Неважно, какая надпись нанесена на ваш автомобиль: «TURBO» или «TWINTURBO», речь в том и другом случае идет о турбонаддуве. Тема этойглавы — что же такое "турбонаддув", как с ним обращаться, чтобы он какможно дольше не доставлял хлопот, и что можно сделать, если эти хлопотывозникнут в процессе эксплуатации автомобиля.
Принципиальных различий в устройстве турбонаддува (далее по тексту —т/н) нет, есть различия в размерах, конструкции некоторых узлов,исполнении т/н. Рассмотрим его работу и устройство на примере одногоиз самых массовых, хотя и не самого надежного т/н Toyota СТ-20.
Термин «турбина», часто применяемый для обозначения т/н, не совсемсоответствует истине, так как турбина является всего лишь однойиз составных частей т/н. Т/н состоит из корпуса, вала с крыльчатками,двух опорных и одного упорного подшипников скольжения, системыуплотнений, двух улиток, в которых вращаются крыльчатки. На всю этуконструкцию навешен пневмопривод, приводящий в действие байпасный(перепускной) клапан (на некоторых моделях он отсутствует). Назначениебайпасного клапана — регулировать обороты турбины и, соответственно,производительность компрессора. Когда давление воздуха на выходеиз компрессора начинает превышать оптимальное, срабатываетпневмопривод, открывающий клапан. В результате часть выхлопных газовнапрямую выходит в выхлопную систему, и обороты турбины снижаются. Саматурбина — это крыльчатка, неразъемно насаженная на вал и приводящаяво вращение другую крыльчатку — компрессор. Турбина изготовленаиз жаростойкого сплава, компрессор — алюминиевый, вал — обычнаясреднелегированная сталь. Отремонтировать эти детали невозможно,их можно только заменить. Исключение составляет изношенный вал, которыйиногда можно перешлифовать и под получившийся размер изготовить новыеподшипники.
Корпус т/н представляет собой сплошную отливку из чугуна, в которойна подшипниках вращается вал. Изнашиваются обычно постель подподшипники и гнездо под уплотнительное кольцо. Исправить можнорасточкой под новый размер. Улитка турбины — чугунная деталь сложнойформы. Именно она формирует газовый поток, вращающий турбину. Улиткакомпрессора представляет собой алюминиевую отливку с механическиобработанным местом под компрессор. Вращающийся компрессор засасываетвоздух через центральное отверстие, сжимает его и по кольцевому каналуподает в двигатель.
На первый взгляд, конструкция проста. Но высокая точностьизготовления всех без исключения деталей, сложные поверхности, точноелитье могут создать много проблем даже в условиях хорошо оборудованноймастерской. Тем более что далеко не каждый конкретный т/н можноотремонтировать, порой проще собрать из имеющихся деталей другой.
Как же все это работает? Говорят: «Турбина включилась, и я попер…»Это в корне неправильно, так как т/н начинает свою работу с первымиоборотами двигателя и заканчивает ее уже после того, как двигательостановился. При первых вспышках в цилиндрах двигателя выхлопные газыиз коллектора сразу же попадают в улитку турбины и начинают вращать валс крыльчатками. Пока обороты двигателя невелики, давление и скоростьвыхлопных газов недостаточны, поэтому компрессор вращается на холостомходу, не создавая излишнего сопротивления на всасывании, простоперемешивает воздух. Нажимаем на педаль газа. Обороты двигателя растут,на панели загорается зеленая лампочка «TURBO» (если она есть),и вы чувствуете ощутимый толчок в спину. Помните: «Турбина включилась…»Она просто вышла на свои рабочие обороты, кстати, очень высокие:110-115 тысяч об/ мин. Теперь компрессор не просто месит воздух,а эффективно сжимает его и посылает в двигатель. При этом срабатываетсоответствующая сервисная система в карбюраторе (ТНВД ли, EFI,неважно), двигатель получает в цилиндры больший весовой заряд топливнойсмеси, резко (на 50-70 %) возрастает его мощность и, соответственно,расход топлива.
Турбонаддуву приходится работать в далеко не легких условиях:высокая температура, высокие окружные скорости (скорость на концахлопаток, в зависимости от модели т/н, примерно такая же, каку пистолетной пули — около 300м/сек). Скорости вращения подшипниковтакже близки к предельно допустимым, чтобы снизить их, приходится идтина различные ухищрения. Что же позволяет работать т/н в таких условияхдолго и надежно?
Как только вы завели двигатель, начинает работать масляный насос.Масло по системе каналов под давлением поступает на подшипники т/н,и вал начинает вращаться на масляном клине. При этом свою порцию маслаполучает и упорный подшипник. Чем больше обороты двигателя, тем большемасла поступает на вал турбины и его подшипники. Эти подшипникиизготовлены из специально подобранных материалов, для них выбраныоптимальные зазоры: при меньших зазорах возникает опасностьподклинивания подшипников при тепловом расширении, при больших —опасность срыва масляного клина и работы в условиях полужидкостноготрения, к тому же возникает перекос вала и идет интенсивный износуплотнительного кольца. Поскольку зазоры в парах вал — подшипник,подшипник — корпус очень малы и соизмеримы с размерами ячеек масляногофильтра, то следует помнить о чистоте масла и состоянии масляногофильтра.
Долговечность подшипников скольжения, в отличие от подшипниковкачения, не зависит в такой мере от частоты вращения. Коэффициенттрения у правильно рассчитанных и работающих в условиях жидкостнойсмазки подшипников скольжения равен 0,001-0,005. Однако, принеблагоприятных условиях работы (высокая вязкость масла, высокиеокружные скорости, малые зазоры) коэффициент трения достигает 0,1-0,2,что приводит к снижению оборотов т/н, а следовательно, и снижению егоэффективности и повышению нагарообразования из-за повышениятеплоотвода. Подшипники скольжения надежно работают при температурене более 150 градусов С. При более высоких температурах возникаетопасность разрыва масляного слоя в результате разжижения масла. Крометого, при высоких температурах обычные минеральные масла быстроокисляются и теряют свои смазочные свойства.
При полужидкостной смазке непрерывность масляного слоя нарушена,и поверхности вала и подшипника на участках большей или меньшейпротяженности соприкасаются своими микронеровностями. При граничнойсистеме смазки поверхности вала и подшипников соприкасаются полностьюили на участках большой протяженности, разделительный масляный слойздесь вообще отсутствует.
Пока двигатель вращается, и масляный насос создает давление,исправный т/н работает нормально. Но рано или поздно вы заглушитедвигатель, он остановится, остановится и масляный насос, давление маслав системе мгновенно упадет до нуля, а вал с крыльчатками, который имеетприличный вес и вращается с очень большой скоростью, мгновенноостановиться не сможет. Но масляного клина уже нет. Возникаетполужидкостная смазка, переходящая в граничную. В тяжело нагруженныхподшипниках возникает перегрев, расплавление, схватывание и заеданиеподшипника. Плюс грязное масло, и в результате идет интенсивный износ.А допустимый износ подшипников составляет 0,03-0,06 мм в зависимостиот модели т/н. Выводы делайте сами.
Это одна из проблем, возникающих в ходе работы т/н. Для того, чтобыона не стала основной, во-первых, вовремя меняйте масло и масляныйфильтр. Во-вторых, используйте только масло, предназначенное длядвигателей, оборудованных турбонаддувом, которое несложно выбрать средибольшого числа существующих хороших масел. Но в дороге всякое можетслучиться, и если вам пришлось залить неизвестное масло, то не гоните,двигайтесь потихоньку. Двигатель это масло переживет, а воттурбонаддув — не обязательно. Приехав домой, сразу же смените маслои масляный фильтр.
И, наконец, третье, самое главное условие нормальной работы т/н. Какмы уже отмечали, в жизни т/н есть два самых ответственных момента:запуск двигателя и его остановка. При запуске холодного двигателя маслов нем имеет высокую вязкость, оно с трудом прокачивается по зазорам;еще не установились тепловые зазоры; нагрев разных деталей т/н,а следовательно, и тепловое расширение, идут с разной скоростью.Поэтому не спешите, дайте двигателю и т/н прогреться. Если вам надоостановиться, никогда не глушите двигатель сразу. В зависимостиот режима езды дайте ему поработать на холостом ходу 2-5 минут (зимойможно дольше). За это время вал турбины снизит обороты до минимальных,а детали, непосредственно соприкасающиеся с выхлопными газами, плавноостынут. В процессе работы крыльчатка турбины и вал сильно нагреваются.Масло, поступающее для смазки подшипников, нагнетается с большойинтенсивностью и успевает снять нагрев с вала, не успев перегретьсясамо. При резкой остановке двигателя прокачка масла прекращается,раскаленная крыльчатка турбины отдает большую часть тепла валу,и масляная пленка, покрывающая детали, разогревается до температурыгорения. Идет интенсивное нагарообразование в районе уплотнительногокольца и несколько меньшее — в районе подшипников и на внутреннихповерхностях корпуса т/н. Спасает только то, что масло, предназначенноедля таких двигателей, изначально рассчитано на более высокиетемпературы, чем обычное. Но и оно имеет свои пределы. Владельцамавтомобилей Nissan следует помнить, что в этих автомобилях т/н работаютв более напряженном тепловом режиме, чем, например, у автомобилейToyota. Значительно облегчает жизнь и продлевает срок службы т/нтурботаймер. Он установлен не на всех автомобилях, но эта функция естьво многих охранных сигнализациях.
Приведем пример из практики. Отремонтированный турбонаддув,отработав 6000 км без всяких замечаний, вдруг резко заверещал. Делобыло зимой, в морозы. Как рассказывал хозяин машины, он спешил,поэтому, выехав из Арсеньева во Владивосток (путь неблизкий), всюдорогу гнал, сколько можно, благо машина и дорога позволяли. Приехалдомой, поставил машину на стоянку, сразу же заглушив двигатель.На улице мороз далеко за 20 градусов С. Утром завел — резкий,неприятный металлический вой турбонаддува. Оказалось, что от резкогоперепада температур чугунная улитка турбины деформировалась,и крыльчатка стала ее задевать. Под увеличительным стекломна подшипниках отчетливо просматривались следы станочной обработки,износ отсутствовал. После замены улитки т/н работал без замечаний.
Это был т/н фирмы Toyota СТ-20, двигатель 2LT. Аналогичные случаибыли и на других т/н этой фирмы -СТ-9, СТ-12. Но может возникнутьситуация еще хуже, когда от перепадов температур и старости возникаеттрещина в конце кольцевого канала улитки турбины. Распространяясьдальше, она может привести к разрыву окна байпасного клапанаи, в результате, к полному выходу т/н из строя. Ремонт в этом случаеневозможен. Подобные моменты делают ремонт т/н фирмы Toyota похожимна лотерею — кому как повезет: может проработать и 3 месяца, и 3 года.Поэтому лучше всего заменить т/н на новый, хотя это и значительнодороже.
Такая же беда часто случается с т/н Garret, изготовленными в Японии,крайне редко с т/н фирмы Mitsubishi, но никогда не встречалась намна т/н Nissan Motors. Последние, несмотря на большие неудобства приснятии — постановке и разборке — сборке, поражают своей добротностью.Встречаются они и на тойотовском двигателе MTEU. но уже без надписиNissan Motors. Заменить их можно турбонаддувом от двигателя VG-20.
Если у вашей машины пошел интенсивный белый дым из глушителя и упаламощность — т/н надо срочно сдавать в ремонт или менять на новый, потомучто в нем изношены подшипники и уплотнительное кольцо около крыльчаткитурбины. В результате масло под давлением устремляется в выхлопнуютрубу, где испаряется и вылетает наружу, создавая дымовую завесу.Расход масла может возрасти до 2-3 литров на 100 км пробега.
Бывает и так, что дымовой завесы нет, но автомобиль не может развитьмощность, лампочка «TURBO» не загорается, у дизельных двигателейпоявляется постоянный черный дым на оборотах — все это говорит о том,что скорее всего т/н тоже изношен, и к тому же основательно забитнагаром, поэтому компрессор из-за повышенного сопротивления вращениюне развивает рабочих оборотов, а двигателю не хватает воздуха. Этанеисправность характерна в основном для т/н Nissan Motors и Garret.
Несколько слов о снятии и установке турбонаддува, хотя это в большейстепени представляет интерес для специалистов. При демонтаже оченьнеудобно, а порой просто тяжело отсоединить т/н от выхлопногоколлектора и приемной трубы глушителя. Поэтому многие автомеханики,стремясь сделать все как можно проще, допускают распространеннуюошибку: они снимают стяжной хомут между улиткой турбины и корпусом,а затем с помощью молотка и зубила снимают т/н. В результате онидеформируют посадочные плоскости и гнут вал турбины. Теперь эти железкиможно только выбросить. Снимать турбонаддув надо целиком, только послеэтого можно отсоединять улитку турбины, так как эта операция самапо себе требует зачастую больших физических усилий.
При демонтаже надо внимательно и аккуратно обращаться с подающейтрубкой масляной системы. Эта трубка имеет очень тонкие стенки,ее легко можно перегнуть, и т/н, сев на голодный масляный паек,работает после такого ремонта очень недолго. Порой хватает 15-20 мин,чтобы окончательно привести в негодность только что отремонтированныйили новый агрегат.
При установке т/н сложностей обычно не возникает, хотя естьнекоторые тонкости: перед установкой через сливное отверстие в т/н надозалить 30-50 граммов моторного масла (в зависимости от размеров)и пальцем (пальцем, а не отверткой) повращать вал. Затем масло можнослить, так как свою роль оно уже выполнило, масляная пленка на деталяхтеперь есть, а при установке т/н на место вы все равно разольете этомасло или на себя, или на двигатель — по вашему усмотрению. Еще разубедитесь в исправности масляной магистрали, проверьте, чтобы в т/нне попали посторонние предметы, наличие которых может привестик печальным последствиям, и установите турбонаддув на место.
Итак, т/н установлен, все подсоединено, можно заводить. Не спешите.Заведите двигатель, дайте ему прогреться до рабочей температуры, и лишькогда двигатель и т/н прогреются, начинайте постепенно увеличиватьобороты. 1500 об/мин — на 5-10 секунд задержитесь и прислушайтеськ работе т/н. Сбросьте обороты секунд на 20-30. Увеличьте оборотыдо 2000 и проделайте все то же самое. И так далее, вплоть до краснойзоны, Примерно на 2500-3000 об/мин должен появиться характерный звукработающего турбонаддува: легкий чистый свист (некоторые говорят «вой»,кому как нравится). Особенно отчетливо этот звук слышен в течениенескольких секунд при резком сбросе оборотов.
Если в процессе запуска послышался металлический звук на каких-тооборотах и выше (звук характерный и отличный от звука, издаваемогоисправным т/н), не насилуйте напрасно турбонаддув, он не притрется,а неприятности могут быть. Надо сразу заглушить двигатель, снять т/н,найти и устранить причину этого звука. Но прежде чем снимать,вспомните, что очень похожий звук издает ненатянутый ремень генератора.Поэтому если есть подозрения, что это он может быть источникомподобного звука, смочите ремень водой. Звук исчез? Значит, причинадействительно была в ремне, и его надо подтянуть. Остался? Значит, надовсе-таки снимать турбонаддув и искать неисправность в нем.
После замены или ремонта турбонаддува желательно сразу же заменитьмасло и фильтр. А лучше это сделать еще перед демонтажем, чтобы новыйт/н сразу работал на чистом масле.
Как видите, ничего сложного в эксплуатации турбонаддува нет,требуется лишь элементарная аккуратность: вовремя меняйте маслои масляный фильтр, используйте нужные сорта масла, не перегревайте т/н(к перегреву приводят неисправности в системе зажигания или впрыска,длительная езда на высоких оборотах). Следите за состоянием воздушногофильтра, забитый воздушный фильтр создает повышенное сопротивлениена всасывании и производительность компрессора резко снижается.Порванный фильтр пропускает частицы пыли, которые, соударяясьс крыльчаткой компрессора на высокой скорости, изнашивают ее, а заоднои двигатель.
Таким образом, срок службы турбонаддува, в основном, зависитот вашего с ним обращения. Выполняя перечисленные выше рекомендации,вы сможете избавить себя от лишних проблем. Но если возникли какие-тонеполадки с т/н, не затягивайте с ремонтом, так как порой хватаетнескольких дней для того, чтобы сделать ремонт вашего турбонаддуваневозможным. Если т/н не подлежит ремонту, а заменить его нечем, можнопопытаться заменить его турбонаддувом с другой модели, от двигателя,обладающего примерно такими же характеристиками, хотя это тожене всегда возможно и связано с большими переделками. Работать такой т/нбудет, хотя и хуже штатного, при условии, что вы найдете человека,который возьмется за такую работу, да и стоить это будет дороже, чемпросто ремонт т/н. Но этот путь все-таки лучше, чем заглушка на местетурбонаддува, потому что двигатель изначально все-таки был изготовлендля работы с турбонаддувом и очень отличается от такого же двигателябез т/н (например, двигатели 2L и 2LT). У турбинированного двигателяусилены вкладыши, более мощный коленвал, совершенно другие фазыгазораспределения, по-другому отрегулированы и настроены топливнаяаппаратура, система зажигания и т. д. К тому же машина с заглушеннымтурбонаддувом по динамике напоминает утюг. И если тот же Nissan Largoдаже с работающим т/н не отличается особой резвостью, то об автомобилес заглушенным и говорить нечего.
Но если вам все же придется заглушить турбонаддув, постарайтесьсделать это грамотно, не создавая лишнего сопротивления на всасываниии выхлопе, это ослабляет и без того ослабленный двигатель. А лучшепоходите по разборкам и постарайтесь найти свой агрегат, пустьне рабочий, но подлежащий восстановлению. Это окупится и сбереженнымипри езде нервами, и возможностью лишний раз не попасть в аварийнуюситуацию.
| |