Turbinos veikimo principas ir gedimai

Turbokompresoriai, dažnai vadinami turbinomis arba „sraigėmis“, 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. Automobilių gamintojai nuolat mažina variklių darbinį tūrį, o jų galią pakelia sumontuoto turbokompresoriaus pagalba.

Turbinos veikimo principas

Vidaus degimo variklis „kvėpuoja“: jis įtraukia oro ir kuro energijai gauti. Ši energija gimsta oro ir kuro mišinio užsidegimo momentu. Likučiai, likę po sudegimo, pašalinami. Turbina yra unikalus įtaisas, kuris padidina vidaus degimo variklio našumą, įpūsdamas daugiau oro į degimo kamerą, todėl automobilio variklis gali sudeginti daugiau degalų ir generuoti daugiau galios.

Turbina veikia pagal išmetamųjų dujų panaudojimo principą varant turbiną, kuri yra prijungta prie oro kompresoriaus. Šis kompresorius įsiurbia ir suspaudžia įsiurbiamą orą prieš tiekdamas jį į variklį. Turbinos veikimo procesas prasideda nuo variklio išmetamųjų dujų. Variklis, degindamas kurą, dideliu greičiu paleidžia išmetamąsias dujas, kurios nukreipiamos per išmetimo kolektorių į turbinos korpusą. Išmetamosios dujos eina per turbinos sparnuotę, priverčiant ją greitai suktis. Ši sparnuotė velenu sujungta su oro kompresoriumi kitoje turbinos pusėje, todėl, turbinai besisukant, siurbiamas oras.

Turbinos sparnuotė įtraukia aplinkos orą ir jį suspaudžia. Tada šis suslėgtas oras į variklio įsiurbimo kolektorių patenka didesniu slėgiu ir tankiu nei atmosferiniuose varikliuose (varikliuose, kuriuose nėra turbinos). Padidėjęs oro tankis leidžia varikliui sudeginti daugiau degalų, todėl degimas efektyvesnis, o galia yra didesnė. Kaip minėta, automobiliai su turbinomis suteikia gerokai daugiau galingumo.

Viena iš svarbiausių turbinos funkcijų yra temperatūros, kuri susidaro suspaudžiant orą, reguliavimas. Daugumoje variklių, kuriuose naudojama turbina, yra tarpinis aušintuvas (intercooleris), kuris atvėsina suslėgtą orą prieš jam patenkant į variklį. Tai užtikrina didesnį oro tankį ir deguonies kiekį, kas dar labiau padidina degimo efektyvumą. Interkuleris sumažina suspausto oro temperatūrą ir taip padidina jo kiekį tūrio vienete, vadinasi, į variklio degimo kamerą patenka daugiau oro! Nors turbokompresoriaus veikimo principas itin paprastas, pats turbokompresorius yra gana sudėtingas įtaisas. Reikalinga ne tik atskirų jo komponentų visiška veikimo darna, bet ir ideali jo atitiktis varikliui, prie kurio jis primontuotas.

Turbokompresoriaus oro slėgio negalima didinti keičiant slėgio reguliatoriaus nuostatą. Jis suderintas taip, kad variklio efektyvumas būtų optimalus. Jei turbokompresoriaus oro slėgis bus per didelis, gali pakilti variklio temperatūra, nuo kurios nukentės stūmokliai arba variklio guolių paviršius.

Turbokompresoriaus svarba ir privalumai

Įvairių transporto priemonių, mašinų bei kitos technikos varikliuose turbokompresoriai montuojami dėl skirtingų priežasčių:

• Variklio išvystomai galiai ir sukimo momentui padidinti.
• Žemesniam oro slėgiui dideliame aukštyje virš jūros lygio kompensuoti.
• Degalų sąnaudoms ir teršalų koncentracijai išmetamosiose dujose sumažinti.

Tinkamai prižiūrima turbina žymiai padidina variklio galią, kartu išlaikant gana gerą kuro ekonomiją, todėl tai yra populiarus pasirinkimas įvairių rūšių transporto priemonėse.

Dažniausi turbinos gedimo požymiai

Sugedęs turbokompresorius gali stipriai paveikti variklio efektyvumą ir patikimumą. Mokėdami atpažinti turbinos gedimus galėsite išvengti tolimesnių problemų ir užtikrinti saugią automobilio eksploataciją. Štai keletas dažniausiai pasitaikančių turbinos gedimo požymių:

• Sumažėjusi galia ir lėtesnis įsibėgėjimas: Vienas iš lengviausiai pastebimų sugedusios turbinos požymių - sumažėjusi variklio galia ir lėtesnis įsibėgėjimas. Jei jaučiate, kad jūsų automobilis sunkiai pasiekia įprastą greitį arba pasidarė vangus, tai gali būti dėl netinkamai veikiančios turbinos.
• Padidėjęs dūmingumas: Neįprastai didelis išmetamųjų dujų kiekis, ypač jei dūmai yra mėlyni arba juodi, gali būti turbinos gedimo požymis. Mėlyni dūmai įspėja apie alyvos sunaudojimą, kas gali reikšti, kad alyva per turbiną patenka į degimo kamerą. Juodi dūmai gali įspėti apie oro ir degalų mišinio disbalansą dėl prasto turbinos veikimo.
• Turbinos klibėjimas: Turbinos viduje yra ašelė, kuri jungia karštą ir šaltą turbinos dalis. Kai susidėvi turbinos įvorės, jaučiamas ašelės klibėjimas, dėl kurio gali būti pažeidžiamas turbinos korpusas, sparnuotė arba praleidžiama alyva.
• Pašaliniai variklio garsai: Keisti garsai, pvz.: cypimas, metalo trinties arba barškėjimo garsas iš variklio skyriaus gali įspėti apie turbinos guolių arba sparnuotės problemas. Šie garsai gali kilti dėl pernelyg didelio nusidėvėjimo arba pažeidimo.
• Degėsių kvapas: Jei užuodžiate degėsių kvapą, tai gali būti dėl alyvos nuotėkio iš sugedusios turbinos ir sąlyčio su įkaitusiais variklio komponentais. Tai gali sukelti pavojingas situacijas ir reikalauja neatidėliotino dėmesio.
• Variklio alyvos trūkumas: Neveikianti turbina gali praleisti alyvą į degimo kamerą, taip ją deginant kartu su degalais. Dėl to sunaudojama daugiau alyvos nei įprastai. Labai svarbu reguliariai tikrinti alyvos lygį ir, pastebėjus nuotėkį, nedelsiant ieškoti problemos.
• „Check engine“ lemputė: Dėl sugedusios turbinos prietaisų skydelyje gali aktyvuotis įspėjamoji „check engine“ lemputė. Šiuolaikiniuose automobiliuose sumontuoti davikliai, kurie stebi įvairius variklio darbo aspektus, o aptikus tam tikrų duomenų neatitikimus aktyvuojama „check engine“ lemputė.
• Sumažėjęs slėgis: Turbinos yra atsakingos už variklio oro įsiurbimą. Jei pastebite staigų turbinos slėgio sumažėjimą spaudžiant akceleratoriaus pedalą arba įsibėgėjant, tai gali būti dėl turbinos pažeidimo.
• Padidėjusios kuro sąnaudos: Dėl netinkamai veikiančios turbinos kuro degimas gali būti neefektyvus, todėl padidėja kuro sąnaudos. Jei baką pildyti tenka dažniau vairavimo sąlygoms nepakitus, tai gali būti dėl turbinos problemų.

Jei iš turbokompresoriaus teka alyva, jis neįprastai vibruoja ar skleidžia triukšmą, tuoj pat išjunkite variklį. Turbokompresorius sukasi dideliu greičiu, todėl rimtą gedimą gali sukelti net menkiausias nukrypimas nuo normos (jei tepimas nepakankamas, guoliams negrįžtamai sugadinti pakanka vos kelių sekundžių). Tinkamai ir sparčiai nustačius priežastį, gedimą galima pašalinti lengviau ir pigiau. 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.

Dažniausios turbinos gedimų priežastys

Turbinos gedimas kyla dėl dviejų priežasčių - ne laiku ir nekokybiškai atliktos automobilio techninės priežiūros arba jo eksploatacijos ribiniuose režimuose. Atminkite, kad turbinos gedimas kyla ne dėl paties turbokompresoriaus problemų! Jeigu turbina pažeista, tai prieš ją remontuojant arba keičiant, labai svarbu rasti ir pašalinti gedimo priežastį. Galbūt, kaltas variklis. Jeigu jo nesuremontuosime, vietoje sugedusios turbinos įstatytas naujas turbokompresorius greitai išeis iš rikiuotės. Kartais taip atsitinka iš karto paleidus variklį. Turbinos yra sudėtingi mechaniniai komponentai, kurie gali sugesti dėl įvairių priežasčių:

• Nepakankamas variklinės alyvos lygis: Nukenčia turbokompresoriaus guolių sistema, todėl padidėja trintis tarp rotoriaus krumpliaračių ir abiejų korpuso dalių vidinių paviršių. Būna, kad dėl to netgi lūžta velenas. Reikia pabrėžti, kad variklinė alyva turbokompresorių ne tik tepa, bet ir aušina. Kad trūksta alyvos, rodo veleno spalvos pokytis, atsiradęs dėl terminio poveikio. Kone dažniausia priežastis yra netinkamas tepimas ir alyvos užterštumas, dėl kurio greičiau nusidėvi ir pažeidžiami guoliai bei velenai.
• Pašaliniai objektai įsiurbiamame ore arba išmetamosiose dujose: Gali pažeisti kompresoriaus arba turbinos mentes. Dėl to atsiranda disbalansas ir kyla viso komponento suirimo pavojus. Pavyzdžiui, sudeginamas prisotintas mišinys dėl oro nuotėkio slėgimo magistralėse ir / arba tarpiniame suslėgto oro aušintuve.
• Nešvarumai variklinėje alyvoje: Gali pažeisti guolius arba slystamuosius veleno paviršius. Minėti nešvarumai dažniausia yra mažesnės ar didesnės metalo dalelės, likusios nuo ankstesnio gedimo, arba anglies nuosėdos, susidariusios degant alyvai. Kiti teršalai, pavyzdžiui, vietoj sandarinimo tarpiklių naudojamas silikoninis sandariklis, gali užblokuoti alyvos srautą ir paspartinti turbokompresoriaus dėvėjimąsi.
• Per didelis karštis: Dėl per didelio karščio, kuris įprastai atsiranda dėl netinkamo aušinimo ar alyvos tiekimo, turbinos komponentai gali deformuotis, atsiranda ašelės klibėjimas, sutrinka turbinos geometrija. Pavyzdžiui, įtrūkęs ir / arba deformuotas turbinos korpusas, kai sparnuotė liečia trūkių kraštus.
• Nepakankama priežiūra: Nepakankama priežiūra, pvz., alyvos ir filtrų keitimo nepaisymas, taip pat gali prisidėti prie nuosėdų susidarymo, kurios sumažina efektyvumą ir sukelia gedimus.
• Išoriniai veiksniai: Montavimo klaidos, netinkamas balansavimas ir įvairių detalių pažeidimas gali pakenkti turbinos geometrijai.
• Agresyvus vairavimo stilius: Aukšti variklio sūkiai ir ilgas veikimas tuščiąja eiga gali prisidėti prie turbinos apkrovos ir gedimų.

Turbokompresoriaus priežiūra ir eksploatacija

Turbokompresorius - ypač tikslus įrenginys. Jo mechanizmas yra palyginti paprastas, patvarus ir efektyvus. Turbokompresoriai sukonstruoti taip, kad veiktų visą variklio eksploatavimo laiką. Šiems įrenginiams nereikia jokio specialaus kapitalinio remonto. Tereikia laikytis tinkamų eksploatavimo sąlygų. Patyrusių specialistų atliekamas sunkvežimių turbinų remontas Kaune, Vilniuje ar kitame Lietuvos mieste leis vėl sklandžiai naudotis transporto priemone. Ekspertai atliks visapusišką diagnostiką, efektyviai išvalys arba restauruos turbokompresorių.

Reguliari techninė priežiūra

Kaip ir visų kitų transporto priemonių dalių, turbinos nusidėvėjimo procesai yra neišvengiami, tačiau juos galima sulėtinti. Patariama reguliariai atlikti sunkiosios technikos techninę apžiūrą. Tinkamai atlikta diagnostika leis nustatyti gedimo šaltinį ir priežastį.

Į įrenginio patikrinimo veiksmų sąrašą įeina:

• Periodinis variklinės alyvos keitimas.
• Alyvos filtravimo sistemos (alyvos filtro ir vamzdelių) techninė priežiūra.
• Alyvos slėgio tikrinimas.
• Oro tiekimo sistemos (oro filtro, ortakių) techninė priežiūra.

Turbina susijusi su varikliu, oro filtru, taigi pastebėjus jos gedimą geriau negaišti ir iš karto važiuoti į autoservisą. Ten dirbantys profesionalai patars, ką daryti: galbūt Jūsų laukia turbinos restauravimas, o gal turbokompresorius prastai veikia dėl kitų dalių gedimų.

Vairavimo įpročiai

Autoservisų specialistai sako, kad viena dažniausių vairuotojų klaidų - netinkamas elgesys su varikliu iškart po šalto užvedimo. Didžioji problema - stipriai spausti akceleratorių vos užvedus šaltą variklį. Tuo metu alyva dar nespėjusi cirkuliuoti po visą sistemą, o dėl žemos temperatūros ji būna sutirštėjusi. Tepimo siurblys dar nepasiekęs reikiamo slėgio, todėl variklio komponentai kelias pirmąsias sekundes veikia praktiškai „sausai“.

Kai tuo metu vairuotojas staigiai padidina apsukas, stūmokliai ir cilindrai patiria milžinišką trintį. Turbokompresorius dirba itin ekstremaliomis sąlygomis - velenas sukasi iki 200 000 aps./min., o tepti jį reikia nuolat ir stabiliai. Jei alyvos slėgis dar nepasiekęs normos, turbina lieka be tepimo, o jos guoliai trinasi „sausai“. Šaltuoju metų sezonu prieš važiuojant patariama pašildyti variklį. Kartu su varikliu šyla ir alyva, o šiai įšilus, geriau sutepamas turbokompresorius. Sutepta turbina mažiau dėvisi.

Taip pat po vairavimo negesinkite variklio iš karto, leiskite kelias minutes jam atvėsti. Turbokompresorius po važiavimo itin įkaista, o staiga išjungus variklį, susikaupęs karštis pradeda deginti likusį tepalą. Turbokompresoriaus guoliai dėvėsis lėčiau, jei variklis nebus išjungiamas nesumažėjus jo greičiui, nes tokiu atveju alyvos slėgis krinta iki nulio, o turbokompresorius vis dar sukasi dideliu greičiu.

Paleidus variklį, palaukite bent 30 sekundžių, kol prisipildys visa alyvos sistema, ir tik tada didinkite variklio sūkių skaičių. Jei variklis intensyviai ir ilgai veikė, rekomenduojama jį palikti veikti tuščiąja eiga bent 2-3 minutes (per tiek laiko turbokompresorius atvėsta). Minėjome, kad alyva aušina turbokompresorių. Staiga išjungus variklį, nustoja veikti alyvos siurblys, kuris tiekia alyvą varikliui ir turbokompresoriui. Šiais laikais automobiliais daug važinėjame miestuose, o toks eismo režimas nėra pats geriausias ne tik dyzelino kietųjų dalelių filtravimo sistemai, bet ir turbokompresoriui.

Turbinos slėgio daviklis

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. Nors turbinos slėgio daviklis yra santykinai patikimas komponentas, tinkama bendra automobilio priežiūra padeda užtikrinti jo ilgalaikį veikimą.

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 gedimų diagnostika ir remontas

Laiku pastebėtas automobilio ar sunkiosios technikos turbinos gedimas leis išvengti ilgų remonto darbų ir padidėjusių išlaidų. O pastebėję bent vieną ar kelis požymius, kurie įspėja apie turbokompresoriaus gedimą, susisiekite ir atvykite į servisą.

Ar galima toliau važiuoti su sugedusia turbina?

Nors galima važiuoti su sugedusia turbina, tai nėra patartina, kadangi galite sukelti dar didesnę žalą automobiliui bei pavojų saugumui. Dėl netinkamai veikiančios turbinos gali sumažėti variklio galia ir padidėti degalų sąnaudos. Nepaisydami turbinos gedimo požymių, tokių kaip padidėjęs dūmingumas, neįprasti pašaliniai garsai ar galios praradimas, galite leisti problemai išsiplėsti ir sugadinti aplinkinius komponentus.

Toliau važiuojant su sugedusia turbina taip pat gali išbėgti variklio alyva, todėl galite sugadinti variklį dėl per didelės trinties ir temperatūros tarp komponentų. Be to, pažeista turbina gali neigiamai paveikti bendrą transporto priemonės valdymą, kadangi akceleratorius pasidaro ne toks jautrus, ypač tais atvejais, kai reikia pagreitinti automobilį įvažiuojant į greitkelį arba lenkimo metu. Taigi, jeigu atsirado turbinos gedimas, automobilio eksploatuoti nereikėtų. Priešingu atveju, galite susidurti su dar daugiau įvairių problemų, kurios tik dar labiau padidins bendrą remonto kainą. Negana to, neveikianti turbina kelia pavojų netgi jūsų saugumui.

Remonto galimybės

Sugedus turbokompresoriui? Kaip ir visos automobilio detalės, taip ir turbokompresoriai nėra amžini. Jie anksčiau ar vėliau vis tik sugenda. Tiesiog sudyla turbokompresoriaus sudėtinės dalys, kurių spartesnį dilimą dažniausiai gali įtakoti kitų mazgų gedimai ir anksčiau išvardytos gedimų priežastys. Taip pat sustabdyti turbokompresoriaus darbą gali ir variklio valdymo blokas. Bet ką daryti, jeigu vis dėl to sugedo automobilio turbokompresorius? Kaip tai paveiks jūsų piniginę?

Galimi remonto būdai:

• Senos turbinos keitimas į naują originalią. Tai yra brangiausias remonto būdas.
• Sugedusio turbokompresoriaus keitimas į naują, bet neoriginalų analogą. Pavyzdžiui, Kanados gamintojo „Rotomaster“ analogą.
• Naudoto turbokompresoriaus pirkimas autolaužyne. Tačiau tai yra kaip loterija - pasiseks arba ne.
• Turbinos remontas, o ne restauracija, atliekamas specialistų. Jie pakeičia turbinos šerdį (kartridžą), įdėdami naują gamykloje surinktą ir sureguliuotą šią detalę.

Verta paminėti, kad būna atvejų, kuomet turbokompresoriaus keitimas nėra pagrindinė išeitis, nes jam tvarkingai dirbti savo darbą gali trukdyti kitas automobilio variklio sistemos gedimas, kurį būtina identifikuoti ir pašalinti.

Bet kokį turbinos remontą reikia atlikti tik specializuotuose automobilių servisuose, nes reikalingos specialios žinios, gebėjimai ir įranga. Be to, atliekant su agregatu bet kokius darbus turi būti užtikrinta ideali švara, nes net viena smiltelė patekusi į turbiną gali jį sugadinti. Nors turbokompresorius yra palyginti paprastas įrenginys, jo dalys gaminamos taikant kelių mikronų leidžiamuosius nuokrypius. Taip pat atminkite, kad negalima montuoti turbokompresoriaus, prieš tai nepatikrinus jo balanso, nes šio įrenginio rotorius pasiekia 250 000 sūk./min. greitį. Be to, turbokompresoriuose sumontuojama vis daugiau elektronikos komponentų. 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. Profesionaliai remontuojant turi būti patikrinta turbinos šerdis (kartridžas), ašis, sparnuotė, o prireikus - ir pakeisti. Tuomet viskas išplaunama, o dalis nuvalius jos sudedamos į vėl veikiančią turbiną. Tik tada ji išbandoma, o dalys subalansuojamos (svarbiausia patikrinti šerdį, ašį, sparnuotę).

tags: #turbinos #voztuvo #reguliatoriaus #jungtukas