Турбированные двигатели! Правильная эксплуатация Турбины!
Всем доброго времени суток. По скольку я не так давно стал обладателем турбированной машины, я задался вопросом правильной эксплуатации турбины, дабы обезопасить себя от поломок и продлить срок службы как турбины так и двигателя в целом. В данном посте я постарался максимально выжать всё самое важное из всех статей которые я читал про турбины и изложить их для вас здесь.
О турбинах в целом
Турбины устанавливают как на бензиновые, так и на дизельные двигатели. Некоторые производители используют турбины низкого наддува. Давление, которое создает такая турбина, невысокое, ее основная цель заключается в создании турбулентных потоков воздуха, которые способствуют более качественному смешиванию бензина с топливом. Турбины высокого давления гораздо эффективнее. У моторов с турбиной высокого давления литровая мощность может быть в полтора раза выше, чем у атмосферного аналога. Но ее конструкция немного сложнее. Для того чтобы излишнее давление на высоких оборотах не повредило двигателю, инженеры придумали специальный клапан для устранения избыточного давления. Для многих турбомоторов обязательным атрибутом является интеркулер. Его задача – охлаждать воздух, нагретый турбиной. В холодном воздухе содержится больше кислорода при равном объеме. Современные системы впрыска позволяют практически полностью избавиться от такого явления, как «турбояма» (провал мощности при резком нажатии газа), характерного для двигателей более старой конструкции. В процессе эволюции турбин фактически все недостатки турбомоторов были исключены. Многие как за счет использование двух турбин для низких и высоких оборотов, так и за счет применения турбин с переменной производительностью – такие турбины имеют возможность менять наклон нагнетающих (компрессионных) лопастей. В итоге получили моторы высокой литровой мощности при компактных размерах самих агрегатов.
О работе турбины
Лопасти турбины под воздействием выхлопных газов вращаются с огромной скоростью — более ста тысяч оборотов в минуту. Ось, которая приводится в движение ведущей крыльчаткой, крепится с помощью подшипников скольжения к корпусу турбины. Для смазки подшипников используется моторное масло, которое подается под давлением. Как только двигатель перестает работать, давление масла резко падает, а обе крыльчатки, ведущая и нагнетающая, продолжают по инерции вращаться. Подшипники вала, на который насажены обе крыльчатки, оказываются без смазки. Вследствие таких перегрузок турбина начинает «кушать» масло. Через увеличившийся зазор смазка просачивается под нагнетающей крыльчаткой и попадает во впускной коллектор, а потом сгорает в цилиндрах. При сильном увеличении зазора турбина начинает выть. К тому же турбина не может долго держать высокие обороты без поступления соответствующего количества отработанных газов. Поэтому износ от масленного "голодания" в подшипнике качения сопровождается и другими побочными факторами. Например: после продолжительной работы двигателя с приличной отдачей мощности корпус турбины сильно разогревается от большого количества проходящих через неё раскаленных отработанных газов. Чаще всего турбина охлаждается протоком того же моторного масла. Если прекратить поступление этого потока, при остановке двигателя, обязательно происходит пригорание остатков смазки к деталям турбины, что приведет, со временем к накоплению нагара и неизбежному износу деталей. В этом случае справедливо принять решение к применению более качественного масла, будет больше шансов выжить. Хорошим решением для сохранения работоспособности турбины будет применение так называемого турбо-таймера. Устройство обеспечивает автоматическую задержку выключения двигателя после выключения зажигания на время, достаточное для того чтобы детали турбонадува успели остыть. Многие модели турбо-таймеров имеют даже индикацию температуры турбины и времени необходимого на остывание турбины. Турбо-таймер можно использовать как отдельно, так и совместно с автосигнализацией. Недостатком использования служит то, что при возможности перегрева турбины таймер может ее отключить в самый неподходящий момент. И приходится контролировать помимо скорости еще и работу турбины.
О поломках
ПОВРЕЖДЕНИЯ ПРИ ПОПАДАНИИ ИНОРОДНЫХ ЧАСТИЦ
Повреждения, появившиеся в результате попадания инородных предметов через корпус турбины или компрессора.
Такие повреждения явно видны на крыльчатке турбины и крыльчатке компрессора.
Запрещено использовать турбокомпрессор с поврежденными крыльчатками, т.к. Повреждения вызывают дисбаланс ротора, что может привести к полному разрушению турбокомпрессора и привести к серьезной поломке двигателя.
НЕДОСТАТОЧНАЯ ПОДАЧА МАСЛА
Недостаток подачи масла может иметь следующие причины:
• неквалифицированная установка турбокомпрессора;
• длительный простой мотора;
• повреждена или засорена маслоподающая трубка;
• низкое давление масла вследствии неисправностей в системе смазки;
• низкий уровень масла или его отсутствие в картере;
• использование герметиков, которые могут попадать в маслоподающие каналы и блокировать или ограничивать поступление масла;
• незаполненный маслом масляный фильтр при смене масла (желательно «прокрутить» мотор, чтобы создать давление масла);
• старт мотора при еще неполностью заполненных масляных каналах.
ЗАГРЯЗНЕННОЕ МАСЛО
Повреждения из-за загрязненного масла
Обычно выглядят как глубокие царапины на подшипниках и валу. Для предупреждения таких повреждений используйте качественное масло и фильтры, рекомендованные ОЕ производителем.
Помимо регламентных ТО согласно спецификации автомобиля, масло и фильтры обязательно нужно менять при смене турбокомпрессора.
Причины повреждения из-за грязного масла могут быть такие:
• поврежденный, забитый или низкого качества масляный фильтр;
• грязь, попавшая во время сервисных работ;
• износ двигателя или частицы износа;
• не работающий перепускной клапан масляного фильтра;
• масло с пониженными смазочными свойствами.
КАРБОНОВЫЙ НАЛЁТ
Неисправности, вызванные образование карбонового налета
Налет возникает вследствии повышенной температуры выхлопа или остановки мотора сразу после прекращения движения.
Рекомендуется перед выключением мотора дать ему поработать 2-3 минуты на холостом ходу, чтобы система подшипников турбокомпрессора успела остыть.
Жар со стороны турбины проникает в корпус подшипника, что вызывает карбонизацию масла и отложения в системе подшипников. Основные повреждения получают вал в районе маслоупорного кольца, ближний к турбине подшипник, блокируются масляные каналы в корпусе подшипника.
озможные причины карбонизации масла:
• остановка мотора сразу после прекращения движения;
• низкое качество масла;
• нерегулярная смена масла приводит к его порче;
• утечки воздуха и выхлопа;
• неполадки в топливной системе (форсунки, насосы и т.д.)
О техническом обслуживании
Но особенности эксплуатации все-таки остались. Периодичность ТО у машин с турбиной, как правило, меньше, чем у атмосферников. Требования к маслу для турбодвигателей более жесткие; это, естественно, сказывается на цене. Турбина – достаточно сложный агрегат, и неправильное пользование ее может дорого обойтись. Правильный подбор масла под определенный тип двигателя позволит увеличить моторесурс двигателя в 2 раза, а правильная эксплуатация автомобиля и его периодическое техническое обслуживание – еще в 2 раза. Воздушный и масляной фильтры регулярно проверяются в соответствии с рекомендациями производителя, а в некоторых условиях (пыльные дороги) даже чаще.
Итог:
1. После пуска двигателя, дать ему поработать около 1 минуты. Полное рабочее давление создается за секунды, но оно только позволяет разогнать движущиеся части турбины в условиях при хорошей смазки. Газовать на двигателе, который лишь несколько секунд назад завелся – значит заставлять турбину вращаться на высоких скоростях в условиях ограниченной смазки. Это может привести к преждевременной поломки турбокомпрессора.
2. Не перегазовывать сразу после пуска двигателя, ехать на низких оборотах.
3. После активной езды на высоких оборотах дать остыть двигателю после остановки около 3-5 минут, после чего можно глушить мотор. При нагруженном двигателе, турбокомпрессор работает на очень высоких оборотах от 100 тысяч до 250 тысяч и при высокой температуре. Быстрое выключение зажигания или "горячее выключение" создает быстрые переходные процессы и перепады температур в турбине и уменьшает тем самыс жизнь турбокомпрессора.
4. Желательно не оставлять двигатель долго работающим на холостых оборотах (более 20-30 минут). При холостых оборотах, турбина генерирует низкое давление и возможны протекания паров масла через соединения турбины. Это не приносит никакого реального вреда для турбины, только придает синий дым к выхлоту двигателя.
5. Менять масло по регламенту, через заданный интервал, следить за его качеством. Следить за состоянием воздушного и масляного фильтра и так же не забывать о их своевременной замене.
6. В промежутки между ТО следить за уровнем масла, и при необходимости доливать его.
7. Добавление от VovasTD140
"Могу добавить, что так же категорически плохо для турбины газовать пока стрелка температуры не достигнет хотя-бы 50 градусов!Особенно актуально в холодные времена!Завелся и едешь держа обороты до 2тыс пока не поднимется температура в двигателе!Особенно актуально для дизелей!3-4 минуты никак не прогреют дизельный движок!Дизель греется в ходу!)"
И на последок не плохое видео показывающее наглядно, устройство, работу, ремонт и неправильную эксплуатацию турбины.
Правила эксплуатации турбированных двигателей
Владельцы автомобилей двигатели, которых оснащены турбиной, должны знать и соблюдать определенные правила их эксплуатации.
Так больше внимания владелец турбированного двигателя должен уделят системам впуска и смазки, которые в первую очередь влияют на его работоспособность. Для избежание возможных отказов в работе двигателя масло, а также воздушный и масляный фильтра должны отвечать всем требованиям разработчиков и находится в надлежащем состоянии.
При этом большое значение имеет запуск и остановка турбированного двигателя, влияющие на срок его эксплуатации.
Турбина двигателя при своей работе разгоняется до достаточно высоких оборотов и в этом случае обязательным условием является стабильная подача смазки к ее вращающимся частям. Поэтому при запуске двигателя в течение первых двух — трех минут не стоит увлекаться педалью газа. Если же начать «газовать» на непрогретом двигателе то ротор турбины может «заголодать» по смазке, чего будет достаточно для выхода турбины из строя или же, как минимум многократно сократится ее ресурс.
Запуск при отрицательных температурах
После запуска турбодвигателя в морозы необходимо дать время на прогрев масла, чтобы его вязкость приобрела нормальные свойства. Если дать нагрузку на непрогретом двигателе, то в узлах подшипников турбины из-за несоответствия вязкости масла, может возникнуть так называемая кавитация (от лат. cavita — пустота), что просто губительна для подшипников.
Остановка двигателя с турбиной
Остановка турбированного двигателя , особенно после продолжительной поездки, также имеет свои особенности и прежде чем заглушить мотор, нужно дать ему остыть. Это связано с тем, что во время работы на высоких нагрузках мотор работает при высоких оборотах и предельном температурном режиме. При этом очень сильно разогревается корпус турбины раскаленными выхлопными газами, охлаждаемый потоком моторного масла. Если же сразу после остановки заглушить двигатель, то прекратится подача масла и резкий перепад температур может вызвать внутреннее напряжение в элементах турбины. Это скажется на сокращении ее эксплуатации и повышает риск ее преждевременного выхода из строя. Помимо этого резкая остановка двигателя вызывает коксование масла, во вращающихся частях турбины образуя слой нагара.
Для того, чтобы продлить жизнь турбированного двигателя существует устройство турбо – таймер, в задачу которого входит задержать остановку двигателя после отключения зажигания. Эта пауза дает возможность охладиться деталям турбо наддува на холостых оборотах.
Упомянутый выше воздушный фильтр напрямую влияет на охлаждение турбины, поэтому необходимо следить за его состоянием и вовремя производить замену, не реже чем
через 10 тыс. км. Если авто эксплуатируется в тяжелых запыленных условиях , то замена выполняется чаще. Турбокомпрессору будет глобально не хватать воздуха и он попросту разорвет фильтр и начнет захватывать весь скопившийся на фильтре мусор (листья, пыль, насекомые и пр). Компрессор может захватить и любые другие предметы , вплоть до гаек, что приведет к ускоренному износу поршневой или может вызвать «срезание» лопастей компрессора и мгновенному отказу турбины. На двигателях спортивных авто фильтра по этой причине «окутаны» металлической сеткой с плотными ячейками.
Длительная работа мотора на холостом ходу
По возможности избегать работы мотора на холостом ходу более 10-15 минут. В данной ситуации давление масла в турбине гораздо выше чем давление подаваемого воздуха, что способствует протеканию масла через соединения, это будет заметно по характерному синему цвету выхлопа. Масло будет оседать на элементах турбины в виде нагара, что по мере пробега скажется на ее ресурсе.
Эксплуатация мотора после ремонта турбокомперессора
Отремонтированный или новый турбокомпрессор перед его установкой должен быть обязательно смазан. Для этого нужно принудительно залить 20 мл моторного масла через отверстие маслоподачи для смазки подшипников и только потом подключить трубопровод подачи масла к турбине. Затем на незаведенном двигателе провернуть коленвал, для заполнения подшипников ротора. После проведения этих предварительных операций можно заводить двигатель.
* После ремонта турбины она должна пройти обкатку на скорости не более 90 км/час в течение 1000 км пробега.
* Всегда использовать только масло, предписанное для турбированых моторов
* Замена масла и масляного фильтра для бензиновых двигателей не более 10 тыс. км и 7,5 тыс. км для дизелей
* При проведении ТО должна выполняться проверка состояния клапана рециркуляции выхлопных газов (EGR), а также очистка системы вентиляции картера
Выполнение этих несложных требований способно многократно продлить ресурс вашего турбированного двигателя.
Как часто меняют масло в двигателях сами японцы
Как часто вы меняете масло в своей машине? Скорее всего так, как рекомендует производитель. А как он рекомендует? Европейцы и корейцы, как правило, раз в 15 000 км (раньше было и раз в 20 000 км), а японцы — раз в 10 000 км. Но это у нас в России. А как они сами делают у себя в Японии?
Тяжелые условия
Оригинальная табличка под капотом японского кроссовера Rav4 с атмосферным мотором предписывает менять масло раз в 15 000 км (или раз год). А в тяжелых условиях — раз в 7500 км (или раз в полгода в зависимости от того, что наступит ранее).
А что это за тяжелые условия? Опираясь на выдержки с сайтов производителей (и Тойота, и Фольксваген тут солидарны), тяжелые условия — это короткие поездки (меньше 8 километров), частые холодные пуски, эксплуатация в регионах с крайне низкой температурой, частая эксплуатация с полной нагрузкой, боксом на крыше или прицепом, запыленные дороги, интенсивная эксплуатация (например, такси, доставка, патрульный автомобиль), частая длительная работа на холостых оборотах (пробки, долгий прогрев, опять-таки такси и патрульные машины), пыльные дороги, использование дизтоплива с повышенным содержанием серы.
Если задумаетесь, то Россия — это сплошь тяжелые условия эксплуатации. Именно поэтому у нас Тойота сокращает интервал замены масла и обслуживания до 10 000 км. Однако у нас редко услышишь или увидишь упоминание о сокращении интервала замены масла вдвое при тяжелой эксплуатации. Хотя правила все те же самые. То есть по-хорошему большинству российских водителей рекомендовано менять масло раз в 5000 км.
Кстати, вот выдержка из ELSA (своего рода руководство для дилеров Volkswagen). В списке стран с запыленными дорогами значится и Россия, и Украина, и Белоруссия, и Казахстан, и множество других стран. Не верите? Оставьте машину у подъезда хотя бы на неделю и увидите, какой на ней слой пыли.
Турбо — вдвое чаще
А теперь, внимание! Для турбированных моторов у Тойоты совсем другой регламент: 5000 км или раз в год при нормальных условиях и раз в 2500 км или раз в полгода при тяжелых условиях эксплуатации.
Просто прикиньте. Если следовать российским инструкциям, то за 150 000 км масло в турбомоторе какого-нибудь VW будет поменяно 10 раз, а если следовать японским инструкциям, то 30 раз. Есть разница? Очевидно. в каком случае мотор и турбина прослужат дольше? В чем секрет надежности Тойоты? Верно, в том числе и в частоте обслуживания.
И ещё один интересный момент. Масляный фильтр рекомендуется менять не всякий раз при замене масла, а через раз.
С дизельными моторами все то же самое. Только Россия вдобавок ко всему перечисленному ещё относится к стране с дизтопливом, в котором повышенное содержание серы. Можете проверить по все той же ELSA.
У Nissan в Японии так же есть разделение на атмосферные и турбомоторы. Регламент такой же, как у Тойоты: раз в 10 000 км или раз год для атмосферников, и раз в 5000 км для турбомоторов в нормальных условиях. А в тяжелых условиях в два раза чаще!
Honda. Раз в 15 000 км для атмосферных моторов в нормальных условиях и раз в 7500 км в тяжелых условиях. Но этот регламент с оговоркой, что использоваться будет высококачественное моторное масло. Если масло обычное, то раз в 10 и 5 тысяч километров соответственно.
К турбомоторам снова более высокие требования по замене масла. Раз в 5000 км или раз в полгода — без привязки к условиям эксплуатации.
У Subaru всё проще. Допускается замена масла раз в 10 000 км или раз в год, но в сноске написано, что лучше сократить интервал до 5000 км и раза в полгода для всех типов моторов.
Mitsubishi в Японии четко говорит о замене масла раз в 5000 км или раз в полгода в зависимости от того, что наступит раньше, без вариаций с типами моторов и условиями эксплуатации. Масляный фильтр менять надо раз в 10 000 км. Никаких межсервисных пробегов в 15 000 км, как в России, у японцев нет.
Какие выводы?
Во-первых, очевидно, что в России баллом правят маркетологи. Чем реже замены масла и обслуживание, тем меньше расходов на эксплуатацию. А именно это и нужно покупателям, благо российские законы слишком мягкие, и позволяют не говорить правду, как в Японии.
Или кто-то думает, что в Японии более суровые условия эксплуатации? Или может быть масла для японского рынка какого-то плохого качества (если правда так думаете, то нет, масла там такие же, как во всем мире). И это всё на фоне того, что в Японии очень следят за экологией, им бы по идее надо рекомендовать менять масло пореже, чтобы было меньше загрязнений.
Во-вторых, очевидно, что надо сокращать интервал замены масла вдвое при тяжелых условиях эксплуатации. А в России подавляющее большинство машин либо стоит в пробках, либо ездит на короткие расстояние, либо долго работает на холостых, либо часто заводится на морозе и так далее. Не говоря уже про пыль на дорогах и серу в дизтопливе.
В-третьих, турбомоторам нужно более частое обслуживание. Это к слову о том, почему Тойотовские моторы ходят дольше ВАГовских, и почему в целом ресурс двигателей сократился с приходом в нашу жизнь даунсайзинга. Не только поэтому, конечно, но и поэтому тоже.