Расход масла после ремонта турбины

Причины расхода масла

Одной из типичных неисправностей турбокомпрессора является выброс моторного масла во впускной коллектор (или в интеркулер, если он есть) или в выхлопную систему. Но всегда ли при таких симптомах можно однозначно судить о неисправности турбины? Нет, далеко не всегда. Существует ряд причин, по которым даже полностью исправный турбокомпрессор выбрасывает масло в горячую или в холодную улитку, или в обе сразу.

Основные масляные уплотнения турбокомпрессора являются уплотнениями динамического типа, работающие на основе использования центробежных сил для предотвращения утечек масла из корпуса подшипников. Рассмотрим динамическое уплотнение со стороны турбины. На валу со стороны турбинного колеса выполняются две канавки (рис.1 поз.21, фото1). Канавка, расположенная ближе к турбинному колесу, предназначена для установки в нее уплотнительного кольца (рис.1 поз.5, фото1). Вторая канавка и разница диаметров D и d (фото1) выполняют роль динамического масляного уплотнения. Отработанное масло под действием центробежных сил разбрызгивается внутри корпуса подшипников и далее стекает через маслосливное отверстие турбокомпрессора.

Фото 1. Ротор турбокомпрессора

Аналогично работает динамическое масляное уплотнение со стороны компрессора, роль которого выполняет разница диаметров наружней упорной втулки (рис.1 поз.7).

Использование иных масляных уплотнений в турбокомпрессорах (например сальников, манжет и т.д.) не представляется возможным из-за огромных скоростей вращения валов, при которых контактные системы уплотнений, во-первых, создадут слишком большое сопротивление вращению вала, во-вторых, слишком быстро выйдут из строя. Правда существуют так называемые карбоновые масляные уплотнения — аналог сальниковых уплотнений (такие уплотнения применяются в автомобильных водяных насосах-«помпах«), но карбоновые уплотнения применяются только на низкооборотистых турбинах (до 80 тыс. об/мин), и то далеко не на всех.

Итак, основным условием нормальной работы турбокомпрессора (в плане отсутствия утечек масла) является нормальная работа его динамических уплотнений. Динамические уплотнения, в свою очередь, могут нормально работать только в воздушном пространстве, то есть только тогда, когда внутренняя полость корпуса подшипников свободна от моторного масла. Если корпус подшипников по каким-либо причинам заполняется («подпирается») маслом или нарушается баланс давлений внутри корпуса подшипников и извне его, динамические уплотнения практически перестают работать, происходит утечка масла через уплотнительные кольца в корпус комрессора и в корпус турбины.

Рассмотрим причины, по которым возникает такая ситуация.

Первая причина (на мой взгляд, наиболее распространенная): Не работает (или плохо работает) по каким-либо причинам система вентиляции картера двигателя. Система вентиляции картера любого двигателя внутреннего сгорания предназначена для устранения избыточного давления в картере двигателя, возникающего вследствие прорыва газов из камеры сгорания в картер при работе двигателя. Патрубок вентиляции картера любого ДВС подключаестя к зоне пониженного давления (т.е. разряжения). В нетурбированных двигателях это, как правило, впускной коллектор, в двигателях с турбонаддувом-это всасывающий патрубок турбокомпрессора. Сливная масляная магистраль турбокомпрессора подключается к масляной системе двигателя, как правило, ниже нормального уровня масла в картере. Таким образом, если в картере возникает избыточное давление картерных газов, масло не может нормально сливаться по сливной магистрали турбокомпрессора, оно «подпирается« в корпусе подшипников со всеми вытекающими отсюда последствиями. Причиной этого может быть сильная закоксованность масляного сепаратора системы вентиляции картера, закоксованность патрубка системы вентиляции картера, перелом или зажатие этого патрубка и т.д.
Вторая причина: Затруднен нормальный слив отработанного масла по сливной магистрали турбокомпрессора по различным причинам (закоксованность, попадание посторонних предметов, остатков старой прокладки, герметика). Распространена практика устанавливать сливную магистраль на старую прокладку при посредстве герметика. Обилие герметика приводит к выдавливанию его при монтаже как наружу сливной магистрали, так и внутрь сливного отверстия. При достаточном усердии до 2/3 сливного отверстия блокируется герметиком. Определить и устранить эту причину не составляет большого труда.
Третья причина: Затруднен забор воздуха на турбокомпрессор. Попросту говоря, «забит» воздушный фильтр или частично заблокирован воздухозаборный патрубок (например сильно перегнут, за счет чего уменьшается его проходное сечение). При работе турбокомпрессора за счет динамических сил за вращающимся на огромной скорости компрессорным колесом создается некоторое разрежение. Если возникает излишнее сопротивление забору воздуха, это разрежение многократно увеличивается, масло просто «высасывается« из среднего корпуса турбокомпрессора.
Четвертая причина: Затруднен выброс отработанных газов через выхлопную систему. Излишнее сопротивление в выхлопной системе (засорaен или закоксован катализатор, неисправна или замята банка глушителя и т.д.) вызывает увеличение давления в «горячей» улитке турбокомпрессора, что вызовет прорыв выхлопных газов в средний корпус турбокомпрессора и увеличение давления внутри его, что, в свою очередь, вызовет выброс масла со стороны компрессора.
Пятая причина (наиболее серьезная): Полностью исправная система вентиляции картера не справляется с потоком картерных газов, вследствие чего происходит подпор отработавшего моторного масла в корпусе подшипников турбокомпрессора. Происходит интенсивный выброс масла в корпус компрессора (холодную улитку) и (или) в корпус турбины (горячую улитку). Такая ситуация говорит, как правило, о запредельном износе поршневой группы двигателя. Причем замер компрессии в такой ситуации может не дать корректных результатов – компрессия может быть хорошей за счет «масляного уплотнения». Косвенным подтверждением неисправности поршневой группы также является (как правило) наличие значительного количества масла в воздухозаборном патрубке турбокомпрессора, начиная с места подключения патрубка системы вентиляции картера (сапуна). Такая неисправность «лечится» либо заменой поршневых колец, если они по какой-то причине «залегли» (например от перегрева), а блок цилиндров (или гильзы) и поршня в хорошем состоянии, либо полным капитальным ремонтом двигателя или его заменой.
Шестая причина: Слишком высокий уровень моторного масла в картере двигателя. Высокий уровень масла может образоваться, например, из-за неисправности одной или нескольких форсунок. Несгоревшее топливо будет проходить через поршневые кольца и смешиваться с моторным маслом, тем самым увеличивая уровень в масляном картере до критического значения. К увеличению уровня в картере также может привести утечка охлаждающей жидкости в систему смазки двигателя (например, через прокладку головки блока цилиндров вследствие перегрева двигателя, или из-за неисправности масляного охладителя, и т.д.). Высокий уровень в картере приводит к «подпиранию» отработавшего масла в корпусе подшипников (среднем корпусе) турбокомпрессора, и, как следствие, его интенсивному выбросу в корпус турбины (горячую улитку) и в корпус компрессора (холодную улитку). Помимо всего прочего, смешивание моторного масла с топливом или (хуже того) с охлаждающей жидкостью оказывает губительное влияние на все элементы трения двигателя и, в первую очередь, на элементы трения турбокомпрессора вследствие потери моторным маслом смазывающих свойств.

При наличии одной или нескольких вышеприведенных причин даже полностью исправный турбокомпрессор будет выбрасывать масло, а из выхлопной трубы будет валить добротный сизый дым.

В итоге хочу заметить, что появление масла во впускном коллекторе или в интеркулере вообще может не иметь отношения к турбине. В первую очередь при появлении таких симптомов следует проверить всю ту же систему вентиляции картера двигателя, в каком она состоянии и что в ней делается. При неисправности системы вентиляции или, в конце концов, самого двигателя, масло через патрубок вентиляции картера будет попадать в воэдухоподающий патрубок турбокомпрессора и далее в интеркулер и впускной коллектор.

Источник

Почему Турбина «ест масло»

«Турбина ест масло» или «Турбина гонит масло»— такое выражение можно часто услышать от водителей или мастеров, ремонтирующих турбированные моторы автомобилей, и это означает то, что узел приходит в негодность, и его в скором времени придется менять. При изношенности деталей турбины теряется мощность, пропадает динамика авто, приходится проверять уровень и доливать моторное масло через каждую 1 тыс. км, а то и чаще.

Турбина – достаточно «капризная» вещь, выходит из строя по разным причинам. Чтобы она служила как можно дольше, необходимо проводить ряд профилактических мер, иначе замены автомобильного турбокомпрессора не избежать – ремонт здесь обходится не дешевле, чем само устройство в сборе, и во многих случаях нецелесообразен.

Для чего нужна автомобильная турбина

Турбокомпрессор предназначен для нагнетания дополнительной порции кислорода в камеры сгорания ДВС (двигателя внутреннего сгорания), так как при стандартной подаче топливовоздушной смеси в цилиндры воздуха не хватает, из-за этого теряется КПД, соответственно, эффективность работы мотора снижается.

Система сконструирована так, что часть выпускных газов поступает в корпус турбины на «горячую» крыльчатку, которая, вращаясь, начинает нагнетать воздух во впускной тракт ДВС. Вал крыльчатки вращается в подшипниках, сам механизм от раскаленного выхлопа сильно нагревается. Чтобы как-то охладить работающий узел, придуман интеркулер, который остужает воздушный поток до температуры 50-60 градусов. ИЗОБРАЖЕНИЕ

Также в турбине имеется и другая крыльчатка, «холодная», которая закачивает воздух со стороны впускного коллектора, но она тоже нагревается от остальных частей механизма, только не настолько сильно. Одним словом, турбина устанавливается для того, чтобы увеличить мощность двигателя, повысить коэффициент полезного действия автомобильного двигателя, сделать мотор более приемистым и динамичным. Но турбокомпрессор работает при большой нагрузке и в тяжелом температурном режиме, поэтому требует ухода и соблюдения правил эксплуатации авто.

Наиболее частые поломки в системе турбонаддува

В процессе эксплуатации автомобиля турбированный двигатель подвергается износу, так как все узлы и агрегаты ДВС имеют свой определенный ресурс. Также со временем изнашиваются детали турбины, но турбокомпрессор может выйти из строя и раньше положенного времени, и основные причины неисправностей здесь следующие:

• • в моторе используется грязное масло;
• • произошел удар, из-за которого пострадали детали турбины;
• • масла в двигателе недостаточно;
• • турбокомпрессор перегрелся.

В основном поломки в системе турбонаддува происходят из-за нарушений правила эксплуатации авто, несвоевременного техобслуживания.

1. Механические повреждения турбины

Крыльчатка, подшипники или вал могут пострадать в результате удара во время аварии, в таком случае турбину ремонтировать бесполезно, ее следует менять. Может произойти и другая ситуация, например, на лопасти попал посторонний предмет (гайка, болт и прочее). Поэтому перед установкой турбокомпрессора необходимо внимательно проверить каналы впускного и выпускного тракта, здесь не должно быть лишних деталей. Также коллекторы следует очистить от пыли и грязи, из-за загрязнения происходит интенсивный износ трущихся частей турбокомпрессора.



Повреждения лопастей «холодной» крыльчатки свидетельствует о том, что во впускной тракт попал посторонний предмет, это может быть крепеж, ветошь или что-то другое. Если повреждаются лопасти «горячей» крыльчатки (со стороны выпускного коллектора), большая вероятность того, что имеются серьезные неисправности в самом двигателе. Когда «горячая» крыльчатка имеет повреждения, вероятно, что в двигателе повреждены поршни, поршневые кольца или седла клапанов. Правда, здесь следует оговориться: если разрушается седло клапана, оно сразу же разлетается по всем цилиндрам, появляется сильный стук, и мотор может заклинить в любой момент.

Если вы занимаетесь снятием и установкой турбины, ее очисткой от грязи, ни в коем случае не сгибайте лопасти – это приведет к поломке турбокомпрессора, и последствия таких действий будут весьма печальными.

2. Последствия работы мотора на грязном масле

О своевременной смене масла в ДВС сказано много, также понятно, что нельзя использовать расходные материалы низкого качества, а тем более фальсификат. Но грязь, частицы абразива и кокс, присутствующие в смазке, оказывают негативное влияние не только на ДВС, но и на детали турбокомпрессора – изнашиваются подшипники и вал ротора, из-за попадания абразивных частиц в узел происходит перегрев. Грязным масло бывает не только из-за того, что оно не вовремя меняется, или не соответствует требованиям к качеству, здесь причины еще могут быть следующими:

• • в масляном фильтре неисправен обратный клапан;
• • маслофильтр засорен (допустим, он остался старым при очередной замене масла);
• • мастера во время проведения ремонта занесли грязь в двигатель.

Чтобы избежать преждевременной поломки турбины, следует использовать только высококачественные моторные масла и маслофильтры, применять лишь те расходные материалы, которые рекомендованы заводом-изготовителем.



3. Низкий уровень масла в ДВС

Для любого дизельного двигателя ямз необходимо поддерживать достаточный уровень масла, если смазки в системе будет меньше, чем нужно, может произойти масляное голодание, и даже застучать коленчатый вал. Но если для ДВС кратковременная нехватка смазки еще как-то допустима (например, уровень масла по щупу немного ниже отметки MIN), то турбина не терпит масляного голодания. В этом случае детали турбокомпрессора подвержены интенсивному износу в результате перегрева и работы «на сухую».

Другие причины, из-за которых могло произойти масляное голодание турбины:

• • недостаточное давление масла – изношены шестерни маслонасоса, присутствует общий износ трущихся деталей в двигателе (коренных шеек коленвала, опор распредвалов);
• • некорректная установка турбины, из-за чего произошел «сухой» старт;
• • запуск двигателя после длительного простоя автомобиля;
• • попадание охлаждающей жидкости или топлива в смазку, поэтому масло частично потеряло свои смазочные свойства;
• • обрыв маслопровода (шланга масляного радиатора), в результате вытекло масло;
• • попадание герметика в масляную систему;
• • неисправный редукционный клапан, по этой причине давление масла упало ниже нормы;
• • сужение канала в маслоподающей трубке.

Чтобы турбина не пострадала от масляного голодания, водителю необходимо регулярно проверять уровень масла по щупу, следить за давлением в масляной системе по датчикам, периодически осматривать состояние масляных патрубков.

4. Перегрев турбокомпрессора

Под воздействием высоких температур и при недостаточном количестве масла в турбокомпрессоре образуется сажа и копоть, детали турбины закоксовываются — или, другими словами, образуется нагар. Если двигатель заглушить на больших оборотах, смазка на ротор турбины перестанет подаваться, хотя лопасти еще некоторое время будут продолжать крутиться. Из-за этого происходит перегрев, и как следствие, быстрый износ трущихся частей системы турбонаддува.



Чтобы турбина лишний раз не перегревалась, а ее детали достаточно смазывались, прежде чем заглушить мотор, необходимо дать ДВС некоторое время поработать на холостых оборотах. В этом случае нагрузка на турбокомпрессор будет минимальной, и он успеет остыть. Также водителю следует учитывать, что работа двигателя с повышенной нагрузкой приводит к деформации подшипников вал ротора, подгоранию масла, вследствие чего образуется кокс. Из-за перегрева на валу ротора образуются задиры, теряют свою герметичность уплотнения.

Другие причины, по которым может перегреваться турбокомпрессор:

• • засорен воздушный фильтр, из-за этого вместе с воздухом на ротор попадает пыль;
• • замена масла производится реже, чем положено, из-за грязи возникает повышенное трение, детали перегреваются;
• • турбина установлена неквалифицированными мастерами;
• • использовано моторное масло, не соответствующее техническим условиям, оно обладает низкими смазывающими свойствами.

Из-за перегрева разрушаются различные части турбокомпрессора, в том числе и «улитки» (корпуса) впускной и выпускной системы. Также перегрев происходит из-за тяжелых условий эксплуатации – при высокой нагрузке, постоянной работе двигателя в пыльных условиях, в жаркое время года.

Почему из турбины может вытекать масло

Течь масла через турбокомпрессор – достаточно частое явление, и оно не всегда проявляется из-за дефектов самой турбины.

Причины здесь могут быть разными:

• • уровень масла в системе больше положенного;
• • забита вентиляция картерных газов ДВС;
• • изношена цилиндро-поршневая группа, из-за этого внутри двигателя создается большое давление;
• • засорен катализатор (каталитический нейтрализатор);
• • забился маслосливной канал турбины;
• • в соединении сливного патрубка с турбиной было использовано много герметика, за счет чего диаметр сливного отверстия уменьшился.

По всем вышеперечисленным причинам можно понять, что многие из них связаны с проблемами слива масла. В «улитку» турбины смазка подается под давлением через подающую магистраль, затем происходит ее смешивание с воздухом и выпускными газами. В результате образуется масляная пенка, в дальнейшем она стекает в нижнюю часть корпуса турбины, и только затем попадает в маслосливную магистраль, а по ней уже возвращается в поддон двигателя.

Если сливной канал будет недостаточно широким, или масла окажется больше нормы, оно будет задерживаться в корпусе турбокомпрессора, вытекать через уплотнители. Здесь нужно удостовериться, что в сливе нет лишних изгибов, где может скапливаться масло. Также следует проверить, что сливная линия расположена выше уровня смазки в поддоне ДВС. Если все в порядке, можно приступать к проверке состояния вентиляционной системы двигателя, проводить диагностику поршневой.

Уплотнительные кольца в турбине

Многие ошибочно думают, что уплотнения турбокомпрессора предназначены только для того, чтобы не происходило попадание масла в корпус турбины. Отчасти это так, но основная задача уплотнений – не позволять газам под большим давлением попадать в «улитку» турбины, а затем и в картер ДВС. Некоторые марки турбокомпрессоров выпускаются промышленностью вообще без уплотнительного кольца со стороны впускного тракта, несмотря на это, течи масла здесь не происходит.

Течь масла в результате засора воздушного фильтра

Во время эксплуатации автомобиля от пыльного и грязного воздуха постепенно начинает засоряться воздушный фильтр ДВС, в фильтрующем элементе скапливаются пылинки, частички абразива. Сопротивление воздушному потоку увеличивается, и за счет этого на входе турбокомпрессора создается некоторый вакуум. На средних и больших оборотах при засоренном фильтре двигатель ведет себя нормально, так как за колесом компрессора имеется избыток давления, поэтому течи масла нет.

Но на холостом ходу и малых оборотах вакуум создается на выходе и входе, когда мотор работает на малой нагрузке долго, масло под воздействием разрежения начинает подниматься с нижней части корпуса турбины и появляться во впускном коллекторе. Решить проблему здесь достаточно просто – нужно из корпуса воздушного фильтра достать фильтрующий элемент и произвести его визуальный осмотр на предмет засорения. Если нет возможности сразу купить новый фильтр, его можно продуть сжатым воздухом. Вообще замену фильтра следует проводить по регламенту, установленному заводом-изготовителем, но если авто ездит по пыльным дорогам, элемент меняется чаще.

Влияние засоренного катализатора на турбину

Если копотью и сажей забивается катализатор, то в этом случае создается сопротивление выпускным газам, из-за чего возрастает нагрузка на ротор турбокомпрессора. Эксплуатация автомобиля с забитым каталитическим нейтрализатором приводит не только к повышенному расходу топлива, ухудшению динамики и снижению мощности ДВС, но и к преждевременному износу подшипников ротора турбины. В результате приходится или ремонтировать турбокомпрессор, или полностью его менять.

Что делать, если течет турбина

Причин течи масла из турбокомпрессора много, но если в этом виновата лишь сама турбина, ее необходимо менять:

• • качественный ремонт турбокомпрессора могут выполнить только высококвалифицированные специалисты, профессионалов в этом деле мало;
• • стоимость подобной работы высока, во многих случаях она сопоставима с ценой новой турбины, или может быть даже выше.



Если вы определили, что через турбокомпрессор течет масло, рекомендуется сразу же обращаться к квалифицированным мастерам на станцию техобслуживания.

Продление срока службы турбокомпрессора

Основная причина масляной течи через турбину – избыток давления, создаваемый в картере двигателя, чтобы его не возникало, необходимо регулярно проводить ряд профилактических мер. Также следует не забывать о своевременном ТО, профессионалы автомобильного ремонта советуют выполнять следующее:

• • своевременно производить замену моторного масла и маслофильтра, грязь в масляной системе пагубно влияет на турбину, «убивает» ее;
• • проверять состояние воздушного фильтра даже в том случае, если еще не пришел срок его замены. При этом осматривается не только сам фильтрующий элемент, но и корпус фильтра, воздушный патрубок;
• • периодически снимать и очищать патрубки, идущие от турбокомпрессора;
• • проверять герметичность самого корпуса воздушного фильтра. Если короб не герметичен, в обход фильтрующего элемента пыль будет попадать на крыльчатку турбокомпрессора.

Эксплуатируя автомобиль с турбированным двигателем, нельзя экономить на расходных материалах: следует заливать в мотор лишь качественное моторное масло, использовать фильтры оригинального производства. Также нужно помнить, что серийная машина с турбодвигателем не предназначена для гонок, хотя и обладает достаточно мощным силовым агрегатом.

В случае выхода из строя турбины ее замену нужно доверять профессионалам, и на собственные силы не надеяться. Есть немало примеров, когда самостоятельный монтаж и демонтаж турбокомпрессора приводил к плачевным результатам, и владельцу автомобиля приходилось дорого расплачиваться за свою неквалифицированную работу.

Источник