Схема турбокомпрессора для ремонта

Как ремонтировать турбокомпрессор и его неисправности

Турбокомпрессор одна из неотъемлемых частей двигателя автомобиля, но его поломка не один из приятных моментов. Расскажем основные неисправности турбокомпрессора и как ремонтировать. Турбокомпрессор одна из неотъемлемых частей двигателя автомобиля, но его поломка не один из приятных моментов. Расскажем основные неисправности турбокомпрессора и как ремонтировать.

Десять или двадцать лет тому, наличие турбокомпрессора в двигателе автомобиля было роскошью, теперь же это привычный, необходимый элемент современных автомобилей. Большинство авто производителей, благодаря турбокомпрессору увеличивают мощность малолитражных двигателей, тем самым экономя ресурсы и топливо.

Помимо внедрения производителями, покупатели стали отдавать привилегию и востребование наличию турбокомпрессора в автомобиле. Поэтому необходимо знать, как правильно ухаживать, эксплуатировать и ремонтировать турбокомпрессор. Так же в статье рассмотрим основные неполадки и как их устранить.

Как устроен турбокомпрессор автомобиля

Рассмотрев работу турбокомпрессора, теперь кратко расскажем о его основных составных деталях. Первое и главное – это сама турбина с крыльчаткой, далее по списку идет воздушный центробежный насос и сам компрессор. Более мелкие детали – это жесткая ось, для связи деталей, подшипники, кольца, уплотнители, разные детали и клапана. Весь этот набор скрыт в специальном корпусе, который способен выдержать сильный нагрев.

Как работает турбокомпрессор

Турбокомпрессор или чаще в народе известна как турбина, предназначена для нагнетания дополнительного воздуха в цилиндры. Из-за такой процедуры топливо в цилиндрах будет сгорать до конца и более эффективно. Стоит понимать, что наличие турбокомпрессора под капотом не только увеличит количество лошадок, но и аппетит, который так же вырастет раза в два, сравнивая с двигателями без турбины.

В качестве дополнительного воздуха турбокомпрессор использует отработанные выхлопные газы для вращения турбины. В результате вращения компрессор заталкивает дополнительный воздух в цилиндры, что позволяет вытянуть дополнительные лошадиные силы. В отличии от механического нагнетателя, турбокомпрессор не ворует энергию двигателя, которая идет от коленчатого вала.

Итак, какие же этапы проходит турбокомпрессор для выполнения поставленной задачи:

Первым этапом считается поступление холодного воздуха в воздухозаборник двигателя, и далее подается на компрессор;

Вес процесс проходит благодаря крыльчатке турбокомпрессора, она и нагоняет воздух;

Следующим шагом считается сжатие воздуха и его нагрев, далее он выдувается в теплообменник;

Пройдя через теплообменник, воздух охлаждается и поступает в цилиндры. Благодаря дополнительному кислороду, топливо в цилиндре сжимается более быстро, нежели обычно;

Так как сгорание более эффективное и сгорает больше топлива, чем обычно, в результате вырабатывается больше мощности, которая передается на колеса.

Через выхлопные клапана выводятся отработанные газы;

Вместо попадания в выхлопную систему, отработанные газы поступают на крыльчатку турбокомпрессора, тем самым заставляют вращаться крыльчатку быстрее.

После крыльчатки выхлопные газы выводятся в направлении глушителя, а компрессор за счет вращения крыльчатки нагнетает новый кислород. Таким образом, процесс становится цикличным, до момента пока есть в этом потребность.

Какие бывают неисправности турбокомпрессора

Как и любой механизм, турбокомпрессор время от времени может выходить из строя и требовать ремонта. Первыми признаками неисправности считаются:

упадок мощности двигателя;

черный или темно-синий цвет выхлопных газов;

внезапно увеличился расход масла;

звук турбокомпрессора или двигателя меняется время от времени.

Самыми частыми неисправностями турбокомпрессора считаются деформация или износ подшипников ротора. Во время работы турбины, между подшипником и осью возникает масляная подушка, но залив плохое или не то масло, эта подушка исчезнет. В результате будет сильное трение и быстрый нагрев.

Аналогичная ситуация может случиться, когда турбина работает очень долго на максимальной мощности, что часто приводит к перегреву. В случае, когда недосмотрели и выше наведенные факторы одновременно совпали, а такое бывает часто, ожидайте полного выхода из строя турбокомпрессора. Кроме выше указанных причин, может быть еще и механические – повреждение за счет твердых или мягких предметов, попавших в турбину. Лопатка рабочего колеса может быть повреждена абразивным методом, что мгновенно скажется на мощности и выдаст неприятный звук и необходимости неотложного ремонта.

Обнаружив такие неисправности, можно пойти двумя путями, первый – это самостоятельный ремонт, а второй – это полная диагностика турбины на специальном стенде в СТО. Стенд предусматривает собой диагностику турбокомпрессора, как по внешним признакам, так и полную прогонку, имитируя работу двигателя. Не исключен вариант поломки двигателя турбокомпрессора.

В домашних условиях ремонтировать турбокомпрессор стоит в том случае, когда вы на 100% уверены в поломке и за плечами есть опыт подобного ремонта. В ином случае лучше отдать ремонт специалистам с опытом.

Как отремонтировать турбокомпрессор

После обнаружения поломки, первая мысль это как ремонтировать турбокомпрессор. Если нет опыта в ремонте автомобиля, и никак не приходилось иметь дело с турбинами, то лучше не рисковать, а обратится в специализированный центр по ремонту.

Первым делом, как и полагается, необходимо снять турбину и компрессор с крепежа. Зачастую снять улитку компрессора не представляет проблем, а вот улитка турбины может прикипеть. Метод киянки и зубила допустим, но не желателен, можно погнуть метал и торцы крепления. Лучше всего снимать теми же болтами для крепления, поддев за них понемногу снимаем турбину. Стоит учесть, что место крепежа идет на конус, а значит рубать по крепежу не стоит.Не будет плохим отмачивать с помощью WD-40, нагар быстро отходит. Важно во время разборки аккуратно снимать болты, гайки и прочее, так как у некоторых производителей они уникальные и найти подходящие будет очень тяжело. После снятия сразу же стоит проверить люфт на вале, его вовсе не должно быть. Следующий шаг – проверяем крыльчатку на наличие повреждения. Далее идут подшипники, они должны быть как новые, так как от них будет зависеть качество работы турбокомпрессора.

Жесткая ось не должна быть в сколах или подобных неровностях, появление таких может потянуть за собой необратимые повреждения, даже ремонтные работы не смогут восстановить. Разбирая турбокомпрессор, не забывайте посмотреть на воздушный центробежный насос, он отвечает за нагнетание кислорода и неровности приведут к уменьшению лошадок под капотом.

Не редко бывает ситуация, когда можете обнаружить выгнутую и неровную ось или вал, в таком случае не стоит пробовать выровнять её в домашних условиях. Обороты турбины сверхвысокие и малейшая неровность или дисбаланс приведут к мгновенному выходу из строя, и повреждению деталей. Определившись с поломкой, устраняем её и осматриваем прилегающие к ней детали на наличие подобной проблемы. Собирая детали обратно, некоторые из них держатся за счет стопорных колец. Устанавливая такие стопорные кольца, смотрите внимательно, чтоб они стали в свои пазы и не было малейшей трещины.

Желательно сделать список того, что снимали и что необходимо осмотреть (заменить). Самым долгим считается уход за валом, его необходимо осмотреть как можно точней и в конце установить маслосъемные кольца. Без опыта сделать это нелегко, а сам процесс достаточно скучный и не разнообразный. Перед тем как устанавливать вал, его необходимо смазать маслом, но так чтоб с него не капало. Предварительно, полностью вычистив улитки, осматриваем их на отсутствие трещин и других дефектов. Теперь собираем все детали в обратном порядке, последним установив и прикрепив улитки турбокомпрессора.

Если вы не решились ремонтировать турбину сами, то стоит понимать, что технология ремонта турбокомпрессора не простая и специализированных СТО может занимать не один день. Поэтому заранее приготовьтесь остаться без автомобиля на несколько дней. Сам же процесс ремонта на специальном станке весьма интересен. Специалист снимает десятки данных и на основе их анализа, подстраивает отдельные части турбокомпрессора.

Самостоятельный ремонт лучше всего проводить, когда нет большой деформации деталей и есть возможность замены на новые. Отцентровка, проверка и прочие тесты с турбокомпрессором лучше производить не специальном стенде, в ином случае только угробите турбину.

Цена турбокомпрессора или ремонта

В зависимости от вида поломки турбокомпрессора, соответственно и цена будет разная. В среднем простой ремонт обходится от $50 до $150 без учета деталей, более сложные поломки могут доходить до $200 — $500. Как правило, специализированные центры по ремонту турбокомпрессоров дают гарантию на свои услуги от 1 до 2 год. На детали обычно такой гарантии нет.

Покупать турбокомпрессор будет куда дороже ремонта, да и не всегда так легко найти необходимый. Цена турбокомпрессора на автомобили Mercedes-Benz может варьироваться от 340 евро на Sprinter и до 1000 евро, а то и выше. На автомобили марки Mitsubishi цена турбины стартует от 250 евро и выше до нескольких тысяч евро.

Как видим, наличие турбокомпрессора под капотом автомобиля – это немалый плюс к лошадках, но вот уход и эксплуатация требуют тщательного соблюдения правил. Малейший перегрев потянет за собой необратимые процессы и скорый ремонт турбокомпрессора.

Видео ремонта турбокомпрессора:

Источник

Ремонт турбокомпрессора или турбины своими руками, принцип работы, причины неисправностей и малоизвестные нюансы

Еще в прошлом десятилетии автомобильная турбина считалась атрибутом только премиальных автомобилей, а уже сегодня это необходимая деталь практически для каждой машины, которая позволяет значительно повысить отдачу силового агрегата и уменьшает потребление горючего. А в наши дни именно эти характеристики часто становятся решающими при покупке нового транспортного средства.

Поэтому сегодня любому водителю не помешает ознакомиться с устройством турбокомпрессора и научиться понимать, как он работает и какие могут быть неполадки, что, в свою очередь, позволит вовремя сориентироваться и определить неисправность в своем автомобиле.

Устройство автомобильного турбокомпрессора

Несмотря на кажущуюся сложность, турбина не отличается большим количеством деталей. Она состоит всего из трех основных секций: турбинной, иначе называемой горячей, работающей с выхлопом мотора, компрессорной, которая отвечает за подачу сжатого воздуха в мотор, и соединяющего их подшипникового узла, который чаще называют картриджем, через него проходит вал ротора.

Кроме того существует система регулировок, которая в разных конструкциях турбокомпрессора может располагаться в горячей или компрессорной части турбины. Она регулирует действие перепускного клапана устройства. Компрессорная крыльчатка крепится прямо на вал, а турбинная крыльчатка с валом являются одним целым. На картридже есть уплотнения, которые препятствуют попаданию масла в улитки. Вот и все составляющие автомобильного турбокомпрессора.

С виду простой механизм при поломке вызывает у технически подкованного водителя желание заняться ремонтом своими силами. Особенно стимулирует это желание стоимость нового турбокомпрессора, которая варьируется в пределах 500-1000 долларов, а после ремонта может составить сумму в 540 долларов. Спасти положение может приобретение бывшей в употреблении турбины, но кто сможет гарантировать ее исправную работу в дальнейшем.

Необходимо отметить, что найти специалиста, который бы квалифицированно смог отремонтировать турбокомпрессор, довольно проблематично. А если таковой и нашелся, часто приходится ожидать в очереди по несколько недель. С другой стороны, водителя, который решился на самостоятельный ремонт, поджидает немало количество «подводных камней», неискушенному автолюбителю такие трудно даже представить.

Принцип работы и малоизвестные нюансы

Казалось бы, принцип работы турбокомпрессора не особо сложный. Выхлопные газы из силового агрегата автомобиля раскручивают крыльчатку турбокомпрессора, которая преобразовывает кинетическую энергию газового потока в механическую. С помощью насоса через фильтрующее устройство свежий воздух подается на компрессор и после сжатия поступает в автомобильный мотор. С помощью этого процесса получается повысить отдачу силовой установки на 20-25 процентов за счет повышения эффективности и скорости сжигания горючего.

1. Демпфирующий эффект и следствие его непонимания

Одним из «подводных камней» для решивших взяться за ремонт становится непонимание демпфирующего эффекта, который тесно связан с конструктивными особенностями подшипникового зла турбокомпрессора. Этот вопрос нужно рассмотреть более подробно, так как ремонтные работы без его понимания часто приводят к плачевным результатам.

Конструкция турбины изначально предусматривает необходимость демпфирования из-за особенностей работы автомобильного мотора. Выхлоп проходит через выпускной коллектор и попадает на крыльчатку турбокомпрессора рывками, а не постепенно, пропорционально открытию клапанов силового агрегата. Получается, что газовый поток неоднороден и воздействует на крыльчатку турбокомпрессора импульсами.

Чтобы компенсировать такое неоднородное воздействие, пришлось бы конструировать ротор увеличенной жесткости, следствием чего стал бы рост массы и габаритов устройства. Проблему решили установленные в подшипниковом узле втулки, создающие со стороны улитки демпфирующий эффект.

Объяснить это достаточно просто. Диаметр втулки выбирается такой, чтобы между ней и улиткой оставалось небольшое расстояние, позволяющее в процессе работы возникать масляной пленке, почти такой же, какая образовывается в зазоре между втулкой и валом. Скорость вращения втулки приблизительно в два раза меньше скорости вала, а пара масляных пленок позволяет удачно амортизировать неравномерное давление выхлопа на ротор турбокомпрессора.

Во время ремонта турбокомпрессора своими силами может показаться, что между корпусом картриджа и втулкой присутствует чрезмерный люфт. Большинство автолюбителей посчитают такой эффект неисправностью, примутся вытачивать новую втулку (чаще бронзовую) и довольно жестко запрессуют при установке. Обычно это делается по аналогии с втулками, которые устанавливаются на стартере или головке шатуна, однако в данной ситуации подобное понимание станет причиной плачевных результатов.

Турбина вращается с очень большой скоростью, исчезновение второй масляной пленки приведет к уменьшению демпфирующего эффекта практически в два раза, что, в свою очередь, станет причиной быстрого износа подшипников. Иногда в таких случаях из-за импульсивной нагрузки даже может поломаться вал ротора.

2. Дисбаланс

Для того, что бы вращающаяся деталь работала как можно более корректно и дольше, производят ее балансировку. Самым распространенным примером в этой области может стать процесс балансировки колес, который проводят постоянно после ремонтных работ, затрагивающих колеса и ходовую часть транспортного средства. В случае отказа от такой процедуры, если рассматривать передние колеса, через систему рулевого управления будет распространяться биение. А в версии с задними колесами, даже без каких-нибудь ярко выраженных признаков дисбаланса, покрышки могут преждевременно износится, что будет видно по особым пятнам. Не стоит забывать и об увеличенной нагрузке и ускоренном износе элементов подвески.

Конечно, крыльчатки турбокомпрессора намного меньше диаметра колес, но не нужно забывать о скорости вращения, которая у ротора турбокомпрессора выше во много раз и в среднем составляет 100 000 оборотов в минуту, а в отдельных моделях достигает 300 000 оборотов в минуту. Кто помнит физику, нагрузка на вращающийся элемент растет пропорционально его скорости в квадрате. Так что, если принимать во внимание высокую частоту вращения, нагрузки на ротор турбокомпрессора и колеса автомобиля вполне соизмеримы, и отсутствие балансировки часто становится причиной серьезных поломок.

Демонтаж подшипникового узла вплоть до изменения давления крепящих его болтов иногда становится причиной нарушения балансировки. Отсюда очевидный вывод, что в «домашних» условиях произвести балансировку ротора нереально, несмотря на правильную замену всех испорченных элементов. Соответственно, такие ремонтные работы становятся бессмысленными, потому что турбина с дисбалансом снова очень быстро перестанет работать.

Ротор турбокомпрессора балансируют на спецоборудовании опытные мастера в несколько этапов. В первую очередь балансируют сам ротор, затем производится сборка картриджа и балансируется весь узел. Специалисты используют для этого процесса два различных аппарата, один из которых позволяет воссоздать работу турбокомпрессора в условиях, приближенных к реальным: на ротор создается давление, а в подшипниковый узел поступает масло необходимой температуры.

Еще раз отметим – в домашних условиях отбалансировать ротор турбокомпрессора невозможно. Несмотря на технически правильную замену всех необходимых элементов и правильный монтаж, турбина все равно будет разбалансирована, и очевидно, что это быстро станет причиной его поломки.

Какие бывают неисправности турбокомпрессора и как их распознать?

Основными признаками неисправной работы турбины является внезапное падение мощности силовой установки автомобиля, увеличенное потребление масла, изменение звука работы двигателя и турбокомпрессора, синие или черные выхлопные газы.

Любой из этих признаков говорит о том, что настало время проверить наличие ремонтного комплекта для турбины. Необходимо выяснить, исправен ли турбокомпрессор, а также обязательно проверить работу двигателя и других агрегатов машины. Оставлять без внимания эти рекомендации не стоит, так как силовая установка автомобиля с нормальной работой и качественным обслуживанием является залогом стабильной работы турбокомпрессора на долгое время.

Ремонт турбины в кустарных условиях

Еще раз напомним, что специалисты не рекомендуют ремонтировать турбину своими руками без надлежащего оборудования. Кроме вышеназванных причин, нужно сказать и о том, что при попадании внутрь турбокомпрессора во время сборки хотя бы одной песчинки, он может выйти из строя. С другой стороны, некоторые автолюбители все же ремонтируют турбокомпрессор сами, почему у вас не выйдет?

Если вы решились заняться ремонтом, вам как минимум понадобится ремкомплект для турбины, который обычно состоит из нескольких разных вкладышей, колец, винтов, солидного набора самых разнообразных сальников, шайб, шурупов и запасных вкладышей. Во время работы нужно быть максимально аккуратным и не забывать, что разбирать всегда легче, чем собирать. Желательно отмечать места, где крепятся различные элементы, и их положение по отношению к корпусу или другим деталям.

Приступим к ремонту

Перед разборкой турбины в кустарных условиях без опыта в таких делах, нужно еще раз взвесить все за и против.

1. Первым делом турбокомпрессор необходимо демонтировать. Для этого необходимо выкрутить все болты крепления горячей и компрессорной секций. Во время демонтажа компрессорной улитки чаще всего особых проблем не возникает. А вот секция, куда поступают выхлопные газы, часто прочно приваривается. Для ее демонтажа обычно используют несколько методов. Можно аккуратно сбить киянкой, но все лучше сначала воспользоваться для этой цели болтами крепления корпусов, которыми ее можно отодвинуть. Горячая секция располагается на конусе, поэтому крутить болты необходимо понемногу, хотя и с усилием, и следить за равномерностью. Это может оказаться сложным процессом, что объясняется особенностями конструкции турбокомпрессора. Изредка все же приходится брать в руки киянку.
2. Компрессорная часть снимается в различных турбинах по-разному, в зависимости от конструкции. GT17 предусматривает крепление болтами, а GT25 крепление стопорным кольцом. В этой части демонтажа необходимо следить за шайбами, и после снятия улитки аккуратно их сложить, чтобы не потерять.
3. После снятия стопорного кольца или выкручивания болтов необходимо снять улитку. Делать это надо аккуратно, чтобы не нанести каких-либо повреждений колесу.
4. Когда картридж будет освобожден от улиток, следует проверить люфт на вале. В идеале, продольный люфт не получится ощутить вообще, а вот поперечный должен присутствовать, но не больше миллиметра. Тем не менее, наличие люфта у турбокомпрессора, или его отсутствие, не является гарантией правильной работы и размеренного потребления масла.
5. Затем приступаем к демонтажу крыльчатки компрессора, для чего понадобятся специальные кусачки. В это время одна сторона вала фиксируется фигурной оправкой или другим подходящим приспособлением. Внимание! На стороне вала с компрессорной стороны нанесена левая резьба!
6. Чаще всего компрессорная крыльчатка плотно сидит на валу, и для ее снятия понадобится стандартный универсальный съемник. Перед этим желательно засечь расположение гайки по отношению к компрессорному колесу. Таким образом можно уменьшить риск нарушения балансировки после сборки.
7. Уплотнительные колечки закреплены с помощью стопорных колец, а втулки на валу закрепляются тройкой болтов T15. Наиболее часто люфт возникает по причине износа этих втулок. Вкладыш, расположенный на компрессорной части, фиксируется за счет одного стопорного кольца. А для крепления турбинного вкладыша используется два стопорных кольца.
8. Весь картридж понадобится хорошо отдраить от загрязнений и нагара. Подобную процедуру провести и с колесами. С вала снимается уплотнительное колечко.
9. Про комплект для ремонта турбокомпрессора мы уже писали, подразумевается, что он уже у вас есть. В случае шатания номинальных вкладышей надо немного поработать с валом, его необходимо проточить и провести балансировку. В большинстве случаев в ремонтном комплекте находятся вкладыши различных размеров, их придется вычистить и нанести масло.
10. Затем в картридж ставим внутренние стопорные колечки. Необходимо убедится, что они хорошо вошли в предназначенные для них пазы. После этого устанавливается вкладыш для горячей части, который тщательно смазывается маслом. Фиксация происходит за счет стопорного кольца, затем вставляется и вкладыш для компрессорной части. На втулку тоже наносится масло, после чего надевается маслосъемное кольцо, устанавливается пластина и затягивается болтами T15. При этом нужно приложить достаточное усилие, но не переусердствовать.
11. На последнем этапе сборки турбина уже выглядит, почти как новая. Устанавливаем грязезащитную пластину и закрепляем стопорными кольцами. Затем необходимо поставить маслосъемные кольца. Наверное, это самая неприятная и нудная часть работы, потому что установить кольца на вал будет нелегко. Потом вал нужно смазать маслом и вставить, а гайку затянуть с моментом от 2.5 ньютон/метров до 5,0 ньютон/метров. Вычищенные улитки устанавливаем на места, это будет не так сложно. Затем ставится вестгейт.
12. Прежде чем устанавливать собранную турбину, необходимо хорошо промыть шланг для подвода масла, так как правильная работа устройства находится в прямой зависимости от подачи к нему масла. Более того, как мы уже писали, оставшиеся после ремонтных работ крупинки грязи могут оказаться внутри турбокомпрессора и нанести повреждения. Повторимся, во время ремонта турбины нужно стараться работать в максимальной чистоте. Прежде чем ставить турбокомпрессор на автомобильный мотор, нужно приблизительно 20 грамм масла влить в принимающее отверстие, а затем сделать пару оборотов валом, чтобы масло хорошо распределилось. Обязательно необходимо сменить масло, воздушный и масляный фильтры.

Ни в коем случае при установке трубок через прокладку нельзя использовать герметики, для этого подойдут только качественные прокладки. Когда турбина установлена, нужно запустить силовой агрегат автомобиля и позволить ему поработать на холостых около 15 минут. В это время необходимо провести осмотр на предмет подтеканий охлаждающий жидкости или масла на различных соединениях. Турбокомпрессор обкатывается приблизительно 1 тысячу километров, в это время нельзя разгонять машину свыше 100 километров в час и резко менять режимы движения.

В завершение

Произвести ремонт турбины в кустарных условиях или стандартном автосервисе практически невозможно. Квалифицированный ремонт с гарантией смогут сделать только те мастерские, которые предназначены для такой работы. В таких мастерских есть приборы для диагностики всех узлов любого типа турбин на любом этапе ремонта. Также в такой мастерской должно быть оборудование для проведения предварительной и конечной балансировки ротора турбины.

Источник