газов. За счет этого турбина нагнетает в двигатель дополнительную порцию кислорода, благодаря чему и повышается производительность автомобиля. Вот почему говорят — «двигатель с турбонаддувом».

По сути, конструкция турбокомпрессора состоит из двух отдельных турбин (улитки в отдельных корпусах). Одна часть турбины содержит колесо турбины (крыльчатка). Внутри второй части турбины (витка улитки) находится колесо компрессора (крыльчатка). Обе части улиток соединены друг с другом единым валом турбокомпрессора. Турбинное колесо находится в выхлопной системе двигателя — на выпускном коллекторе.

Давление горячих отходящих газов из выхлопной системы приводит турбину в движение (начинает вращаться колесо турбины) в очень быстрое движение. Например, турбина может раскручиваться до 300 000 оборотов в минуту. 

Так как обе части улиток турбокомпрессора соединены единым валом, от вращения колеса турбины начинает с той же скоростью вращаться колесо компрессора турбины, которое соединено с впускной системой двигателя.

При вращении колеса компрессора турбина засасывает дополнительный свежий воздух, который затем сжимается в корпусе компрессора и поступает под давлением в цилиндры двигателя.

При сжатии воздуха происходит нагрев турбины.

Для того чтобы избежать перегрева инженеры придумали систему охлаждения турбокомпрессора, которая позволяет отводить часть тепла, генерируемого в процессе сжатия воздуха.

В итоге, понижая температуру воздуха проходящего через турбины, система позволяет охладить непосредственно наддуваемый воздух, поступаемый в камеру сгорания двигателя. Это повышает эффективность и производительность силового агрегата. 

Сам по себе турбокомпрессор (ТК) почти не ломается из-за истекшего срока годности. Он входит в общую систему двигателя и его исправность – это показатель исправности других, связанных с ним, узлов. Поломки случаются при неправильном использовании и плохом обслуживании самого автомобиля.

Если у Вас возникла необходимость поменять старую турбину на новую, перво-наперво проведите вдумчивую диагностику поломки агрегата. Диагностика поможет избежать скорого ремонта уже нового узла.

Система управления двигателем тоже может повлиять на турбокомпрессор. Почти все управляемые электроникой турбины оборудованы механизмами регулирования давления наддува. Банально при сбое системы, она Вам выдаст как бы неисправность узла. Такое тоже случается.

За здоровье турбины отвечают герметичность систем впуска и выпуска двигателя, и действующее давление в них. Сильно сокращается срок службы ТК при закупорке нейтрализатора и воздушного фильтра. Датчик манометра зафиксирует в данной ситуации повышение разрежения на впуске и увеличение противодавление на выпуске.

Наверное, понятно, что герметичность системы впуска и выпуска двигателя, отвечает за рабочее давление внутри турбины. Поэтому, если очень часто экономить на воздушном фильтре или долго не замечать подсос воздуха за ним, то это может привести к излишней нагрузке на компрессорное колесо турбины. При попадании внутрь частиц песка, лопатки колеса начинают постепенно стачиваться.

Самая банальная причина поломки турбокомпрессора – это попадание лишнего мусора на узел.

Во время обслуживания автомобиля не стоит забывать инородные предметы во впуске или даже ронять что-то внутрь. Крыльчатки вала не скажут потом Вам «спасибо». Их работа происходит на огромных скоростях, и любой попавший внутрь предмет может вызвать серьезные деформации и даже заклинивание всего узла.

ПОДРОБНОСТИ:   Что такое подушки двигателя и когда требуется замена подушек двигателя

Всего предугадать нельзя, но порой случаются такие разрушения двигателя, при которых его детали имеют шанс сломать ротор напополам от скручивания. В данном случае агрегат не подлежит восстановлению.

Следующим опасным моментом для ТК является превышение его оборотов в минуту – перекрут. Этим грешат неграмотные чип-тюнинги, хотя такие повреждения могут спровоцировать и иные обстоятельства. Например, может заглючить датчик расхода воздуха, что приведет к запаздыванию механизма, отвечающего за давление наддува.

Все же главная причина отказов турбины лежит в области неисправности системы смазки.

Элементы турбокомпрессора должны обязательно все время смазываться. За это отвечает маслонасос двигателя. Он гонит смазывающий материал по зазорам в турбине, позволяя ей не перегреваться в результате соприкосновения элементов узла. И банальное масляное голодание и частицы в самом масле, могут привести к «смерти» всю турбину.

При использовании турбины в автомобиле, в первую очередь надо беспокоиться о качестве и чистоте масла. Как уже упоминалось, работа данного узла происходит при больших температурах – вплоть до 1000°С. Не зря в турбированных двигателях, интервал замены масла и фильтров уменьшен. Экономия автомобилиста на ТО, сокращает и срок службы ТК.

К масляному голоданию турбину может привести закупорка трубки, подводящей масло. Обычно она закоксовывается. Нужно следить за исправностью масляного насоса двигателя и не менее важной системы вентиляции картера. Эта система – отдельный вопрос. Вы не заметите, как турбина постепенно изживает себя.

В систему масло льется под давлением 4 бар, а в поддон двигателя выливается самотеком. Любое изменение в давлении газов в картере приведет к ограничению расхода смазочной жидкости в турбине. Масляная пленка снизит несущую способность и будет просачиваться через уплотнители. И все это потому что неисправен клапан системы вентиляции.

Нужно учитывать все нюансы работы турбокомпрессора, чтобы при диагностике не пропустить проблемные места. После установки турбины на двигатель не забудьте проконтролировать ремонтников: она не должна работать в сухую при первом пуске. Обычно во избежание этого, элементы турбины сначала обрабатывают маслом.

Контроль давления наддува

Для того чтобы давление наддува воздуха в турбине не достигло критического уровня при увеличении скорости автомобиля (чем быстрее движется машина, тем больше выхлопных газов в двигателе и соответственно быстрее крутится турбина) турбокомпрессор постоянно находится под контролем вакуумной системы, которая регулирует его оптимальную работу.

В противном случае турбину и компоненты двигателя ждет перегрузка.

Обычно регулирование работы турбины происходит с помощью перепускного клапана, который установлен со стороны, где в турбокомпрессор поступают выхлопные газы.

Как вы уже поняли, клапан регулирует количество, поступаемых в турбину, выхлопных газов.

Соответственно, если турбина будет крутиться слишком быстро, то клапан уменьшит поступление выхлопных газов на колесо турбины, за счет стравливания лишнего давления выхлопных газов поступающих в турбину. Так как колесо турбины связано с колесом компрессора турбины единым валом, скорость вращения турбокомпрессора уменьшится. В результате уменьшится наддув воздуха.

Когда и как открыть клапан управляется с помощью вакуумного устройства. Это устройство состоит мембраны и пружины. 

Чтобы турбина не подвела

Основная часть мотора с турбонаддувом на хороших машинах – вещь надежная, но сложно устроенная. Для того, чтобы ваше авто пробегало запланированный производителем ресурс без серьезных ремонтов, достаточно бережно и внимательно к ней относиться. В список заботливых действий входят:

  • Использование исключительно качественных масел и солярки. С последней, конечно, сложнее, но найти нормальную заправку все же возможно;
  • Категорический отказ от промывок-«пятиминуток»: они способны за один раз убить турбину практически без возможности восстановления;
  • Наличие турботаймера – залог долгой, здоровой и счастливой жизни движка с турбонаддувом;
  • Поддержание нормированного уровня масла. Для большинства турбированных моторов не требуется долив масла в промежутках между его заменами. Если вы обнаружили, что масло уходит не по расписанию – езжайте в автосервис;
  • Регулярный техосмотр. И временная дистанция между обследованиями должна быть меньше, чем предписано для атмосферных двигателей;
  • Прогрев движка до рабочей температуры до начала движения. Частая работа на холодную процентов на 30 сокращает срок жизни турбины. А для всех ремонтных работ найдите нормальную СТО.

Проще всего ускорить выход из строя турбины, доверив манипуляции с агрегатом неподготовленным людям. И едва обнаружив признаки неисправности турбины дизельного двигателя, поезжайте к уже проверенному мастеру.

Турбины с изменяемой геометрией (ТИГ)

Также существуют турбокомпрессоры с изменяемой геометрией. Чаще всего такие турбины можно встретить на дизельных двигателях. Турбина с изменяемой геометрией оснащена вместо перепускного клапана, специальными направляющими лопатками, которые контролируют поток выхлопных газов поступающих в турбокомпрессор.

Обычно такие турбины обозначаются аббревиатурой «VIG» (рус.:ТИГ — Турбина с изменяемой геометрией). 

Направляющие лопатки управляются точно также как и обычные перепускные клапана турбин, с помощью вакуумной системы. 

ПОДРОБНОСТИ:   Замена масла Мазда 6 Фото инструкция как поменять масло двигателя Мазда 6

Когда лопатки турбины дизельного мотора закрыты, поток выхлопных газов проходит мимо турбокомпрессора. Соответственно турбина не работает. 

Например, при низком или среднем диапазоне работы двигателя, лопатки турбины открыты на минимальный уровень, так как на низких оборотах мотора, как правило, не требуется мощности. Но, как только водитель утопит педаль в пол, лопатки открывают свободный доступ выхлопным газам в турбину, и в двигатель начинает поступать кислород под давлением, что мгновенно отражается на увеличении мощности.

К сожалению, система «VIG» чувствительна к высоким температурам. Поэтому, как правило, турбины с изменяемой геометрией используются преимущественно на дизельных моторах, где температура выхлопных газов значительно ниже. 

И только компания Porsche использует турбины «VIG» на бензиновых моторах (модели: 911 Turbo и 718 Boxster / Cayman S).

Для этого инженеры компании Porsche устанавливают турбокомпрессоры, компоненты которой сделаны из дорогих высокопрочных материалов, которые устойчивы к экстремальным температурам. Но в случае большой серии выпуска установка подобных турбин экономически не целесообразна.

Повреждение турбины из-за грязного сажевого фильтра

Так как турбина в автомобиле работает за счет выхлопных газов, то конечно частой причиной ее выхода из строя становятся проблемы в системе выпуска выхлопных газов.

Особенно уязвимыми являются дизельные двигатели, которые оснащены сажевым фильтром. Например, если забит сажевый фильтр, то это может увеличить давление выхлопных газов поступающих в турбину. В результате вал турбокомпрессора получает сверхнагрузку, что в итоге может привести к свисту турбокомпрессора. Этот необычный звук, как правило, говорит о том, что вал турбины поврежден.

Правда свист в некоторых турбинах также может возникнуть на ранних этапах нехватки масла в турбине. 

Но в любом случае, если в вашей машине вы начали слышать свист турбины, необходимо, как можно скорее, провести ее диагностику, для того чтобы вовремя предотвратить более серьёзные повреждения. 

Насколько быстро забивается сажевый фильтр?

Все конечно зависит от стиля вашей езды, условий эксплуатации автомобиля и от качества дизельного топлива. Например, если вы используете дизельный автомобиль преимущественно в городе, то сажевый фильтр может быстро выйти из строя из-за недостаточной температуры выхлопных газов.

Также не рекомендуется эксплуатировать дизельные автомобили в тихом режиме. Поэтому время от времени владельцы дизельных машин должны использовать машину на больших оборотах, чтобы прожечь выхлопную систему для удаления образовавшейся сажи. 

Другой известной причиной повреждения турбокомпрессоров является попадание в них инородных тел через воздухозаборник автомобиля. Из-за огромной скорости вращения элементов турбины даже мельчайшие частицы могут причинить ее внутренним компонентам значительный ущерб.

Для автомобилей с большим пробегом колеса компрессора турбины (крыльчатки) изнашиваются равномерно. В результате со временем мощность автомобиля снижается по мере износа колес турбины. Это происходит в связи с тем, что в двигатель начинает поступать, по мере старения компонентов турбины, гораздо меньше кислорода. Но подобное равномерное старение турбокомпрессора, идеальное стечение обстоятельств.

Чаще всего турбина выходит из строя неожиданно и не по причине окончания срока службы внутренних компонентов. Например, из-за сломанных лопастей колес турбины. В результате поломки хотя бы одной лопасти на колесе турбины происходит потеря баланса вращения. В итоге вал и его подшипники могут получить серьезное повреждение.

На заключительном этапе износа турбокомпрессора, старые вращающиеся колеса начинают шлифовать корпус турбины. В результате турбокомпрессор начинает уничтожать сам себя. 

В случае если вы подозреваете износ компонентов турбины, для начала вы должны провести диагностику колес турбокомпрессора. Например, визуально осмотреть состояние колеса компрессора турбины вы можете достаточно легко. Для этого вам необходимо отсоединить от турбины модуль подачи воздуха. В результате вы сможете внимательно рассмотреть износ лопастей компрессора.

Но для того чтобы сделать диагностику колеса турбины со стороны выпускной системы двигателя. Для этого вам придется полностью снимать турбокомпрессор с двигателя и полностью его разобрать. 

Правда чаще всего повреждается колесо компрессора, куда поступает воздух с улицы. Повреждение колеса со стороны выхлопной системы может произойти только при попадании в турбину посторонних предметов из двигателя.

Например, в случае обрыва ремня ГРМ (в случае, когда клапана двигателя встретились с поршнями) в результате чего двигатель вышел из строя. В этом случае после некачественной очистки двигателя от стружки и других компонентов разрушения, запуск мотора может привести к повреждению турбины.

Можно ли купить б/у турбину с гарантией

На Российском рынке также доступны для приобретения восстановленные подержанные турбокомпрессоры. В отличие от новых, их стоимость значительно дешевле. Причем большинство подобных перебранных б/у турбин продаются с гарантией. Правда гарантия дается на небольшой срок. Тем не менее, для владельцев турбированных автомобилей это хороший способ сэкономить на покупке турбины.

Обычно процесс покупки подержанной восстановленной турбины заключается в простом обмене с доплатой. Обычно вы отдаете свою сломанную турбину, доплачивая за восстановленную, определенную сумму. В итоге, заплатив гораздо меньше денег за турбину, вы получаете хоть и не новый, но вполне рабочий турбокомпрессор.