Всичко за автомобилната турбина - DailyDriven
Кратка история на автомобилните турбини
Турбокомпресорът на топлинни двигатели е предложен за първи път през 1905 г. от швейцарския инженер Алфред Бучи, неговото изобретение по този начин се превръща в бъдещето на двигателите с вътрешно горене.
Той се оформя в търговската индустрия от 1925 г., като увеличава мощността на двигателя с около 40%, като първоначално се прилага в големи двигатели, морски дизелови двигатели, локомотиви и самолетни двигатели няколко години по-късно.
Турбината е разработена за първи път върху автомобили от 1962 г. насам, от General Motors за автомобилите Chrevolet и Oldsmobile Jetfire, като е изведена от производство година по-късно поради ниска надеждност.
През 1973 г. BMW внедрява първия голям сериен автомобил с турбо, BMW 2002 г. и много други производители вече започват да предлагат автомобили, оборудвани с бензинови турбо двигатели.
Поради високия разход на гориво, но също и феномена на турбо-забавяне, известен като забавено време за реакция на турбината, двигателите с турбокомпресор изчезват няколко години по-късно, въпреки че са по-мощни в сравнение с тези с естествен аспиратор.
С течение на времето популярността на автомобилната турбина нараства, независимо дали говорим за двигатели с компресионно запалване или двигатели с искрово запалване, които в момента са доминиращи в автомобилната индустрия, така че малко производители все още предлагат двигатели с аспирация.
Какво е турбина?
Автомобилната турбина, наричана още турбо или турбокомпресор, е агрегат, който използва част от изгорелите газове, излъчвани от двигателя, като се управлява от клапан Westgate чрез електронния компютър на автомобила, при необходимост, като по този начин защитава целия двигател.
По този начин, презареждането на двигателя и възползването от енергията на димните газове, компресирането на въздуха, влизащ в двигателя, увеличава всмукателното налягане и по този начин мощността на двигателя, увеличавайки максималното налягане в двигателя.
За да може да работи с турбина, турбо двигателят в сравнение с аспиратора трябва да бъде адаптиран да се справя с по-високи топлинни и механични изисквания, така че имаме по-напрегнат двигател и по-високи работни температури, но много по-висока производителност с по-висока поддръжка, защото имаме по-сложна система.
Турбодухачите са разделени на две основни групи: фиксирана геометрия и променлива геометрия.
Конструкция на турбокомпресор
Турбокомпресорът се състои от вал, с ротора на компресора в единия край и ротора на турбината в другия край.
Те се вкарват в винтов корпус, изработен от алуминий от страната на компресора, наричан "студена" част, където имаме относително ниски температури на въздуха и по подразбиране това е "по-чистата" част на турбокомпресора и от страната на турбината, наречена "гореща" част, където газовете достигат много високи температури, до 1000 ° C, имаме по-устойчив материал, чугун, това е най-тъмната и мръсна част на турбината.
Защо турбината е внедрена в автомобилната индустрия?
Днес турбината има съществена роля поради регламентите за замърсяване, които са все по-сурови, така че имаме по-ниски емисии на замърсители, увеличаваме мощността на двигателя, получаваме по-бързо ускорение, по-висок въртящ момент, намаляваме разхода на гориво и можем да намалим общ работен обем на двигателя, феномен, известен като "намаляване", в днешно време все по-малко производители предлагат атмосферни двигатели.
Причини, които допринасят за преждевременната повреда на турбината на автомобила
Турбокомпресорът, както е проектиран, е проектиран да работи през целия живот на двигателя, без да е необходима специална поддръжка, но отказът на турбината на двигателя е най-често причинен от верига от други технически неизправности или неправилни намеси, като лошо проектирано преодоляване с цел увеличаване на мощността или намаляване на емисиите на гориво.
Ако имаме прекалено голям тласък на растежа в турбината, ние значително намаляваме нейния живот, тъй като фабриката за турбокомпресор има определени граници, определени въртения на вала и по подразбиране на роторите, така че температурите достигат високи нива и смазването може да е недостатъчно.
Друга причина за отказ на турбината на машината може да бъде причинена от попадане на чужди тела в турбината или корпуса на компресора, дори ако обектите са с малки размери, тъй като скоростта на въртене на турбината обикновено е между 100 000 и 280 000 об/мин. дефекти в лопатките на турбокомпресора, причиняващи дисбаланс.
Отстрани на лопатките на компресора можем да открием чужди предмети, които си проправят път през въздушния филтър (който е дефектен, неадекватен или запушен), така че е добре да не се пренебрегва периодичната проверка, за да се избегнат допълнителни разходи. От самата страна на турбината примесите, но също и облицовъчните материали могат да повредят системата за наддуване.
При неадекватно снабдяване с масло, проблемът, който може да бъде причинен от използването на неподходящо масло или отказ на маслената помпа, проблемът, който може да бъде причинен от ниско ниво на масло, намаляване на налягането на маслото, явление, което благоприятства преждевременното стареене. компоненти на турбокомпресора или дори неговото сцепление.
Лагерната система, аксиалната и радиалната на турбокомпресора могат да бъдат засегнати, особено поради замърсеното масло, тя вече не смазва правилно претоварените части, увеличава триенето между движещите се части, вече не прави масления филм, температурите достигат много по-високо ниво от тази, предоставена от производителя.
Друга възможна причина може да бъде запушена изпускателна система, неизправност, причинена от запушване на филтъра за твърди частици или катализатора.
Симптоми на дефектна автомобилна турбина
Симптом би бил случаят на загуба на мощност (без дим), той може да бъде намерен само в турбини, които имат блокирана променлива геометрия и ако причината се анализира и се наблюдава, че не е, тогава можем допълнително да контролираме вакуумния задвижващ механизъм или електронни.
В случай на загуба на мощност, придружена от дим, трябва да се проверят всмукателният, интеркулерният, турбинният и изпускателният път. Проверява се дали междинният охладител не е счупен или напукан, така че се проверява дали двигателят „не изтегля фалшив въздух“ през някакъв счупен или течащ маркуч, като по този начин има загуби във всмукателния колектор.
Може да се провери дали вентилът за рециркулация на димните газове (EGR) не е блокиран на открито, което води до неподходяща въздушно-горивна смес. Корпусът на турбината може да бъде прегряван, разрушен, явление, което може да се наблюдава и охиометрично, ако разположението на турбодухата ни позволява.
Друга причина за загуба на мощност при черен дим може да бъде дефектна или неправилно регулирана система за захранване, където може да имаме неработещи инжектори, дюзи и инжекционна помпа. Други проблеми са свързани с износването на двигателя, където може да се носят сегменти, седалки на клапани или облицовки на цилиндрите.
Когато нашият двигател излъчва син дим, основните причини могат да бъдат следните: проблеми на всмукателната страна, съпротивление на изпускателната система или течове на турбината, където можем да имаме запушена или течаща система за поток на масло в лагера, проблеми със скрубера, прекалено износен двигател, мръсен ротор на компресора или използвани уплътнителни сегменти на турбокомпресора.
И ако забележим на изпускателната тръба как изведнъж се появява плътен бял дим заедно с принудително ускорение, задържайки само постоянно педала на газта или без изобщо да държим педала на газта, можем да сме сигурни, че това е турбокомпресор.
В този случай валът на турбокомпресора се счупва и цялото масло, което предхожда турбокомпресора, се хвърля върху отработените газове, като по този начин се осъществява самозапалването на маслото, което ще доведе до максимална скорост на двигателя, така че двигателят трябва да бъде спрян спешно ще спре само когато е унищожен, когато свърши маслото в долната буква), превозното средство вече не може да бъде спряно чрез натискане на ключа за запалване.
Единствените две решения могат да бъдат уплътняване на всмукателната система с материал (кърпа), „удавяне“ на двигателя, като по този начин се оставя без въздух, а другият метод е преместване на автомобила на горната предавка (последна предавка), брутално освобождаване на съединителя и натискане на спирачката, по този начин двигателя без големи повреди.
Последният метод не се прилага за превозни средства с автоматична скоростна кутия, като тези с ръчна скоростна кутия имат "предимството" да използват и двата метода.
Подсвирване или свирене на турбината
Всеки турбокомпресор, който вдига шум, когато ускоряваме, трябва да ни зададе въпросителен знак, ако нямаме клапан BOV (издухване), това е система за освобождаване на налягането, която присъства в много турбо двигатели възпроизвежда специален звук (по-точно когато има смяна на предавките или някакво повдигане на крака върху ускорителя), истинската му цел е да предотврати вълната на компресора и да намали износването на турбината и двигателя, така че с други думи може да се обади на изпускателния клапан.
Ако по време на ускорението внезапно се появи съскане, този шум не трябва да се пренебрегва, особено ако шумът възниква внезапно, а не прогресивно. И ако издаваният звук се превръща в силен свир, тогава дните на турбината приключват.
Но не е необходимо това свистене да се дължи на турбината, ако по всмукателния път имаме отслабен или напукан маркуч (известен като тласък), през който имаме въздушни загуби, тогава двигателят изтегля "фалшив въздух" и можете едновременно да усетите загуба на мощност, така че много лесен за решаване проблем, който може да бъде визуално проверен.
Как да се грижим за турбината на автомобила?
При стартиране на двигателя са необходими около 4-12 секунди, докато маслото се разпредели от двигателя към турбината, така че трябва да се избягва незабавното стартиране на превозното средство, докато се образува масленият филм, и след това, за да се избегнат резки ускорения, поддържайки скорост при ниско ниво през първите минути (да не надвишава 2500-3000 завъртания в минута).
Параметрите на маслото са различни, когато е студено, то е по-вискозно, така че не може да осигури оптимално смазване, докато достигне работната температура (оптимална работна температура).
Не всички превозни средства имат температурни сензори за масло, така че би било за предпочитане да се следи температурата на охлаждащата течност, така че тя да достигне работната температура, за която е проектирана (обикновено 85-95 ° C), за да се изчака друга цена. няколко минути и след това маслото достига оптималната си работна температура, защото се загрява по-силно от сместа от антифриз и дестилирана вода, така че можем да се погрижим за компонентите на двигателя, като му осигурим по-дълъг живот.
При нормална работа най-голямото износване, причинено от двигателя, е това, което се получава от топлинните напрежения, т.е. от температурните разлики, особено когато става въпрос за пускови и спирателни процеси.
Също така можем да предотвратим износването, като избягваме внезапно ускоряване на двигателя при работа с ниска скорост, а след 2000-2200 оборота в минута можем да ускоряваме с педала на пода, само при условията, предвидени по-горе, където масленият филм осигурява сили на триене възможно най-малко.
Охлаждането на турбината е много важно, особено при шофиране на много големи разстояния или след ковано задвижване, идеално е да оставите автомобила да работи на празен ход поне 5 минути, като маслото има много висока температура (маслото има охлаждаща роля, измиване и смазване), като по този начин предпазва турбината от възможно преждевременно износване.
Когато работи турбина, турбината е принудена и след време ще бъде повредена. Обикновено градското ходене благоприятства запушването на турбината, затова се препоръчва да карате колата на всеки няколко седмици по маршрут, при който можете да поддържате висока скорост от около 4000-6000 об/мин (в зависимост от двигателя) за поне 20 секунди, като по този начин намалява отлаганията на каламин вътре в турбината, като по този начин успява да разтвори турбокомпресора и да увеличи живота му.