Turbinos slėgio matuoklio pajungimas ir priežiūra

Turbinos slėgio daviklis yra nepaprastai svarbus komponentas šiuolaikinių automobilių variklio valdymo sistemose. Jo pagrindinė funkcija - matuoti įsiurbimo kolektoriaus slėgį ir perduoti šią informaciją tiesiai į variklio valdymo bloką (ECU). Šie duomenys leidžia ECU tiksliai sureguliuoti degalų ir oro mišinio santykį, užtikrinant optimalų variklio veikimą, našumą ir efektyvumą.

Turbinos svarba automobilių pramonėje

Turbokompresoriai (turbinos) iš esmės pakeitė automobilių pramonę, atverdami didžiules galimybes kurti žymiai našesnius variklius. Dėl turbinos gebėjimo generuoti daugiau galios nedidinant variklio darbinio tūrio ar taikant drastiškus kitus pakeitimus, jos tapo neatsiejama daugelio modernių automobilių su vidaus degimo varikliais dalimi.

Kaip veikia turbina?

Turbina yra sudėtingas mechanizmas, skirtas padidinti vidaus degimo variklio našumą. Ji veikia išmetamųjų dujų energijos principu: variklio išmetamosios dujos, išeinančios dideliu greičiu, nukreipiamos į turbinos korpusą, kur suka turbinos sparnuotę. Ši sparnuotė, per veleną sujungta su oro kompresoriumi kitoje turbinos pusėje, priverčia jį suktis. Kompresorius įsiurbia aplinkos orą, suspaudžia jį ir tiekia į variklio įsiurbimo kolektorių didesniu slėgiu ir tankiu nei atmosferiniuose varikliuose (varikliuose, kuriuose nėra turbinos). Dėl didesnio oro tankio variklis gali sudeginti daugiau degalų, todėl degimo procesas tampa efektyvesnis, o variklio galia - didesnė.

Viena iš svarbių turbinos funkcijų yra suspausto oro temperatūros reguliavimas. Daugelyje automobilių su turbinomis naudojamas tarpinis aušintuvas (intercooler), kuris atvėsina suslėgtą orą prieš jam patenkant į variklį. Tai dar labiau padidina oro tankį ir deguonies kiekį, gerindama degimo efektyvumą.

Nepaisant privalumų, turbinos turi ir apribojimų, pavyzdžiui, galios tiekimo vėlavimas (turbo lag) - laikas, reikalingas išmetamosioms dujoms įsukti turbiną iki reikiamo greičio. Nors pažangūs dizainai sumažino šį vėlavimą, jis vis dar išlieka aktuali problema.

Technologinė pažanga ir įpūtimo sistemos

Oro, paduodamo į degimo kamerą, suspaudimas leidžia padidinti jo masę cilindre, kas iš esmės praplečia galimybes ištobulinti darbo procesą, padidinti kuro ekonomiškumą ir galingumą, sumažinti kenksmingų teršalų arba šilumos apkrovas. Šios srities pirmieji eksperimentai vykdyti XIX amžiaus pabaigoje.

Šiuolaikinės technologijos leidžia gaminti mechaninius kompresorius laikrodinių mechanizmų tikslumu. Pavyzdžiui, „Rutz“ kompresoriaus rotorius priverstas suktis 12 000 aps/min dažniu, anksčiau atrodžiusiu nepasiekiamu. Tokių rotorių paviršiui naudojami ypatingi polimerai, leidžiantys maksimaliai sumažinti tarpus ir oro pratekėjimą. Galimybė efektyviai dirbti esant mažoms apsukoms mechaniniams kompresoriams yra labai svarbi.

Konstrukcijos su dviem turboagregatais iš eksperimentinių automobilių jau persikėlė į serijinius. Didelio galingumo šiuolaikiniuose V formos varikliuose, pavyzdžiui, „Maibach“, naudojamos dvi lygiagrečios kompaktiškos turbinos. Nuoseklios įjungimo schemos naudojamos, kai būtina išgauti daugiau nei 3,5 barų slėgį, o tai ypač sunku pasiekti vienu įpūtimo agregatu. Oras pirmiausia suspaudžiamas žemo slėgio kompresoriumi, vėliau jis patenka į aukšto slėgio kompaktišką turbokompresorių ir tik tada į variklį.

Visai neseniai firma „Opel“ pristatė dyzeliniams varikliams naują įdomų agregatą, o tiksliau įpūtimo sistemą. Čia dvi turbinos dirba pagal gudrią kintamąją schemą: kai alkūninis velenas sukasi iki 1800 aps/min, vožtuvas išmetamajame kolektoriuje įtraukia į darbą aukšto slėgio (iki 3,2 barų) mažąjį turbokompresorių. Iki 3000 aps/min abu agregatai dirba lygiagrečiai, o elektronikos kontroliuojamas vožtuvas tolygiai keičia išmetamųjų dujų, paduodamų į vieną ar kitą turbiną, tūrių santykį. Didysis kompresorius tuo metu suspaudžia orą, padidindamas slėgį įeigoje į mažąjį. Ši konstrukcija ištobulinta 1,9 litrų dyzeliniame variklyje koncepciniam automobiliui „Opel Vectra ORS“, kas leido padidinti galingumą iki 156 kVt/212 AJ, o sukimosi momentas pasiekė 400 Nm.

Turbinos slėgio daviklio gedimo požymiai ir priežastys

Sugedęs turbinos slėgio daviklis gali sukelti įvairių problemų, susijusių su variklio veikimu. Nors su sugedusiu davikliu dažnai galima tęsti kelionę, tai nėra patartina, nes gali pakenkti varikliui ir padidinti kuro sąnaudas.

Dažniausi gedimo požymiai

• Sumažėjusi galia ir lėtesnis įsibėgėjimas: Automobilis gali pasidaryti vangus, sunkiai pasiekti įprastą greitį.
• Padidėjęs dūmingumas: Mėlyni dūmai rodo alyvos deginimą (alyva patenka į degimo kamerą per turbiną), o juodi dūmai - oro ir degalų mišinio disbalansą.
• Turbinos klibėjimas: Susidėvėjus turbinos įvorėms, ašelė gali klibėti, pažeisti turbinos korpusą ar sparnuotę.
• Pašaliniai variklio garsai: Cypimas, metalo trinties ar barškėjimo garsai gali signalizuoti problemas su turbinos guoliais ar sparnuotėmis.
• Degėsių kvapas: Tai gali reikšti alyvos nuotėkį iš turbinos ant įkaitusių variklio komponentų.
• Variklio alyvos trūkumas: Sugedusi turbina gali praleisti alyvą į degimo kamerą, taip ją deginant kartu su degalais. Dėl to sunaudojama daugiau alyvos nei įprastai.
• „Check Engine“ lemputė: Šiuolaikiniuose automobiliuose ši lemputė gali užsidegti aptikus neatitikimus variklio veikimo duomenyse, įskaitant ir susijusius su turbinos slėgiu.
• Sumažėjęs slėgis: Staigus turbinos slėgio sumažėjimas akceleratoriaus paspaudimo metu gali rodyti turbinos pažeidimą.
• Padidėjusios kuro sąnaudos: Neefektyvus kuro degimas dėl netinkamai veikiančios turbinos lemia didesnes sąnaudas.

Dažniausios turbinos gedimo priežastys

• Nepakankamas variklinės alyvos lygis: Tai pažeidžia turbokompresoriaus guolių sistemą, padidina trintį tarp rotoriaus krumpliaračių ir korpuso dalių vidinių paviršių. Gali sukelti veleno lūžimą. Alyva ne tik tepa, bet ir aušina turbokompresorių.
• Alyvos užterštumas: Nešvarumai variklinėje alyvoje (metalo dalelės, anglies nuosėdos, silikoninis sandariklis) gali pažeisti guolius, slystamuosius veleno paviršius ir užblokuoti alyvos srautą.
• Per didelis karštis: Dėl netinkamo aušinimo ar alyvos tiekimo turbinos komponentai gali deformuotis, atsiranda ašelės klibėjimas, sutrinka turbinos geometrija.
• Pašaliniai objektai: Pašaliniai objektai įsiurbiamame ore arba išmetamosiose dujose gali pažeisti kompresoriaus arba turbinos mentes, sukeldami disbalansą ir viso komponento suirimo pavojų.
• Nepakankama priežiūra: Alyvos ir filtrų keitimo nepaisymas gali prisidėti prie nuosėdų susidarymo, kurios sumažina efektyvumą ir sukelia gedimus.
• Išoriniai veiksniai: Montavimo klaidos, netinkamas balansavimas ir mechaniniai pažeidimai gali pakenkti turbinos geometrijai.
• Agresyvus vairavimo stilius: Aukšti variklio sūkiai ir ilgas veikimas tuščiąja eiga gali prisidėti prie turbinos apkrovos ir gedimų.

Turbinos slėgio daviklio priežiūra ir montavimas

Turbokompresorius - tai didelio tikslumo mechanizmas, pagamintas su didelėmis tolerancijomis ir sujungimais. Svarbu suprasti, kad turbokompresoriaus remontas ar keitimas yra ypač sudėtingas, didelio tikslumo reikalaujantis procesas. Turbinos velenas darbo metu sukasi neįtikėtinu greičiu - dažnai viršija 150 000, o mažesnėse turbinose net 250 000 sūkių per minutę (RPM). Kokybiškas turbinų remontas atsieina nepigiai, nes tai ne tik pačios turbinos detalių (šerdies, geometrijos) kaina.

Prieš montuojant turbokompresorių, būtina atlikti šiuos veiksmus:

1. Įsitikinti pagal turbinos kodą, ar turbina tinkama Jūsų automobiliui.
2. Išvalyti įsiurbimo ir išmetimo kolektorius, tepalo nutekėjimo ir padavimo vamzdelius.
3. Nuimti ir išplauti variklio karterį, įsitikinti ar neužsikimšęs tepalo paėmimo tinklelis.
4. Patikrinti variklio alsuoklį. Įsitikinti, kad variklio karteryje nesusidaro slėgis.
5. Patikrinti tepalo padavimo slėgį į turbokompresorių. Šalto variklio tepalo slėgis turi būti apie 6 bar, prie darbinės variklio temperatūros tuščia eiga - apie 1,5 bar. Prie variklio darbinių apsukų tepalo slėgis turi būti ne mažesnis kaip 4 bar.
6. Įsitikinti, kad išmetimo sistema ir duslintuvas nesukelia turbokompresoriaus perkrovimo dėl užakimo, bei kitų pralaidumą mažinančių priežasčių.
7. Patikrinti variklinės alyvos privedimo liniją ir drenažinius (suvedimo) vamzdelius, kad jie nebūtų pažeisti, deformuoti ar susiaurėjęs jų skerspjūvis ar neturėtų kitokių įtartinų požymių. Jei kyla abejonės, pakeiskite šias detales.
8. Po turbokompresoriaus remonto būtina pakeisti katalizatorių nauju arba jį eliminuoti. Užsikišęs katalizatorius neleis išmetimo dujoms laisvai išeiti į išmetimo sistemą.
9. Prieš montuodami jutiklį, pirmiausia sujunkite laidus su ekrano prietaisu arba osciloskopu, įjunkite maitinimą, pūskite į sparnuotę burna arba ranka ir greitai pasukite, kad pamatytumėte, ar yra ekranas. Tik tada įdėkite jutiklį. Jei ekrano nėra, patikrinkite atitinkamas dalis ir pašalinkite triktis.

Rekomendacijos ir reikalavimai montuojant turbokompresorių

• Montuojant naują ar suremontuotą turbokompresorių ant variklio, turi būti pakeista variklinė alyva ir alyvos filtras. Rekomenduojama patikrinti oro filtrą ir, esant reikalui, jį pakeisti.
• Oro sistemai sandarinti ir išmetimo sistemai prijungti prie turbokompresoriaus naudokite naujas ir patikrintas tarpines.
• KATEGORIŠKAI DRAUDŽIAMA NAUDOTI SANDARINIMO AR JUNGIANČIUOSIUS MIŠINIUS (HERMETIKUS) TEPIMO SISTEMOS KANALŲ SANDARINIMUI. NENAUDOTI jokių keraminių ir silikoninių hermetikų. Draudžiama naudoti bet kokius hermetikus montuojant alyvos magistrales (tiek įtekėjimo, tiek ištekėjimo).
• Negalima leisti patekti smėlio ir dulkių į alyvos įtekėjimo ir ištekėjimo magistrales.
• Sumontuokite turbokompresorių ant variklio. Nenaudokite hermetikų turbokompresoriaus įėjimo kiaurymėje ir išėjimo flanše.
• Sumontavus išmetimo vamzdį prie turbinos išmetimo angos, patikrinkite sujungimo sandarumą ir patikimumą.
• Sujungus oro įsiurbimo ir išleidimo vamzdžius ir priveržus varžtus, patikrinkite sujungimų patikimumą ir sandarumą.
• Prijunkite alyvos padavimo vamzdelį prie turbinos ir patikrinkite, ar sujungimas švarus, kokybiškas ir sandarus.
• Prieš pajungdami alyvos nuvedimo vamzdelį (žarną), prasukite variklį tol, kol atsiras pastovus alyvos srautas iš turbokompresoriaus drenažinio kanalo.
• Pilkite naują variklio alyvą į turbinos alyvos tiekimo angą tol, kol alyva pradės tekėti iš nutekėjimo angos.
• Starteriu prasukite variklį (jo neužvedant), kol variklio alyva pradės tekėti iš turbokompresoriaus nutekėjimo angos.
• Alyvos nutekėjimo vamzdžio vidinis diametras turi būti min 12 mm - lengviems automobiliams ir min 18 mm - krovininiams automobiliams. Jis turi būti švarus ir nepažeistas.
• Prijungus nutekėjimo vamzdį, įsitikinkite sujungimo patikimumu ir sandarumą.
• Pilnai sumontavę ir pajungę turbokompresorių leiskite varikliui dirbti laisvąja eiga ne mažiau 3 minučių. Užvedus variklį tuščia eiga nedidinti apsukų ir neapkrauti variklio 5 minutes.
• Padidinkite apsukas ir patikrinkite, ar nėra alyvos, oro, dujų, aušinimo skysčio nutekėjimų. Patikrinkite, ar vamzdžiai ir sujungimai nesideformuoja darbo metu.
• Atsiradus pašalinių garsų, sklindančių iš turbinos (kaukimas, švilpimas ir t. t.) esant skirtingoms variklio apsukoms, taip pat atsiradus tepalo ortakiniuose atvamzdžiuose, nedelsdami išjunkite variklį ir kreipkitės į specialistus.

Eksploatacijos rekomendacijos

Norint užtikrinti ilgalaikį ir patikimą turbokompresoriaus veikimą, būtina laikytis šių eksploatacijos taisyklių:

1. Būtina keisti alyvą, alyvos filtrą ir oro filtrą pagal automobilio gamintojo nurodymus. Keičiant alyvą ir alyvos filtrą, naują filtrą pripildyti šviežios alyvos.
2. Kol variklis nėra sušilęs iki darbinės temperatūros - venkite staigaus pajudėjimo.
3. Po kelionės sustojus būtina ataušinti turbokompresorių, leidžiant varikliui padirbti laisva eiga 1-2 min. prieš jį užgesinant.
4. Jei varikliui buvo atliktas einamasis ar kapitalinis remontas (variklis turi būti užpildytas nauja alyva su nauju alyvos filtru), būtina po 100 km lengvajam automobiliui ir po 500 km sunkvežimiui pakeisti alyvą ir alyvos filtrą.
5. Naudojamas išmatuotas skystis turi būti švarus ir be priemaišų, pvz., pluoštų ir dalelių.
6. Kai jutiklis pradedamas naudoti, jį reikia lėtai pripildyti skysčiu, o tada atidaryti išleidimo vožtuvą. Griežtai draudžiama, kad jutiklis būtų paveiktas didelio greičio skysčio, kai jis yra bevandenis.
7. Jutiklio priežiūros ciklas paprastai trunka pusę metų. Atlikdami kapitalinį remontą ir valydami būkite atsargūs, kad nepažeistumėte matavimo kameros dalių, ypač sparnuotės. Montuodami atkreipkite dėmesį į padėties santykį tarp kreiptuvo ir sparnuotės.
8. Kai jutiklis nenaudojamas, vidinį skystį reikia išvalyti ir prie abiejų jutiklio galų uždėti apsaugines movas, kad į vidų nepatektų dulkės. Tada laikykite sausoje vietoje.
9. Filtrą reikia reguliariai valyti, kai jis naudojamas, o viduje esantį skystį, kai jis nenaudojamas. Kaip ir jutiklį, uždėkite dangtelį nuo dulkių ir laikykite jį sausoje vietoje.
10. Jutiklio perdavimo kabelį galima nutiesti virš galvos arba užkasti (užkasant reikia uždėti geležinį vamzdį).

Turbinos slėgio matavimai ir parametrai

Automobilių entuziastai dažnai domisi specifiniais turbinos slėgio parametrais. Pavyzdžiui, ieškant informacijos apie turbinos slėgį Saab 9-3 185AG (2002m., variklio kodas B205L), svarbu atskirti maksimalų ir bazinį slėgį:

• Maksimalus slėgis: Tai aukščiausias slėgio lygis, kurį turbina gali pasiekti esant optimalioms sąlygoms (geras kuras, tinkama turbina, nėra detonacijos). Šiuo metu wastgeito vožtuvas (wastegate valve) neveikia.
• Bazinis slėgis: Tai žemesnis slėgio lygis, kuris gali būti nustatytas tam tikroms sąlygoms ar siekiant išvengti pernelyg didelės apkrovos.

Modifikacijos, tokios kaip „čipas“ (chip tuning), gali pakeisti šiuos parametrus, siekiant padidinti variklio galią, tačiau tai reikalauja kruopštaus planavimo ir specialistų konsultacijos.

Turbinos gedimo diagnostika ir taisymas

Jei įtariate turbinos gedimą, pirmas žingsnis - kompiuterinė diagnostika autoservise. Tai padės tiksliai nustatyti problemos priežastį.

Ar galima toliau važiuoti pastebėjus turbinos gedimą?

Nors važiuoti su sugedusia turbina techniškai įmanoma, tai nerekomenduojama. Tęsiant kelionę sugedusiu agregatu galite sukelti dar didesnę žalą automobiliui, padidinti kuro sąnaudas, sumažinti variklio galią ir netgi sukelti pavojų saugumui dėl galimo variklio alyvos išbėgimo ir padidėjusios trinties bei temperatūros.

Reguliari techninė priežiūra, laiku atliekamos diagnostikos ir greitas problemų sprendimas gali žymiai pailginti jūsų automobilio turbinos ir kitų komponentų tarnavimo laiką.

Turbinos restauracija

Kai kuriais atvejais turbiną galima restauruoti. Tai apima ašies šlifavimą, sandarinimo žiedų pakeitimą, ašies balansavimą, korpuso virinimą ir turbinos slėgio sureguliavimą. Tokia procedūra taikoma, kai turbina yra pažeista, bet ne visiškai sugadinta. Restauruota turbina gali vėl užtikrinti optimalų variklio veikimą.

Dažnai girdimas padidėjęs turbinos švilpimo garsas gali signalizuoti sistemos nesandarumą (įtrūkęs korpusas, nesandarus ortakis), užsikirtusį slėgio reguliatorių arba sparnuočių disbalansą. Tokiu atveju būtina nedelsiant kreiptis į specialistus.

tags: #turbinos #slegio #matuoklio #pajungimas