Обе технологии используются до сих пор всеми производителями, но все они значительно удорожают мотор, ведь дорогих турбокомпрессоров становится в два раза больше, а система управления ими — сложнее. Для сильно форсированных моторов альтернативы этим технологиям нет или почти нет. Но иногда можно просто улучшить конструкцию стандартной турбины.
Устройство и принцип работы турбины с изменяемой геометрией
Турбокомпрессор используется для увеличения мощности двигателя, которая напрямую зависит от объема воздуха и топлива, подаваемого в цилиндр. Ведущими частями любого турбокомпрессора являются турбина и насос, которые соединены между собой жесткой осью. Турбина двигателя с изменяемой геометрией необходима для образования оптимальной мощности двигателя, имеет свойство изменять сечение турбинных колес в зависимости от общей нагрузки. Если двигатель работает на низких оборотах, то турбина может увеличить скорость отвода выхлопных газов. Это позволяет турбине вращаться быстрее, при этом количество топлива остается небольшим.
Как устроена турбина и как она работает
Турбина с измененной геометрией отличается от классических турбокомпрессоров тем, что имеет в своей конструкции кольцо и специальные лопасти с аэродинамической формой, которая способствует увеличению эффективности наддува. В автомобилях с двигателями небольшой мощности сечение регулируется посредством изменения ориентации этих лопастей. В двигателях большой мощности лопасти не вращаются, а покрываются специальным кожухом или перемещаются вдоль оси камеры.
Особенностью VNT турбины являются поворотные лопасти, механизм управления и вакуумный привод. Принцип работы основывается на регулировке потока отработавших газов, которые направляются на колесо турбины. Точная регулировка позволяет настроить проходное сечение для потока газов под режим работы двигателя. Если автомобиль двигается на небольшой скорости, то и турбина крутится медленнее, но при этом лепестки устанавливаются в такое положение, чтобы расстояние между ними было минимальным. Газу в малом объеме сложно преодолеть небольшое отверстие, поэтому он будет передвигаться с большей скоростью, за счет чего обороты турбины увеличиваются, увеличивая при этом давление наддува.
При помощи данных лопастей можно существенно увеличить скорость вращения турбины, не меняя объемы поступающих газов. На большой скорости компрессор раздвигает лопасти – это обеспечивает поддержание безопасного давления внутри системы и исключает перегревы. Принцип изменяемой геометрии позволяет не использовать перепускной клапан, так как весь объём выхлопных газов выходит через горячую часть крыльчатки. Изменение положения поворотных предотвращает избыточный наддув.
Преимущества турбины с изменяемой геометрией
- Автомобили с такими турбинами развивают большую скорость с самых низких оборотов.
- Существенно снижается объем необходимого топлива, а также количество вредных выбросов в атмосферу.
- Улучшается прохождение газов через турбину из-за отсутствия клапана Wastegate и уменьшения количества разнонаправленных потоков газа.
- Улучшается эластичность двигателя.
Возможные неисправности
Турбокомпрессор с изменяемой геометрией представляет собой сложный механизм, поэтому он больше подвержен различным поломкам. Однако, такие турбины сталкиваются лишь с несколькими проблемами:
- Подклинивание лопастей в движении. Такая ситуация может сложиться из-за сильного износа трущихся пар и образовании нагара. Масляные, а также углеродистые отложения мешают плавному движению регулировочного кольца.
- Заклинивание лопаток в одном положении. Это может происходить по причине критического нагарообразования, когда силы вакуума не хватает для движения регулировочного кольца.
- Поломки вакуумного привода поворотных лопастей или клапана управления давлением.
Симптомами поломок считаются подергивание при разгонах, потеря мощности двигателя, увеличение расхода топлива, а также срабатывание индикатора на приборной панели Check Engine.
В компании Турбомикрон рассказали, что ремонт турбин с поломками геометрии выполняется только путем механической чистки и устранения причины перебоев в работе системы, поскольку кроме засора лопаток нагаром, причина плохой работы геометрии может быть в изношенном клапане актуатора.
Настройка и регулировка турбины н а Фольксвагене
Эффективная и правильная настройка и регулировка турбины важна и для эффективности ее работы, и для снижения темпа износа деталей всего механизма, и даже для экономии денег на топливе.
Связано это с тем, что неправильные параметры настройки работы или неправильное (несвоевременное) проведение регулировки турбины непосредственно влияют на весь автомобиль и удобство его управления.
В то время как о некоторых действиях, обычно упоминаемых в инструкции к обслуживанию авто и его механизмов, владелец способен позаботиться самостоятельно, даже без специальных инструментов, опыта и знаний — для большинства из них потребуется внимание профессионала.
Каждый разумный и заботливый автовладелец должен помнить о таких принципах как: своевременная профилактика и обслуживание, а также уклонение от вреда своими действиями. Это верно и для бензинового двигателя, и для дизельного.
Приобрести турбину с изменяемой геометрией можно как в автосалоне или с рук у другого автовладельца, так и через интернет. У каждого варианта есть свои преимущества и недостатки, но успешный результат относительно соотношения цены/качества возможен в каждом случае, отличается лишь затраченное время на поиски предложения.
Цена конкретно изменяемых крыльчаток варьируется от 4000 до 25000 рублей, в зависимости от марки автомобиля, модели турбокомпрессора, бренда и качества (в плане надежности и долговечности) самого товара. Одной из самых заслуженно популярных моделей является турбина Garrett, благодаря своему качеству и доступности в разных ценовых диапазонах.
Стоимость турбокомпрессора с изменяемой геометрией не сильно превышает, а иногда и вовсе не превышает, вариант с ее отсутствием, так как по популярности и распространенности турбина с изменяемой геометрией выше.
Механизм, сталкивающейся с непрерывной нагрузкой и подверженный воздействию продуктов горения топлива и масел, естественно нуждается в периодической чистке для предупреждения поломок и сохранения эффективности работы.
Поломки турбины и их диагностика
Но не лишена такая конструкция и недостатков. К популярным “болезням” турбокомпрессоров добавляется еще и образование нагара, который мешает нормальному функционированию лопаток. Затрудненное или неполное закрытие/открытие лопаток приводит к двум негативным последствиям:
- передув – когда на высоких оборотах лопатки не отбрасываются, создаётся избыточное давление в системе подачи воздуха. В результате такой неисправности обедняется топливная смесь и даже происходит подрыв выпускных клапанов. Двигатель троит и отказывается работать на высоких оборотах;
- недодув – обратная сторона предыдущей проблемы, при которой ярко проявляется турбояма.
Восстановление геометрии турбины
В компании Турбомикрон рассказали, что ремонт турбин с поломками геометрии выполняется только путем механической чистки и устранения причины перебоев в работе системы, поскольку кроме засора лопаток нагаром, причина плохой работы геометрии может быть в изношенном клапане актуатора.
Безусловно, работу по восстановлению агрегата лучше доверить профессионалам. Кроме быстрого определения проблемы и качественного решения, они правильно отрегулируют работу геометрии на специальном стенде. Сделать это в домашних условиях не только трудно, но и чревато дополнительными проблемами. Плюс, специалисты дадут гарантию на свою работу от 1 до 3 лет. Это удобно и надежно.
Описание принципа работы турбокомпрессора на автомобиле: схемы, фото и видео материалы. Основы автомеханики. Описание принципа работы турбокомпрессора на автомобиле: схемы, фото и видео материалы. Основы автомеханики.
Где произвести ремонт турбины с изменяемой геометрией?
Компания «BR TurboRussia», расположенная в Москве, Санкт-Петербурге, Ростове-на-Дону и других городах готова оказать вам квалифицированную помощь в ремонте турбин любого уровня сложности.
В нашем распоряжении имеется большой каталог комплектующих запчастей для замены неисправных деталей устройств разных моделей авто.
Профессиональные сотрудники в короткие сроки проведут диагностику и вернут работоспособность устройству.
Именно поэтому каждый автовладелец должен понимать, что сделать качественную чистку самостоятельно возможно, но далеко не всегда результат таких действий положительно влияет на работу механизма, а в некоторых случаях может и вовсе ухудшать ситуацию.
Принцип работы турбины с изменяемой геометрией и её преимущества
Турбояму можно убрать, установив агрегат с меньшим сечением проточной части. Но на высоких скоростях это станет преградой для набегающего воздуха и только ограничит мощность двигателя.
Вариант с изменяемой геометрией сочетает в себе преимущества узла малого сечения на низких скоростях и большого турбокомпрессора на высоких скоростях. Система работает так:
- вокруг крыльчатки, которую разгоняют выхлопные газы, установлены специальные регулируемые лопатки;
- в момент недостаточного давления газа лопатки изменяют геометрию потока, ускоряя его и повышая производительность турбокомпрессора;
- при регулировке мощности вакуумный клапан плавно регулирует геометрию открытия каналов, обеспечивая оптимальные условия работы двигателя в любой момент времени.
Такой принцип работы позволяет без существенного изменения конструкции двигателя избежать всех недостатков штатных турбин:
- пропадает падение (турбо лага) тяги на малых оборотах;
- снижается расход топлива за счет более полного сгорания;
- снижается рабочая температура выхлопных газов и двигателя;
- увеличивается ресурс двигателя за счет повышения эффективности его работы.
Поломки турбины и их диагностика
Но эта конструкция не лишена недостатков. К популярным «болезням» турбокомпрессоров добавляется образование нагара, мешающего нормальной работе лопаток. Затрудненное или неполное смыкание/разведение лопаток имеет два негативных последствия:
- чрезмерный продув — Когда лопасти не сбрасываются на высоких скоростях, в системе подачи воздуха создается избыточное давление. В результате такой неисправности обедняется топливная смесь, и даже ослабевают выпускные клапана. Двигатель глохнет и отказывается работать на высоких оборотах;
- недодув — это обратная сторона предыдущей проблемы, при которой явно проявляется турбо лаг.
