Монтаж турбины — как правильно установить турбокомпрессор

Многие водители очень часто сталкиваются с проблемой недостаточной мощности двигателя. Особенно часто вопросом об увеличении мощности задаются владельцы отечественных машин, например марки ВАЗ, или старых иномарок. Как ни странно, один из лучших решений на сегодняшний день остается установка турбонаддува. Данный апгрейд, конечно, увеличит потребление бензина, но и мощность мотора возрастет в разы. К тому же нет никакой необходимости обращаться в сервисный центр или на СТО, эту систему вполне возможно установить своими руками.

Турбонаддув

Устройство и принцип работы турбины на дизельном двигателе

Турбокомпрессор — устройство, которое позволяет примерно на 30% увеличить мощность мотора, при этом отсутствует необходимость физически увеличивать объём цилиндров. Такие агрегаты установлены практически на всех современных автомобилях, вне зависимости от типа используемого топлива. Ниже подробнее расскажем об устройстве и работе турбины дизельного двигателя, а также обрисуем минусы этого устройства и самые распространённые поломки.

Как выбрать и установить турбонаддув на автомобиль своими руками

Среди многочисленных автомобилистов мало найдётся таких, кто хоть раз не мечтал об усовершенствовании собственной машины, улучшении разгонной динамики или ощутимой прибавке мощности мотора. Существует масса способов достигнуть этой цели, но наиболее действенный — установка турбонаддува. Благодаря развитию рынка автомобильных запчастей появилась возможность турбирования практически любой модели авто, вплоть до устаревшей «классики» ВАЗ. Причём часть работ владелец способен выполнить своими руками и на этом сэкономить средства, поскольку тюнинг двигателя — мероприятие довольно затратное.

Устройство и особенности турбины

Агрегат состоит из двух устройств — турбины и компрессора. Задача первой преобразовывать энергию выхлопных газов, а второго — подавать сжатый воздух в цилиндры. «Крыльчатки» — главные составляющие части этой системы, представляют собой два лопастных колеса (компрессорное и турбинное).

По своей сути компрессор — это насос, его единственная задача заключается в подаче сжатых атмосферных воздушных масс в цилиндры. Кислород необходим для сжигания топлива, чем больше его поступит, тем больше силовой агрегат сможет сжечь. В результате это приводит к значительному увеличению мощности движка без физического увеличения объёма или количества цилиндров. Система турбонаддува состоит из следующих компонентов:

• корпус компрессора;
• корпус турбины;
• корпус подшипников;
• компрессорное колесо;
• турбинное колесо;
• ось или вал ротора.

В турбонаддуве основным элементом выступает ротор, который защищается корпусом и крепится к специальной оси. И сам ротор, и корпус турбины изготавливаются из термостойких сплавов — это необходимо из-за того, что они находятся в постоянном контакте с газами высокой температуры.

Ротор и крыльчатка вращаются в разных направлениях с большой скоростью — такое решение обеспечивает их плотный прижим друг к другу. Принцип работы в следующем:

1. Отработанные газы поступают в выпускной коллектор.
2. Затем — в специальный канал, расположенный в корпусе нагнетателя, который выполнен в форме улитки.
3. В «улитке» газы разгоняются до большой скорости и подаются на ротор.

Благодаря такому принципу и обеспечиваются вращение турбины. Что касается оси турбонагнетателя, то она крепится на специальных подшипниках скольжения и смазывается за счёт поступления жидкости из моторного отсека. Утечка смазочной жидкости предотвращается благодаря наличию прокладки и уплотнительным кольцам. Кроме того, дополнительную герметизацию обеспечивают смешанные и отдельные потоки отработанных газов и воздуха. Такое технологическое решение не обеспечивает гарантии в 100%, что выхлоп не попадёт в сжатый воздух, однако система этого и не требует.

Процесс самостоятельной установки турбонаддува

Турбонаддув на авто
Для того чтобы поставить этот девайс на двигатель своими руками, нужно прежде всего понять одну вещь, независимо от марки автомобиля, модели турбины и прочих мелочей, принцип работы любого такого агрегата практически идентичен, так что проводимые работы в 95% случаев будут примерно одинаковы.

Ну давайте же начнем, а начать нужно со снятия с двигателя воздушного фильтра и карбюратора. Делается это потому, что патрубок приема устанавливается в то место, где находится карбюратор, а штатная приемная труба от карбюратора попросту удаляется. Также не будет лишним закрепить всю конструкцию нормальными болтами, для большей надежности. Газоотводящий патрубок будет заменен на шпильки коллектора выхлопа, а приемная труба глушителя будет введена снизу.

Теперь нашу турбину надо закрепить на горизонтальном фланце все того же патрубка. Когда эти действия проделаны, в выпускной тракт турбонаддува необходимо ввести законцовку с кольцом уплотнителя для отводящего патрубка (она имеет цилиндрическую форму).

Что касается прямоугольно фланца на патрубке, то он крепится на приемной трубе при помощи медной прокладки. Это дает необходимый показатель жесткости и прочности крепления.

Следующим шагом необходимо соединить патрубок впуска и выпуска воздуха с аналогичной частью компрессора нашей системы. Делается это при помощи соединительного патрубка. Он имеет диаметр в 50 миллиметров и закрепляется при помощи пластиковых хомутов. На выходе из компрессора следует поставить еще один патрубок, но уже алюминиевый. После этого, можно приступить к возврату в систему двигателя его родного карбюратора. Для этого своими руками, с помощью штатных шпилек присоединяем его к горизонтальному фланцу при помощи родной прокладки.

Далее вам нужно демонтировать пластину, которая находится на крышки головки блока, но не перепутайте, их там несколько, а демонтировать нужно именно вторую с правой стороны. На ее место устанавливается приводной кронштейн дроссельной заслонки, которая отвечает за распределение и дозировку воздушных потоков, топлива, а теперь и выхлопа.

Теперь необходимо закрепить газопровод гидровакуумного усилителя. Крепится он на специально предназначенном штуцере входного патрубка. Далее ко всему этому делу присоединяются считывающие датчики приборов, дабы отслеживать показатели системы. В довершение всей работы не забудьте установить на место вентиляционный фильтр и трубу для вентиляции картера.

Турбина на автомобиле

Что ещё входит в систему турбонаддува

Турбина — сложный агрегат, инженерам потребовалось несколько десятилетий, чтобы довести систему до ума. Только на первый взгляд решение компенсировать потери КПД за счёт выхлопных газов кажется простой. Даже после создания устройства у него долгое время наблюдались определённые проблемы.

Например, не удавалось решить проблему турбоямы — задержки после нажатия на педаль газа и запуском ротора. Решение нашлось в виде использования двух клапанов. Один из них использовался для вывода излишек воздуха, а второй предназначался для выхлопных газов. Кроме того, современные турбины имеют изменённую геометрию лопаток, что серьёзно их отличает от подобных устройств второй воловины XX столетия.

Можно выделить ещё одну проблему, которая заключалась в излишней детонации — с ней тоже успешно справились современные инженеры. Проблема заключалась в том, что температура в рабочих секторах цилиндров резко увеличивалась во время нагнетания воздуха, особенно в последней стадии такта. Решение нашлось в установке интеркулера (промежуточного охладителя воздуха).

Стоит ли игра свеч

Многие уверены, что установка турбины – это дело двух часов. Но в результате увеличится продуктивность, а вместе с ней и нагрузки на двигатель – без замены основных элементов не обойтись.

Отзывы говорят, что придется менять форсунки. С турбиной устанавливают более производительные. Также меняют топливный насос, устанавливают новую выхлопную систему – с трубами большего диаметра. Дальше меняют лямбда-зонд. Дополнительно нужно найти подходящее место под монтаж интеркулера. Меняют и поршневую систему, улучшают систему охлаждения. Кроме всего этого, необходимо обеспечить приток масла к турбине, уменьшить степень сжатия ДВС, поменять распределительные валы, установить усиленные опоры двигателя.

Чем более экстремальным будет тюнинг, тем это дороже и труднее. Неприятный сюрприз – индивидуализация почти всего оборудования. Все делается только под одну машину, в единственном экземпляре. А значит, цена установки турбины будет по меньшей мере баснословной (от 100 тысяч рублей, если это ВАЗ). В конце концов станет понятно, что двигатель не походил для всех этих переделок, а ведь сумма за все выйдет в рыночную цену одного или двух б/у турбированных агрегатов.

Но это еще не все. Когда двигатель собран, появляется следующий неприятный момент – оказывается, что на штатном ЭБУ агрегат даже не заведется. Работают такие моторы с дорогими перенастраиваемыми блоками управления. Нужно менять прошивку – говорят отзывы.

Принцип работы

Для начала нужно разобраться с двумя терминами.

Турбоподхват — состояние, при котором быстро вращающийся ротор увеличивает подачу воздуха в цилиндры, благодаря чему повышается мощность силового агрегата.

Турбояма — короткая задержка, которая возникает в работе турбины при повышении количества поступившего топлива во время нажатия педали газа. Задержка появляется из-за того, что ротору необходимо некоторое время, пока газы его не разгонят.

Турбонаддув повышает давление выхлопных газов за счёт более интенсивной работы мотора, но в то же время увеличивается и давление наддува. При достижении критических величин может произойти поломка, а потому этот процесс необходимо контролировать. За регулировку давления отвечают клапана, а мембрана и пружина следят за предельно допустимыми значениями. При достижении определённой величины мембрана открывает клапан для стравливания давления.

Работа турбины на дизельном двигателе нуждается в контроле давления, который осуществляется следующими процессами:

• если поступило слишком много воздуха, компрессор (используя клапан) освобождается от излишков;
• клапан стравливает давление в случаях, когда воздуха поступило слишком много — при этом агрегат работает стабильно и забирает ровно столько воздуха, сколько требуется.

Правила и рекомендации по турбироавнию

Прежде чем заняться установкой турбины на «Ниву», нужно знать несколько рекомендаций. Мотор должен быть бензиновым, а заправлять его следует только высокооктановым горючим. Турбина будет создавать давление до двух атмосфер – за счет этого существенно повысится степень сжатия. Спортивные турбины повлекут за собой огромный расход топлива. Отзывы говорят, что 1,6-литровый мотор станет потреблять от 20 литров на сотню. В гражданской эксплуатации такой тюнинг не нужен.

Правильная установка турбины на карбюраторный мотор даст в результате увеличение тяги, поспособствует повышению динамики и улучшит характеристики разгона. В повседневной эксплуатации возможно даже снижение высокого расхода топлива – время, необходимое на разгон, существенно сокращается. Процесс преодоления подъемов теперь будет осуществляться по другому принципу.

Работа турбокомпрессора на дизельном двигателе

Работа осуществляется по следующие схеме:

1. Компрессор нагнетает сжатый атмосферный воздух.
2. Воздушная масса смешивается с топливом и поступает в цилиндры.
3. Полученная топливно-воздушная смесь воспламеняется, что приводит поршни в движение.
4. Параллельно с этим процессом появляются отработанные газы, которые направляются в выпускной коллектор.
5. Скопившиеся в корпусе газы значительно увеличивают скорость.
6. Вращение переходит (по валу) на компрессорный ротор, он втягивает новую порцию воздуха.

Получается интересное взаимодействие. Ротор вращается быстрее — больше поступает воздуха. Чем больше воздуха поступает — тем быстрее вращается ротор.

Зачем устанавливать турбину

Когда говорят «атмосферный двигатель», то подразумевают обычный двигатель внутреннего сгорания, в который воздух попадает естественным путем без дополнительных приспособлений. Воздух смешивается с бензином или другим топливом, попадает в цилиндр, загорается от искры, в результате чего совершается работа. За счет этой работы машина и едет.

Двигатель, к которому подсоединена турбина, называется турбированным. Впервые автомобили с турбированными моторами появились в середине прошлого века.

Турбина работает за счет выхлопных газов, которые на нее попадают. Вращаясь, она создает давление воздуха, подаваемого в цилиндры, то есть воздух поступает уже не самотеком. Топливная смесь становится более насыщенная воздухом, интенсивнее горит. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя на 10%, а в некоторых случаях и больше.

К недостаткам турбированного мотора относят большую требовательность к качеству масла и топлива. Моторное масло и масляные фильтры надо менять в 2 раза чаще, потому что турбокомпрессор работает при высокой температуре. Для стабильного функционирования устройства надо постоянно следить за воздушным фильтром.

Помимо турбины, для увеличения мощности мотора на него можно устанавливать компрессор, который будет нагнетать воздух. Привод компрессора подключают к коленвалу. Компрессор не повышает температуру, поскольку не использует отработанный газ, но он уменьшает полезную работу мотора.

В целом установка компрессора считается более простой задачей, чем монтаж турбины. Ставя перед собой вопрос, выбирать ли компрессор или турбину, зачастую владельцы авто склоняются к первому варианту.

Минусы турбины на дизельном двигателе

Как и любое устройство, у турбины есть свои положительные характеристики (которые были описаны выше), так и недостатки. К минусам можно отнести в первую очередь увеличенный расход топлива, особенно это касается неправильно отрегулированных агрегатов. Второй минус — чувствительность к качеству топлива, что особенно актуально в российских условиях. Дело в том, что некачественный дизель может привести к детонации. Отметим и другие недостатки:

• общее удорожание двигателя;
• повышенная требовательность к моторному маслу;
• масло и фильтры приходится менять чаще (примерно каждые 5-6 тыс. км);
• нужно часто менять воздушный фильтр;
• ресурс турбины на дизельном двигателе значительно ниже, чем на бензиновом (из-за более высокой температуры выхлопа);
• средний ресурс агрегата составляет 200-250 тыс. км, после чего потребуется замена или, как минимум, капитальный ремонт;
• достаточно сложный ремонт, провести его среднестатистическому автовладельцу самому не получится.

Как установить наддув

Перед установкой турбины важно помнить, что в процессе монтажа нельзя использовать герметики. При воздействии высоких температур они разжижаются, а их частицы могут попасть внутрь турбины. Небольшого кусочка достаточно для полного уничтожения устройства.

Монтаж начинают с замены фильтров – воздушного и масляного, а также промывки смазочной системы. Маслопроводы полностью очищают, а патрубки меняют на новые.

Далее выполняют демонтаж сапуна с его очисткой. Ротор турбины прокручивают для определения силы его вращения. А затем тщательно промывают подающие магистрали и после удаляют масло. Перед установкой, все детали трения турбины тщательно смазывают. Можно использовать обычное моторное масло.

Основные неисправности — признаки и причины

Сразу стоит оговориться, что основная причина поломок — это несвоевременное техническое обслуживание агрегата, его рекомендуется проводить минимум один раз в год. Следующая причина — низкое качество масла, либо его несвоевременная замена. Третья — попадание в устройство посторонних предметов (например, мелких камушков). Наконец, четвёртая — банальный износ отдельных компонентов турбины, ведь у каждого оборудования есть свой срок эксплуатации. Теперь опишем признаки, которые могут говорить о неисправности.

Чёрный дым из выхлопной трубы. Топливо сгорает в интеркулере или нагнетающей магистрали. Скорее всего — неисправность системы управления.

Сизый дым. Возможно, из-за нарушения герметизации турбины масло просачивается в камеру сгорания.

Белый дым. Сливной маслопровод загрязнился, потребуется его чистка.

Повышенный расход топлива. Воздух не доходит до компрессора.

Увеличен расход масла. Нужно проверить стыки патрубков — возможно, нарушена герметичность.

Уменьшение динамики разгона. Скорее всего вышла из строя система управления, из-за чего возник недостаток кислорода.

Посторонний свист, скрежет или шумы. Это может быть изменение зазора ротора, дефект в корпусе, утечка воздуха между двигателем и турбиной, либо загрязнение маслопровода.

Всегда нужно соблюдать правила эксплуатации агрегата — это снизит вероятность появления поломки и продлит срок службы устройства. Следует придерживаться нескольких простых правил:

• следите за качеством топлива и масла;
• не забывайте вовремя менять масло и фильтры;
• начинайте движение только после того, как движок прогреется;
• после прекращения движения нужно дать мотору поработать на холостых, а не сразу его выключать.

И, конечно же, следует регулярно проходить ТО.

Диагностика двигателя и выявление причин поломки турбокомпрессора

Перед установкой восстановленного или нового турбокомпрессора настоятельно рекомендуется провести полную диагностику систем двигателя, в частности следует проверить: систему впрыска топлива, электрооборудование и электронный блок управления, систему выпуска отработавших газов, давление в картере двигателя, а также масляные и воздушные магистрали.

Симптомы поломки могут выражаться в недостатке мощности, повышенном уровне шума при работе, задымлении, потреблении масла выше нормы.

Возможные причины: неисправность системы впрыска топлива, засорение или блокировка воздушного фильтра, повреждение системы выхлопа отработанных газов, неполадки системы смазки.

Если при диагностике не удалось найти причину, требуется провести расширенный поиск неполадки, которыми могут являться: попадание посторонних предметов в турбокомпрессор, нехватка смазки, загрязнение масла, превышение скорости вращения вала турбокомпрессора или его перегрев.

Диагностика и выявление причины поломки очень важны, поскольку неисправность турбокомпрессора нередко является не причиной, а лишь симптомом другой, более глубокой проблемы, связанной с нарушением правильного функционирования систем двигателя, не устранение которой может привести к тому, что и новый турбокомпрессор быстро выйдет из строя.

Что делать, если турбина сломалась

Если обнаружилась неисправность первое, что нужно сделать — провести диагностику. Причём чем раньше, тем лучше. Если вовремя заменить неисправную деталь, удастся избежать более серьёзных проблем. Например — зачастую автовладелец не обращает внимание на лёгкое постукивание думая, что это не имеет значения, в результате через какое-то время приходится покупать новую турбину, хотя изначально можно было обойтись небольшим ремонтом.

Следует отметить, что недостаточно знать, как работает турбина на дизеле — нужно идеально разбираться во всех её компонентах. Только обладая соответствующими навыками, опытом и оборудованием получится провести качественный ремонт. Именно поэтому рекомендуем не пытаться самостоятельно отремонтировать агрегат (можно сделать только хуже), а обратиться в . Специализируемся на ремонте турбин с 1998 года, а потому знаем о них всё.

5 причин обратиться именно к нам:

1. В наличие высокоточное диагностическое оборудование (стенды Bosch и Delphi);
2. В штате — специалисты с большим практическим опытом подобных работ.
3. Быстрый ремонт в течение дня без потери в качестве.
4. Используем только оригинальные комплектующие и ремкомплекты.
5. Предоставляем официальную гарантию на комплектующие и выполненный ремонт.

При первых признаках дефекта — обратитесь к нам. Установим причину неисправности и предложим эффективный, экономичный способ её решения.

источник

Как проверить снятую турбину?

Особенности диагностики снятой турбины:

1. Наличие трещин в коллекторе горячей крыльчатки можно определить после разбора агрегата.
2. На ощупь можно определить выработку подшипниковых элементов скольжения, а также втулок вала. Для этого агрегат надо пошевелить в разные стороны, но данный метод диагностики неточен, поскольку люфт может иметься на новом устройстве. Точно определить этот нюанс сможет только опытный специалист, рядовому автомобилисту это сделать проблематично.
3. Обращается внимание на продольные и осевые люфты. В идеале люфт должен быть не более 1-2 мм. Если он больше, агрегат подлежит ремонту.
4. Вращение элементов турбины должно быть плавным, заедания не допускаются.
5. Если демонтированный агрегат сухой, то люфт будет большим. Когда устройство наполнится моторной жидкостью, смазка создаст давление, поэтому зазор должен быть практически незаметен. Если агрегат в смазочной жидкости, то турбина подлежит замене.
6. Выполняется диагностика внутренних поверхностей турбины. Если на стенках имеются повреждения, это говорит о том, что поверхности царапаются крыльчаткой.
7. Наиболее точный результат позволит дать диагностика геометрии агрегата с помощью специального стенда.

VLADIMIR PROKUDIN подробно рассказал о диагностике турбокомпрессора в гаражных условиях без геометрии.