Корзина
12 отзывов
+380
67
976-32-49
+380
50
660-93-60
+380
99
288-36-46
УкраинаЗапорожская областьМелитопольг. Мелитополь ул. Дзержинского 7772306
Интернет магазин "Альянс ТУРБО СЕРВИС"
Корзина

Пять способов вывести турбину из строя

Пять способов вывести турбину из строя

1. МАСЛО

    Самый надежный и самый доступный способ уничтожить турбину - это работа турбокомпрессора на плохом масле. Что такое "плохое масло"?. Прежде всего, это масло утратившее высокие диспергирующе-стабилизирующие и солюбилизирующие способности. Если по простому, то это масло отработавшее свой срок, масло  не предназначенное для данного типа двигателя, масло с механическими включениями (частицы разрушающихся деталей, серные или углеродные отложения). Так же сюда относится масло с присадками не предназначенными для работы в турбированном двигателе. Присадки для поднятия компрессии или восстановления уплотнений, уничтожают турбину за считанные часы. Как это происходит? К примеру, присадки для поднятия компрессии не рассчитаны на наращивание, на молекулярном уровне, поверхностей трения (места сопряжения поршневых колец с цилиндрами, сопряжение палец - вкладыш и т.д.). Но все дело в том, что сопряжение вал ротора турбины и подшипник скольжения (втулка), тоже является местом активного трения! Причем зазор по диаметру между валом и подшипником составляет порядка 0,02-0,05 мм. Этот зазор сбалансирован так, чтобы с одной стороны масло успевало промывать и охлаждать место трения, а с другой стороны, должен создаваться надежный "масляный клин", чтобы вал постоянно находился во взвешенном состоянии. Присадка для поднятия компрессии, попав между валом и подшипником, начинает активно уменьшать зазор. Это происходит до тех пор, пока зазор не уменьшается настолько, что подшипник припаяется к валу. У хороших присадок на это уходит всего несколько часов работы. Но справедливости ради, следует отметить, что использование "нехороших" присадок встречается на несколько порядков реже, чем масло с механическими примесями. Что случается когда турбина работает на таком масле.

   Так что же такое механические примеси? Это нагар со стенок двигателя, попавший в масло. Это смолистые отложения. Частицы металла, появляющиеся при износе деталей двигателя. Грязь попадающая в масляную систему в следствии неграмотно производимых работ на двигателе. Сюда же относится герметик используемый при монтаже турбокомпрессора. Попадая внутрь турбокомпрессора, герметик закупоривает маслянные каналы предназначенные для подачи масла в зоны интенсивного трения. В следствии закупорки каналов, быстрый износ поверхностей и выход турбокомпрессора из строя.

   Обобщая данную тему, можно сказать: чтобы уничтожить турбину, необходимо забыть о графике замены масла и масляного фильтра, выкинуть из головы заморочки о промывки двигателя, использовать самые дешевые и непроверенные масла, пользоваться присадками не предназначенными для данного типа двигателя, при установке турбины на двигатель, активно использовать герметики. Никогда не проверять на проходимость магистраль подачи масла к турбокомпрессору. Проводя профилактические или ремонтные работы на двигателе, не заботиться о том, чтобы грязь не попадала в масло или масляные каналы.

 

2. МАСЛЯНЫЙ НАСОС

  Следующий надежный способ уничтожить турбину: эксплуатация двигателя с масляным насосом не обеспечивающим необходимое давление. Что такое для турбины хорошее давление масла? Это значит, что между валом и подшипниками будет постоянный проток масла создающий надежную масляную пленку снижающую трение. А так же, если будет хороший проток масла, то будет и охлаждение элементов турбокомпрессора. Да, масло с температурой 85°С является охладителем! Дело в том, что температура выхлопных газов достигает 750°С! Турбина, в большинстве своем - металлическая. Существуют турбины с керамическим колесом турбины, на керамических подшипниках. Но речь не об этом. Металл хороший проводник тепла. В конструкции турбокомпрессора заложены элементами защищающие корпус подшипников с его начинкой от высокой температуры. Но этих элементов защиты недостаточно. Поэтому и необходимо хороший поток масла с температурой в несколько раз ниже температуры колеса турбины, или корпуса турбины.

   Подводя итог темы о масляном насосе, можно заключить: для вывода турбокомпрессора из строя, необходимо снизить давление масла до уровня при котором ротор не будет работать на "масляном клину" и не будет обеспечено надежное охлаждение вала ротора и подшипников. Пример недостатка давления масла в турбине.

   Пара турбин на одном двигателе с неисправным масляным насосом. В результате посиневшие от температуры валы, навернутая на вал бронза подшипников. Произошла разбалансировка ротора. Дальше, при работе турбины, произошло задевание колеса компрессора о корпус компрессора. Как итог: ремонт турбокомпрессоров с заменой колес компрессора.

3. ВЫХЛОПНАЯ СИСТЕМА

  Да, выхлопная система тоже может поспособствовать выходу турбокомпрессора из строя! Для начала нужно определиться с понятием выхлопная система. Так что же это? Выхлопная система представляет собой систему, все элементы которой налажены для обеспечения наиболее эффективного оттока выхлопных газов от цилиндров двигателя в атмосферу. То есть цепочка: головка двигателя, выпускной коллектор, корпус турбины, "горный тормоз" (при его наличии), катализатор (при наличии), резонатор, глушитель, ну и конечно трубы, все это соединяющие. Так как же вывести турбину из строя при помощи выхлопной системы.

   Наверное, для начала нужно рассмотреть внутренее устройство турбины. В частности систему подвески вала ротора. В собранном виде вал ротора удерживается внутри среднего корпуса на подшипниках скольжения и упорном подшипнике. Подшипники скольжения задают параметры радиального перемещения вала, а упорный подшипник - осевого перемещения. Подшипники установленные внутри среднего корпуса находятся в положении зацепки.

   Упорный подшипник прочно фиксируется по отношению к среднему корпусу. Подшипники скольжения имеют некоторую свободу в перемещении. Нашей задачей является разобраться, как выхлопная система может вывести турбину из строя. Поэтому не будем пока акцентировать внимание на принципах работы упорного подшипника.

   Элементы турбокомпрессора, на которые может оказать свое влияние выхлопная система: съемный набор притянутый гайкой к ступени на шейки оси вала и паз в котором работает упорный подшипник (зазор между шайбами и подшипником 0,05-0,10 мм).

   Итак, как же вывести из строя турбину? Дело в том, что давление выхлопных газов в корпусе турбины (чугунной улитке) не должно превышать 0,6 атм. Что происходит если давление будет повышено? Выхлопные газы будут не только раскручивать вал, но и будут пытаться затолкать его внутрь среднего корпуса турбины. Всю эту мощь, весь этот напор примет на себя упорный подшипник. Он будет сопротивляться, пытаться удержать вал в положении которое ему предписали разработчики и изготовители турбокомпрессора. Но его возможности не безграничны. Через некоторое время упорный подшипник примет "убитый" вид.

   С такой степенью износа поверхности упорного подшипника, турбина уже не работает. Не вдаваясь в подробности, опишу последовательность выхода турбокомпрессора из строя: износ внутренней поверхности упорного подшипника, далее - разбалансировка ротора, после этого усиленный износ подшипников скольжения. Далее, если не прекратить, то за счет увеличения люфтов произойдет задевание одной из крыльчаток о корпус. Ну а дальше уже или обрыв вала, или облом лопастей крыльчаток.

   На чем еще сказывается повышенное давление выхлопных газов? На уплотнительных кольцах, которые не дают выхлопным газам попадать внутрь среднего корпуса турбины.

   Одна плоскость кольца - без выроботки. С другой стороны выхлопные газы давили на кольцо и отжимали его от стенки канавки под уплотнительное кольцо. Вторая сторона кольца - с выработкой. Кольцо было прижато выхлопными газами к стенке канавки. Произошел износ как плоскости уплотнительного кольца, так и одной из стенок канавки. В результате чего был превышен допустимый зазор кольца в канавке. Выхлопные газы начали прорываться внутрь корпуса подшипников турбины, что недопустимо.

   Как еще достигнуть такого результата? Можно поставить нештатный глушитель с меньшим проходным сечением. Можно заменить участок прогоревшей трубы трубой меньшего диаметра. Можно поэксплуатировать автомобиль с заклинившей, в полузакрытом состоянии, заслонкой горного тормоза, тем самым поднимая давление внутри корпуса турбины. Счастливые владельцы автомобилей, чья выхлопная система оборудована катализатором, наверняка знают к чему приводят закоксование катализатора. Потеря мощности и т.д. Но наряду с этим, забитый катализатор ведет к повышенному давлению газов в корпусе турбины. Ну а к чему это ведет, описано выше.

   Обобщая эту тему, делаем заключение: чтобы вывести турбокомпрессор из строя, необходимо любым доступным способом поднять давление выхлопных газов в корпусе турбины выше 0,6 атм. Именно на такое максимальное давление рассчитывается запас прочности упорного подшипника.

4. ТОПЛИВНАЯ АППАРАТУРА

   Хороших результатов по выводу турбокомпрессора из строя можно добиться и с помощью неправильно отрегулированной топливной системой. Главной задачей в этом случае нужно будет добиться того, чтобы температура выхлопных газов в корпусе турбины превысила допустимые (для большинства турбин) 750°С. Это довольно таки не сложно. Учитывая тот факт, что температура сгорания дизельного двигателя составляет 1100°С. Достаточно будет отрегулировать впрыск таким образом, чтобы топливо сгорало не только в цилиндрах, но и в коллекторе и корпусе турбины. Визуально, на работающем двигателе, это будет выглядеть как красивое яркое свечение корпуса турбины в темноте. Ну, а на свету, на холодном двигателе, это будет выглядеть как синеватый отлив на поверхности чугунного корпуса турбины. Что произойдет если удастся поднять температуру выше критической? Вариантов несколько. Либо втулка расположенная ближе к колесу турбины заклинит от температуры, на валу или корпусе подшипников, (иногда, в момент заклинивания втулки, происходит обрыв колеса турбины от вала), либо произойдет разрушение лопастей колеса турбины (стальной крыльчатки) и как следствие - нарушение заводской балансировки. Последствия нарушения балансировки будут описаны ниже. Все эти варианты ведут к покупке новой турбины или ремонту турбины с заменой вала ротора. Более подробно о разрушении лопастей. Почему это происходит? Все знают, чтобы придать металлу эластичность, мягкость, его нужно разогреть. Чем сильнее разогрев, тем меньше нужно прикладывать усилий для изменения формы металла. Какие усилия воздействуют на лопасти колеса турбины? Это энергия выхлопных газов и центробежная сила. Для изготовления колеса турбины используется специальная жаропрочная нержавеющая сталь (иногда керамика). Предел прочности на разрыв у такой стали составляет порядка 80-100 кгс/мм². Это очень высокие показатели. Но эти показатели приведены для лабораторных 20 градусов С. При нагреве показатели прочности падают. Я могу привести ниже расчеты величины центробежной силы воздействующей на лопасти колеса компрессора. Но это займет много места и мало кому интересно. Поэтому ограничусь только результатами расчетов. Для примера взят среднестатистический вал турбокомпрессора к двигателю объемом 6 литров. Теперь нужно представить участок лопасти диаметром 3,5 мм. Этот участок располагается на краю разгонной части лопасти (та часть которая разрушается прежде всего).

   Вес этого участка составляет примерно 118 мг, при толщине лопасти 1,5 мм. Итак результаты расчетов: при вращении вала с частотой 90000 об/мин (обычная крейсерская скорость) на участок диаметром 3,5 мм расположенный на краю лопасти будет воздействовать центробежная сила 32,05 кгс. Эта сила будет направлена на то чтобы изменить траекторию движения данного участка с круговой в линейную Т.е. попросту оторвать. Далее. При частоте вращения вала 110000 об/мин сила воздействия будет равна 47,88 кгс. Ну а при частоте вращения 130000 об/мин сила равна 66,90 кгс. 130 тыс. оборотов в минуту это конечно пиковое значение. Но кратковременно вал может разгоняться и до таких оборотов. Я не привожу расчеты для вала турбины легкового автомобиля. Там частота вращения вала, на некоторых типах турбин достигает 250000-280000 об/мин. Вот и представьте, что будет с материалом колеса турбины, если его перегреть при помощи неправильно выставленного впрыска или зажигания.

   В завершении данной темы не хотелось бы иронизировать. Просто обращу внимание на очень серьезное отношение к настройке топливной системы на двигателе. Неправильная настройка ведет к очень серьезным финансовым затратам на восстановление поршневой, головки, турбины. Работы по обслуживанию топливной аппаратуры нужно доверять только специалистам имеющим соответствующие оборудование и опыт в диагностике и настройке топливной системы. 

5. РАЗБАЛАНСИРОВКА (нарушение балансировки колеса турбины или колеса компрессора)

  Очень действенный метод вывести турбину из строя - нарушить заводскую балансировку колес турбины. Параметры балансировки являются ключевым в сроке службы турбокомпрессора (при условии правильной эксплуатации). Пока не будет нарушена балансировка, износ комплектующих будет минимален долгие годы. Но опять же повторюсь, все это при условии правильной эксплуатации, т.е. своевременная замена масла, фильтров, правильно отрегулированная топливная, отсутствие проблем по выхлопной системе.

   Итак, что нужно для того чтобы нарушить балансировку? Один из самых надежных способов, встречающихся мне - это залезть отверткой в колесо компрессора (алюминиевая крыльчатка) во время работы турбины. То есть человек решил самостоятельно установить турбину после ремонта на двигатель. Собрав всю доступную информацию по установке турбины, он решил в момент первого запуска двигателя придержать отверткой вал за колесо компрессора. Для того, чтобы турбина хорошенько "пропиталась" маслом. Но при этом не был учтен тот фактор, что энергия выхлопных газов, это серьезная вещь. Если выхлопные газы пошли в турбину (двигатель 12 литров), то удержать ротор простой отверткой вещь маловероятная. В результате, ротор начал вращаться, не обращая никакого внимания на присутствующую отвертку в колесе компрессора. При этом пострадали лопасти крыльчатки. Суммарный вес сколов был небольшой, где то порядка 250 мг. Но этого было вполне достаточно для того, чтобы турбина завыла как пожарная сирена. Повторно обслуживать клиента уже пришлось вне очереди...

  Что еще может привести к нарушению балансировки? Попадание посторонних предметов. Что касается колеса компрессора, это: элементы разрушенного воздушного фильтра, отслоившаяся резина патрубков, мусор попавший в патрубок подачи воздуха к турбине, во время замены воздушного фильтра. Не редкое явление - абразивный износ лопастей колеса компрессора. Это тот случай когда участок патрубков от воздушного фильтра к корпусу компрессора (алюминиевая улитка) негерметичен и происходит подсос атмосферного воздуха с пылью.

   Что касается нарушения балансировки колеса турбины, то в свою долю в этот процесс вносят разрушающие элементы головки или поршней. Довольно часто, при разборке турбины пришедшей на ремонт, приходиться доставать из нее части направляющих клапанов. Попадается отслоившееся напыление направляющих клапанов. Для турбин легковых автомобилей, отслоившееся напыление попавшее на колесо турбины, губительно. Бывают случаи когда прогорает поршень. Весь расплавленный алюминий летит на колесо турбины и спекается с ним. Разрушенные седла клапанов или осколки тарелки клапана попавшие на лопасти так же ведут к разбалансировке. Встречаются даже гайки или болты попавшие в выпускной коллектор при демонтаже турбины и оставшиеся там до момента установки турбины на место. Ну и не надо забывать случаи обгорания лопастей колеса турбины, при неправильной регулировке топливной аппаратуры. 

   Было приведено 5 гарантированных способов вывести турбину из строя. Какими пользоваться каждый решает сам. 

  НЕ ЛОМАЙТЕСЬ!!!

 

АЛЬЯНС ТУРБО СЕРВИС

Предыдущие статьи