Принцип работы клапана управления турбиной вольво

Обновлено: 05.05.2024

Что такое клапан управления турбиной и как он работает

Для полноценного функционирования турбины в двигателе автомобиля, нужен специальный клапан, который поддерживает надлежащий уровень давления в воздушной и жидкой среде. Без этого устройства двигатель машины может выйти из строя. Поэтому важно понимать особенности работы данного механизма. В этой публикации мы расскажем, что такое клапан управления турбиной и как он работает.

Содержание

Что такое клапан управления турбиной

Мощность, создаваемая двигателем с турбонаддувом напрямую связана с количеством воздуха, который заполняет цилиндры. Другие переменные, такие как температура, влажность, время зажигания и т.д., влияют на количество наддува.

Помимо этого, повышение давления наддува является очень простым и эффективным способом увеличения объема воздушного потока в двигатель, тем самым, увеличивая выходную мощность.

Клапан управления турбиной

Хотя увеличение наддува является простым способом получения мощности, это следует делать разумно и с пониманием механических ограничений двигателя. Поэтому важно использовать датчик наддува (клапан управления турбиной, буст-контроллер). Если не применять данный механизм, неконтролируемое повышение уровня наддува приведет к увеличению механического и термического напряжения на всех компонентах двигателя. В большинстве случаев увеличение наддува на 10-20% вполне безопасно.

Как работает клапан управления турбиной

Все двигатели с турбонаддувом имеют ту или иную форму заводского контроля наддува, и все они работают на пневматической системе. Чтобы понять, как работает буст-контроллер, для начала нужно взглянуть на эту систему. Давление наддува определяется перепускным клапаном, который на большинстве заводских турбин встроен в корпус турбины.

Назначение перепускной заслонки состоит в том, чтобы выпускать контролируемое количество выхлопных газов, чтобы поддерживать скорость вращения вала турбины, а, следовательно, и наддув, под контролем. Если бы не клапан, давление наддува продолжало бы быстро подниматься до катастрофических уровней. Клапан управления турбиной установленный на турборежиме (за исключением внешних систем заслонки), является частью пневматической системы, которая управляет заслонкой.

Давление нагнетания подается к приводу через небольшой шланг из выпускного отверстия компрессора, образуя тем самым контур управления. По мере повышения давления наддува, это давление начинает открывать задвижку через привод, чтобы замедлить наращивание наддува, пока не будет достигнут установленный уровень.

При правильном подключении к шлангу, который питает привод заслонки, буст-контроллер «отбирает» измеренное количество воздуха (заданное регулировочным винтом наверху), чтобы снизить давление в шланге.

Виды клапанов

Электромагнитный клапан управления турбиной представляет собой электромеханическое устройство, которое открывает или закрывает проходные сечения. Используется для регулировки потока воздуха. Электромагнитный буст-контроллер характеризуется рабочим давлением, рабочей средой, температурой работы, температурой окружающей среды, ресурсом и опцией клапанов.

Байпасный (внешний) клапан зачастую встраивается в мощных автомобилях (от 400 л.с.), для установки понадобится перекрестная труба или же изменение части коллектора.

Внутренний клапан используется во многих автомобилях с дизельным турбодвигателем. Чтобы достичь нужного давления, заслонка данного механизма приоткрывает поступление отработанных газов, а для набора таких газов закрывается.

Volvo XC90 "Живая сталь" › Бортжурнал › Принципы управления наддувом, неисправности…

Речь пойдет об управлении бензиновой турбиной Mitsubishi TD04L-14T и ее модификаций. Недавно столкнулся с передувом, машина становится ватной, пропадает тяга, перестает полноценно работать турбина, соответственно вылезает ошибка по передуву. И так, что с этим делать и как бороться. Первое и самое простое, что нужно выполнить-это пошевелить вестгейтом,

для этого садим за руль помощника, просим, что бы погазовал, сами наблюдаете за ходом штока калитки. Шток ходит-все в норме! Шток не ходит-неисправен сам бочонок вестгейта, либо тройник управления. Проверяем все шланги управления наддувом, их там 4 штуки,

снимем почередно и продуваем. Два шланга от тройника свободно продуваются, так как они имеют связь с атмосферой, но третий подсоединен к бочонку привода калитки вестгейта, он должен держать давление, в противном случае внутри порвало мембрану. Таким же способом проверяем герметичность мембраны байпаса, расположенного на холодной улитке. Его задача при резком сбросе газа защитить лопатки турбины от помпажа, который происходит при резком закрытии дросселя, крыльчатка начинает качать в стену, нагружая лопасти. При резком сбросе газа коллектор переходит в режим вакуума, тем самым открывая байпас и стравливая давление в дотурбинную зону, если этого не происходит, то машина регистрирует резкое увеличение давления, что и приводит к возникшей неисправности. Нужно добавить, что от перегруза турбину дополнительно защищает вестгейт, расположенный в горячей части, о чем я говорил ранее(калитка приводимая в движение), он же наоборот управляется давлением, создаваемым самой турбиной и управляемым с помощью клапана тройника, но это не основная его задача… основная заключается в регулировке самого давления на впуске в тот или иной момент на том или ином режиме движения автомобиля, калитка приоткрывается на нужную величину. Зачастую проблема может быть в самом тройнике, тк он имеет хитрый алгоритм работы, об этом чуть позже…
Конкретно в моем случае неисправность крылась в мембране байпаса. Заказываем ремкомплект у китайцев,

6.15 Система турбонаддува - общая информация

Система состоит из турбокомпрессора с водяным охлаждением, промежуточного охладителя (Intercooler) и системы управления наддувом (MPFI Turbo).

Схема функционирования системы турбонаддува

Воздух, пройдя воздухоочиститель, попадает в турбокомпрессор, после сжатия в котором, охлаждается в теплообменнике промежуточного охладителя (Intercooler), после чего подается в корпус дросселя и далее, - во впускной трубопровод и цилиндры двигателя.

Для демпфирования быстрого изменения давления при резком закрывании дроссельной заслонки в обход нее предусмотрен специальный перепускной канал. При резком нарастании глубины разрежения при закрывании заслонки воздух по данному каналу поступает на вход компрессора. Применение такой системе позволяет в значительной мере снизить уровень шумового фона во время торможения двигателем.

Система управления наддувом (MPFI Turbo) состоит из датчика давления воздуха, блока управления, управляющего электромагнитного клапана, диафрагмы привода перепускного клапана и собственно клапана сброса давления, обеспечивающего перепускание газов мимо турбины. Датчик давления воздуха снабжает блок управления информацией о давлении во впускном трубопроводе.

Конструкция турбокомпрессора

Регулировка давления наддува

Назначение перепускного клапана сброса давления

С увеличением частоты вращения коленчатого вала (при сходных положениях дроссельной заслонки) увеличивается расход отработавших газов, что, в свою очередь, приводит к росту оборотов вала турбины (приблизительно с 20 000 до 150 000 в минуту) и, соответственно, - давления наддува. Рост давления наддува может привести к детонационному сгоранию воздушно-топливной смеси (дизель-эффект) и, как следствие, - возрастанию тепловой нагрузки на днища поршней, что чревато повреждением внутренних компонентов двигателя. С целью ликвидации подобного эффекта компрессор оборудован специальным клапаном сброса давления, обеспечивающего перепускание газов в обход турбины.

Схема функционирования клапана сброса давления

Турбокомпрессор получает масло из системы смазки двигателя. Как только частота вращения вала турбины достигает нескольких тысяч оборотов в минуту, подшипники вала “всплывают” на масляном клине, образующемся как с внешней, так и с внутренней стороны подшипниковой сборки. Кроме смазки подшипников масло обеспечивает также дополнительный отвод тепла от турбокомпрессора.

Схема смазки турбокомпрессора

С цель повышения срока службы и надежности функционирования турбокомпрессора в его корпусе предусмотрена водяная рубашка охлаждения. Охлаждающая жидкость поступает по соединительным шлангам из водяной рубашки двигателя. После отбора тепла от турбокомпрессора рабочая жидкость направляется в расширительный бачок системы охлаждения.

Система промежуточного охлаждения воздуха

Схема функционирования системы промежуточного охладителя системы турбонаддува

Схема подключения теплообменника промежуточного охладителя системы турбонаддува

Конструкция теплообменника промежуточного охладителя (Intercooler) системы турбонаддува

Схема подключения радиатора промежуточного охладителя системы турбонаддува

Конструкция насоса промежуточного охладителя

Мощность которого составляет порядка 28 Вт при открывании дроссельной заслонки менее чем 80% и 50 Вт при большем открывании заслонки. Данная схема реализована с целью экономии затрат мощности.

Клапан перепускания воздуха в система наддува

Как уже говорилось выше, при резком закрывании дроссельной заслонки в системе впуска воздуха может возникать низкочастотный гул. С целью минимизации звукового фона при торможении двигателем в тракт системы турбонаддува включен специальный перепускной клапан. Клапан срабатывает под воздействием разрежения, возникающего за дроссельной заслонкой при резком ее закрывании, в результате воздух из дроссельной камеры перенаправляется на вход компрессора.

Конструкция перепускного клапана сброса давления

Нарушения функционирования системы турбонаддува могут приводить к следующим последствиям:

При повышенном давлении наддува:

a) Детонация воздушно-топливной смеси.

При заниженном давлении наддува:

При утечках масла:

e) Повышенный расход масла;
f) Образование белого дыма на выходе системы выпуска отработавших газов.

Потратили кучу времени и более 50 000 рублей, а дело было в мелочи. Volkswagen Сrafter TDI 2,5. Ошибка недодув турбины.

Сегодня статья об одной интересной неисправности с которой я столкнулся. Автомобиль Volkswagen Сrafter TDI 2,5. ошибка Р0299 (000665 ВАГ) недостаточный надув турбины проще говоря. В этой статье: расскажу о неисправности из-за которой люди потратили много денег и времени, а дело было совсем в другом. Также расскажу о диагностики системы надува, устройство турбины, её компоненты и их проверка. На разных автомобилях разная система управления турбиной, но общий принцип один, сегодня я расскажу на примере данного автомобиля, если у Вас есть вопросы по Вашему автомобилю, пишите в чат, ссылка внизу будет. Если Вам интересно устройство, методы диагностики и компоненты системы надува, то дочитайте до конца, статья как обычно объемная.

История такая: это было около года назад, я уже не работал, но мне позвонил бывший директор и попросил попробовать помочь.С этими автомобилями я очень мало работал, а за дизеля вообще старался не браться. Старался работать по узконаправленной специальность, а именно диагностика бензиновых двигателей. Несмотря на отсутствие опыта и знаний я решил помочь. Так как мы в хороших отношениях я не отказался. А вдруг найду? И так Volkswagen Сrafter TDI 2,5 машина государственная и постоянно в дороге. Проблема заключается в том, что при продолжительной езде машина перестаёт тянуть, обороты падают до 2200 и при продолжении поездки выскакивает ошибка Р0299 (ВАГ номер 000665) недостаточный надув в системе, иначе говоря проблема с турбиной. Эта ошибка может быть из-за многих причин:

1) Турбина - картридж турбины или колесо турбины(износ или повреждение лопаток).
2) Геометрия турбины - износ механизма, геометрия клинит, нагар.
3) Управление геометрией турбины: клапан или активатор, привод пневмоклапана.
4) Датчик давления надува - неверные данные выдаёт.
5) Датчик массового расхода воздуха - неверные данные выдаёт.
6) Система EGR, а точнее клапан, возможно заклинил в открытом положении.
7) Герметичность выпускной системы - частая проблема трещина выпускного коллектора.
8) Герметичность воздуховода - бывает повреждается патрубок или просто слетает, который идёт от турбины до впускного коллектора(дросселя).
9) Аварийный режим. Например забит сажевый фильтр и ЭБУ переходит в аварийный режим ограничивая обороты.

Теперь о ходе диагностики и по каждому пункту отдельно.

Я сразу спросил, что делали, что проверяли?

1) Поменяли картридж(колесо) турбины.

У картриджа могут быть изношены или формированы лопатки, может быть течь масла. Если течи масла нет, то проверяется состояние лопаток и наличие или отсутствие люфта. Когда они мне показали старый картридж, я спросил зачем меняли? Его состояние было отличное. Клиент попросил заменить, заменили. Не помогло естественно.

2) Заменили датчик абсолютного давления.

Датчик устанавливается непосредственно между турбокомпрессором и впускным коллектором. Он служит для контроля за давлением наддува и по его показаниям электронный блок управления делает выводы о потребностях силового агрегата в нагнетаемом воздухе и давлении. Эти датчики очень надежные и редко выходят из строя, но очень часто их "забивает" сажей или масляными отложениями и он обрастает таким наростом как на фото. Его можно промыть спиртовым раствором или специальными очистителя. Мыть его очистителем карбюратора нельзя, в нём тонкая мембрана и агрессивная химия ей на пользу не пойдёт. Хотя они не так чувствительны как ДМРВ с их плёнками, но тем не менее.

В данном случаи замена датчика результата не дала.

3) Заменили ДМРВ.

Данный датчик всем известен и в представлении не нуждается. В данной системе он также играет очень важную роль. По его не верным показателям ЭБУ также может некорректно "видеть" расход воздуха и посчитать, что система не работает. На данном автомобиле стоит термоанемометрический датчик HFM‑5 производства Bosch и его можно проверить также как на автомобилях ВАЗ, вот статья как проверить.

Не понял я по каким критериям диагност его приговорил, но датчик заменили и результата не было.

4) Заглушили EGR.

Было предположение, что клапан EGR заклинил в открытом или приоткрытом положении, что и вызвало проблему. На дизельных автомобилях клапан егр часто вызывает проблемы, он обрастает сажей, клинит. Многие автовладельцы его просто глушат, но просто глушить не желательно. Необходимо программно(перепрошить) исключить его если решили заглушить. Для того, чтобы его заглушить вырезают пластину из металла и глушат в этом месте(на фото). Как это сделать на разных автомобилях информации в интернете море.

EGR заглушили результата нет! Только появилась соответствующая ошибка.

5) Проверили герметичность впуска и выпуска.

Проверили выпускной коллектор, он целый, трещин нет, прокладка целая. Проверили воздуховод, все патрубки от турбины до интеркулера и от интеркулера до впускного коллектора(дросселя). Если будет трещина или повреждение прокладки выпускного коллектора, то в этом месте будут потери и ЭБУ может фиксировать ошибку, осмотрите хорошо район выпускного коллектора если он будет негерметичный, то увидите следы сажи. Также может возникнуть проблема если система от турбины до впускного коллектора будет негерметична, датчик абсолютного давления покажет, что давление ниже так как через порванный патрубок к примеру будет выходить воздух. Хорошо осмотрите патрубки, а лучше дымогенератором проверить систему.

6) Заменили клапан управления пневмоприводом геометрии турбины.

Данный электроклапан отвечает за управление пневмоклапаном, который в свою очередь управляет геометрией турбины. Он может стоять отдельно от турбины, а может стоять на ней в сборе с пневмоклапаном, пример на фото. К клапану подходят вакуумный трубки, при увеличении оборотов ЭБУ меняет скважность клапана и за счет вакуума управляет пневмоклапаном и двигает заслонки в геометрии турбины. За счет этого изменяется количество нагнетаемого воздуха. Что такое геометрия и как работает чуть ниже. Сам клапан может выйти из строя, а может быть проблема в вакуумных трубках. Может не создаваться вакуум например из-за неисправного вакуумного насоса, также проблема может быть в самой трубке, слетела со штуцера или просто порвалась. Для диагностики нужно понять работает система управления или нет. Двигатель работает на ХХ, открываете капот и смотрите на шток пневмоклапана, Ваш помощник начинает поднимать обороты двигателя, шток пневмоклапана должен начать плавно без рывков двигаться, если он стоит на месте при больших оборотах, то тогда можно проверять систему. Если у Вас нет под рукой вакуумного насоса, то можно частично проверить "руками". После того как заглушили ДВС при герметичной вакуумной магистрали в системе должен сохраниться вакуум. Снимите подводящую трубку с элетроклапана и Вы услышите свист это система набирает в себя воздух. Если это произошло, то значит вакуумная магистраль(трубки) целые и вакуум есть. Но тем не менее проверяем дополнительно. Снятую трубку затыкаем пальцем и запускаем мотор(осторожно только будьте с приводными ремнями и горячими элементами ДВС!), если палец "присосала" трубка значит вакуум создаётся. Далее одеваем трубку на место и снимаем трубку от электроклапана на пневмоклапан и проверяет при повышении оборот появляется ли вакуум. Если вакуума нет значит проблема в электроклапане или управлением с ЭБУ(например проблема с проводкой). Если вакуум есть к пневмоклапану, то проверяем ходит ли шток пневмоклапана, на него нужно нажать(усилие приличное), если шток ходит, то проблема в пневмоклапане(порвалась мембрана), а вот есть шток не ходит значит либо он закис, либо заклинила геометрия турбины.

Ребята похоже я не понятно объясняю, вроде пишу, что в голове, а для не знающего человека возможно это набор слов, извините, не умею грамотно писать и формулировать мысли. Если есть вопросы, то пишите!

Замена электроклапана и проверка всей этой системы эффекта не дала, вроде всё работает!

Выслушав всё договорились на день когда клиент сможет приехать и мне смогут предоставить всё необходимое диагностическое оборудование.

В этот день, я взял три сканера: Максисис, Васю, Лаунч. Почему три? Встречал на коммерческих ВАГах, что не все сканеры могут отображать реальную информацию. Поэтому для надежности проверил с разных сканеров. Убедившись, что все сканеры показывают одинаково подключил Максис выбрал канал по надуву и начал смотреть текущие и заданные параметры и мы поехали. Через километров 15, автомобиль перестал тянуть и обороты упали до 2200 об, потом на 2000. Водитель пытался ехать и через 3 км появилась та самая ошибка, больше никаких. Странно подумал я так как отклонений по давлению я не увидел. Остановились. я сбросил ошибки, но автомобиль ехать так и не захотел, т.е. ситуация сбросом ошибок не решается, а значит есть текущая неисправность, которую видит ЭБУ. Попросил открыть капот и погазовать, шток чуть сместился и всё, ну это и понятно обороты то всего 2000. Водитель говорит: "нужно заглушить на 5 минут и дальше можно ехать". Действительно, перекурив запустили мотор и автомобиль полетел. Начал открывать разные каналы, посмотрел скважность, посмотрел давление топлива, вдруг ТНВД не давит и авто уходит в аварию? но ведь ошибка по давлению топлива должна быть! Посмотрев все эти параметры не увидел отклонений и автомобиль опять сбросил обороты. Посмотрел показания по датчикам температуры и дифференциального давления в выпуске и показания датчиков кислорода, сделал вывод, что сажевый фильтр не забит, тем более заданные и текущие параметры совпадают - значит и ЭБУ не видит проблему.

А вдруг на ходу в определённый момент управление пневмоклапаном перестает работать? Это тоже проверил механическим насосом, принудительно двигая шток. Результат ноль. Я так и не нашел в каком параметре отклонение после чего падают обороты - и это была моя ошибка, почему? Чуть ниже.

Хоть я не увидел проблемы с надувом, но всё таки решил еще раз всё проверить сам. Ошибка то именно по надуву, других нет. Вдруг сканер всё таки отображает текущее давление не верно? Хотя это большая редкость, но проверить надо было. Автомобиль загнали в бокс, он остыл и я первым делом проверил все датчики. Проверил герметичность впуска и выпуска дымогненератором, все хорошо. Проверил вакуумные трубки и работу вакуумного насоса. Подцепил ручной вакуумный насос и проверил ход штока пневмоклапана, всё хорошо. Еще раз проверил высокое давление топлива, все хорошо. Осмотрел старый картридж турбины, на вид в отличном состоянии. Поговорил с диагностом, который работал с автомобилем, спросил зачем забраковали датчики, клапан, картридж и т.д. внятного ответа не получил, что-то сами решили поменять, что клиент привёз. Как-то так. Решил снять турбину и осмотреть геометрию. Разобрал турбину и первым делом увидел, что её неправильно отрегулировали. На турбине есть регулировочный болт для геометрии, если собрать турбину, и передвинуть шток в рабочее положение на ХХ, то на данном авто заслонки геометрии должны быть практически закрыты, а они были наполовину открыты! Я обрадовался, так как тут явная проблема из-за которой надув будет недостаточный. Также геометрия была вся в саже и плохо двигалась.

Я всё отмыл, собрал, отрегулировал так, чтобы лопатки геометрии были в нужном положении.

Для чего вообще нужна геометрия?

Принцип работы турбины с изменяемой геометрией крыльчатки основывается на регулировании потока отработавших газов, направляемых на колесо турбины. Регулировка позволяет подстраивать проходное сечение для потока отработавших газов под режим работы двигателя.С помощью таких лепестков, можно поднять скорость вращения турбины не изменяя объем поступающих газов. На высокой скорости компрессор наоборот раздвигает лепестки. Это предусмотрено для поддержания безопасного давления внутри системы и исключения перегрева.

На данном автомобиле получилось так, что лопатки при работе на ХХ и малом газе уже были открыты достаточно сильно, чтобы давление надува значительно упало. Когда собирал всё на место меня посетили мысли, а почему лопатки приняли такое положение? Проблема была в старом картридже и когда ставили новый нарушили геометрию и поэтому не было результата? Почему надув был недостаточный на большой скорости, ведь тогда лопатки открыты? А должна быть проблема только в переходе с малого на средний режим по оборотам? Мыслей было много разных, но неисправность была и была явной. Я собрал всё на место и поехали испытывать авто. Результата ноль, примерно через 20 км автомобиль опять сбросил обороты и ушел в аварийный режим, выскочила старая ошибка. Давление есть, давление в норме, почему уходит в аварийный режим и выдаёт ошибку по недостаточному надуву?!

Вернулись на базу и так как мне нужно было ехать в другой город, поиск неисправности отложили на 4 дня. Пока меня не было, они нашли специалиста из соседнего крупного города и тот попросил скинуть ему некоторые параметры. Они ему скинули и он сказал: "а что Вы хотите сажевый фильтр то забит! Вот и уходит в аварию. Вырезайте фильтр, глушите ЕГР и везите ЭБУ мне, я Вам программно уберу сажевый и ЕГР".

Мой знакомый позвонил мне и рассказал об этом. На что я ему ответил: "Если он специалист по дизелям значит знает что говорит, я проблемы в сажевом фильтре не увидел, но я могу быть не прав". Они отправили ему ЭБУ и удалили сажевый фильтр, а ЕГР и так был заглушен. Я вернулся домой, позвонил ему и узнал, что ЭБУ еще не вернулся. Через дней 5 он позвонил и сказал, что им всё сделали, блок приехал назад и взяли 12000 рублей. Будут пробовать. На следующий день звонит и говорит: "не помогло, опять не едет". Позвонили тому специалисту на что он им сказал: ну значит проблема не в этом, привозите автомобиль мне и будем смотреть". Отправлять авто в другой город неизвестно насколько было сомнительное решение и продолжили поиски. Я взял сканер и мы опять поехали кататься. Я стал открывать различные каналы с параметрами и опять всё проверять, чудес то не бывает, ЭБУ что-то видит после чего ограничивает обороты.

Чтобы не тратить время водителя, решили автомобиль оставить на базе. Сел за руль и держал автомобиль на повышенных оборотах, пока не уйдёт в аварию. Через минут 20 он сбросил обороты, я продолжаю пытаться педалью газа их поднять, но без результатов, через минут пять появилась ошибка. Я стал делать скрины с параметрами в разных каналах до и после неисправности и сел их изучать. Тут я увидел, что температура топлива поднимается до 85 градусов и после этого автомобиль уходит в аварию. Решил этот момент проверить. Как только температура топлива перевалила за 85 градусов обороты упали - ошибок нет. Снимаю разъем с датчика и автомобиль опять работает как надо, одеваю разъем на место и опять обороты ограничены. Температуру показывает 85 гр, трогаю шланг и по ощущениям температуры такой нет. Взял пирометр, он показывает 47 гр, хотя тут его показания не точны, но не почти в два раза!

Как самому отремонтировать и настроить актуатор турбины

Турбонаддув сегодня является одним из самых распространенных способов, который позволяет существенно увеличить мощность бензинового или дизельного двигателя без увеличения рабочего объема силового агрегата. Установка турбокомпрессора также является более эффективным решением по сравнению с механическими нагнетателями.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что лучше, турбина или компрессор. Из этой статьи вы узнаете о преимуществах и недостатках указанных способов увеличения мощности силовой установки.

Основой турбонаддува является подача воздуха в цилиндры ДВС под давлением. Чем больше воздуха удается подать в мотор, тем большее количество топлива получается сжечь. Гражданские версии турбомоторов имеют не слишком большой наддув, которого достаточно для достижения необходимых показателей. Вполне очевидно, что для достижения максимальной производительности на двигатели устанавливаются турбины, которые способны обеспечить высокое давление. В этой статье мы поговорим о том, для чего нужен актуатор на турбине, каков принцип работы актуатора турбины, а также как производится проверка актуатора турбины и настройка данного элемента.

Актуатор турбины: особенности работы

Работает вестгейт по следующему принципу: если обороты двигателя высокие, в результате чего растет давление отработавших газов и давление надувочного воздуха, тогда открывается клапан. Его открытие перенаправляет часть выхлопных газов в обход турбинного колеса.

Так происходит в том случае, когда турбинное колесо раскручивается выхлопными газами до слишком высоких оборотов, в результате чего актуатор инициирует срабатывание обходного клапана, то есть отработавшие газы проходят мимо турбинного колеса. Получается, вестгейт попросту не позволяет турбонагнетателю раскручиваться до максимума под действием слишком сильного потока выхлопа на высоких оборотах мотора.

Добавим, что турбомоторы с завода изначально точно настроены. Во время тюнинга ДВС или установки турбонаддува на атмосферный мотор актуатор необходимо настраивать отдельно. Настройка и регулировка актуатора турбины является важным моментом, так как от нормальной работы системы зависит исправность двигателя и турбокомпрессора. Вестгейт желательно настраивать при помощи спецоборудования, но также это можно сделать самостоятельно, о чем мы расскажем ниже.

Распространенные неисправности вестгейта

Теперь давайте поговорим о частых неисправностях, при которых неизбежна замена актуатора турбины или требуется ремонт данного элемента. Начнем с того, что причин для выхода из строя указанной детали несколько. Прежде всего, ломаются электронные компоненты, возможны неисправности электромотора, а также происходит поломка зубьев шестерней привода клапана.

В ряде случаев проблема устраняется после диагностики в специализированных сервисах по ремонту турбин. Специалисты проводят проверку работоспособности контроллера, выполняют целый ряд тестов. Частой неисправностью, которую помогает устранить ремонт актуатора турбины без замены, является вышедшая из строя манжета (мембрана актуатора турбины).

Рекомендуем также прочитать статью о том, какое устройство имеет турбина дизельного двигателя. Из этой статьи вы узнаете об особенностях турбокомпрессоров для силовых агрегатов данного типа.

В полседнем случае к поломке приводит значительный пробег и естественный износ деталей, в результате часто указанная манжета повреждается. Для устранения необходимо снять актуатор турбины, после чего из корпуса вынимается старая мембрана. Далее поверхности следует обезжирить, после чего новая манжета приклеивается клеем к корпусу с двумя колпачками и дополнительно проходит процесс круговой завальцовки. Затем производится настройка актуатора турбины.

Как отрегулировать актуатор турбины

О необходимости регулировки вестгейта говорит появление узнаваемого дребезга в месте установки турбокомпрессора в тот момент, когда двигатель глушат. Также вибрации и дребезжание появляется при пергазовках, в момент сброса газа. Такой дребезг появляется в результате того, что шток актуатора начинает болтаться, сам дребезжащий звук создает «калитка» регулятора. Еще на проблемы с актуатором укажет недостаточный наддув воздуха в том случае, если с герметичностью на впуске и другими элементами системы турбонаддува никаких неполадок не было обнаружено.

Еще хотелось бы добавить, что многие водители прибегают к манипуляциям с вестгейтом не только по причине неполадок, но и в целях увеличения производительности и повышения давления наддува, то есть реализуют своеобразный тюнинг системы.

Для того чтобы увеличить давление, существует несколько доступных вариантов. Самым простым считается замена пружины регулятора. Чем большую упругость имеет пружина, тем большее давление будет выдавать турбина до момента срабатывания клапана.
Еще одним вариантом выступает затяжка или послабление конца регулятора, что непосредственно влияет на открытие и закрытие заслонки. Если конец расслаблен, тогда тяга клапана удлиняется, затягивание приведет к укорачиванию. Чем короче тяга, тем плотнее будет закрываться заслонка. Соответственно, для открытия потребуется большее давление и временной промежуток. Это позволяет турбине выходить на высокие обороты, причем происходит это достаточно быстро.
Третьим вариантом для увеличения наддува является буст-контроллер. Данный механизм представляет собой соленоид, который способен подменить реальные данные по давлению. Такое устройство ставится перед актуатором, главной задачей является снижение показателя давления, от которого зависит работа вестгейта. Буст-контроллер фактически частично перепускает воздух, что не позволяет актуатору оценивать реальное давление.

Для настройки и регулировки вестгейта необходимо добраться до регулировочной гайки. Сделать это можно после снятия турбины. Также на некоторых автомобилях доступ можно получить не снимая турбокомпрессор. Достаточно добраться до места установки байпаса. Подтягивание указанной гайки позволяет укоротить шток, в результате чего «калитка» будет закрыта сильнее. Чтобы выполнить данную работу, желательно заранее снять катализатор. Это позволит на глаз определить степень закрытия актуатора. Для настройки необходимо иметь ключ под регулировочную гайку (подходит ключ на 10) и плоскогубцы. Весь процесс представляет собой следующие действия:

в самом начале со штока снимается скоба, далее ключом ослабляется гайка;
затем плоскогубцами подтягивается регулировочный винт вестгейта. Делать это нужно против часовой стрелки;
подтяжка происходит до того момента, пока калитка не окажется полностью закрытой;

Завершением процесса регулировки можно считать затяжку гайки ключом на 10, а также установку скобы на место. В результате после такой настройки актуатор должен иметь максимальную степень закрытия. После можно запустить двигатель и проверить работу устройства на разных режимах работы ДВС. Посторонних звуков от вестгейта на перегазовках и при глушении мотора быть не должно, давление наддува также прогнозируемо достигает желаемых показателей.

Электрический актуатор турбины

Сегодня многие водители стараются усовершенствовать базовые характеристики автомобиля без кардинальных вмешательств. Улучшить тяговые характеристики машины можно с помощью турбонаддува. Больший объем сожженного топлива увеличивает давление и количество выхлопных газов. Поэтому для корректной работы двигателя требуется сброс повышенного давления воздуха. Эту задачу как раз и решает актуатор турбины. По факту, это промежуточное звено между турбокомпрессором и двигателем.
На сленге у автолюбителей актуатор может также называться вестгейт или вакуумный регулятор.

Принцип работы актуатора весьма прост. При увеличении скорости мотор начинает работать на повышенных оборотах. Давление выхлопного газа растет и появляется необходимость провести его мимо колеса турбины. В этот момент и вступает в работу актуатор, открывая клапан и пропуская отработанные газы через себя, тем самым позволяя закачать больше воздуха в клапаны.

Распространенные неисправности актуатора турбины

Со временем актуатор турбины может ломаться. В некоторых случаях его придется полностью менять. Вот наиболее распространенные причины неисправностей:

Повреждение или загрязнение одного из механизмов электронного регулятора.
Чаще всего поломка случается с воздуховодом, воздушным фильтром, клапаном EGR. В случаях, когда ломается выпускной коллектор или случается поломка в поршневой группе, это приводит к выходу из строя механизма изменяемой геометрии, и в результате — к неисправности всей механической части турбины.
Некорректная работа двигателя автомобиля.
Производители машин устанавливают отметки от минимального до критического уровня «наддува». При достижении максимального давления, на приборной панели загорается предупреждающая лампочка. В таком случае мы рекомендуем обратиться за квалифицированной помощью.
Нестабильное давление наддува.
При правильной работе турбонаддува, во время турбо-ускорения автомобиль должен плавно и стремительно ускоряться, и также замедляться. Если процесс происходит рывками, это может говорить о засорении задней части актуатора.
Увеличение расхода топлива.
При неисправности актуатора, часть топлива не сгорает и выбрасывается через выпускную систему.
Поломка зубьев шестерней привода.
Это приводит к сложностям при открытии и закрытии клапана.
Выход из строя электромотора.
Он отвечает за корректную работу створки. В результате поломки система не функционирует должным образом.

Проверить исправность актуатора турбины можно как на самом автомобиле, так и предварительно его демонтировав. Для начала запускаем двигатель и газуем на месте. В какой-то момент шток актуатора начнет двигаться. Важно запомнить на каких оборотах турбокомпрессор начал срабатывать — это будет вашим ориентиром для дальнейшей проверки исправности. Мы советуем периодически проводить диагностику актуатора, даже если поводов для волнения нет.
Незначительная поломка турбины постепенно ведет к чрезмерному нагреву подшипников, что может вылиться в полную неисправность агрегата.

Настройка актуатора турбины

После установки актуатора на турбину необходимо произвести настройку. Если этого не сделать или сделать неправильно, то во время работы двигателя и при его остановке, появятся лишние вибрации в системе. Кроме того, недостаточный наддув также сигнализирует о неправильной настройке актуатора.

Произвести настройку можно тремя способами:

Пожалуй, самый простой вариант — заменить пружину на более жесткую. Упругая пружина выдает большее давление турбины до момента срабатывания выпускного клапана.
Регулировка конца регулятора.
Такое действие влияет на плотность закрытия заслонки. Если конец регулятора расслаблен, то тяга клапана удлиняется. Если подтянуть — укорачивается. Соответственно, чем она меньше, тем плотнее будет примыкать заслонка. Такие манипуляции позволят турбине выйти на более высокие обороты быстрее.
Третий вариант установка буст-контроллера.
Фактически этот механизм меняет реальное значение давления. Буст-контроллер ставят перед актуатором, чтобы он самостоятельно выпускал часть воздуха, тем самым позволяет снизить нагрузку вестгейта. После настройки актуатора не забывайте проверить правильность своих действия. Для этого нужно запустить двигатель и опробовать его на разных режимах работы. Если посторонних звуков нет (в момент глушения двигателя тоже), значит, вы все сделали верно.

В случаях когда отремонтировать актуатор не удается, его меняют на новый. Раньше актуатор меняли вместе с турбиной в сборе. Теперь в сервисных мастерских специалисты могут заменить актуатор отдельно. К тому же оригинальная турбина на автомобилях Volvo стоит совсем недешево 90 тыс. рублей. Замена актуатора обойдется в 10-15 тыс. в зависимости от модели машины.

Чтобы актуатор на вашей машине служил долго советуем придерживаться нескольких правил. Не стоит злоупотреблять агрессивным стилем езды, использовать некачественное топливо и моторное масло. Все это приводит к преждевременному выходу из строя актуатора. Чтобы агрегат служил дольше используйте только сертифицированные техжидкости.

Разберёмся в неисправностях турбокомпрессора или как понять, что турбина умирает

Турбина относится к довольно сложным аппаратам, увеличивающим мощность двигателя. Поломка ее в отличие от многих других узлов автомобиля не является критичной. Но стоит понимать, что и нормально работать мотор тоже без нее не будет, к тому же утечка масла и топлива не окажут положительного влияния на общее состояние транспорта и кошелек автовладельца. Как же вовремя понять, что турбина умирает. Для определения неисправности, следует разобраться в принципах ее работы, узнать признаки и что к этому могло привести. Однако для более точной диагностики потребуется обратиться к мастерам автосервиса или СТО.

Что из себя представляет турбина

Если сказать проще, то турбина – это механическое устройство автомобиля для подачи под давлением воздуха в камеру сгорания. Главная задача, которую выполняет турбонаддув, это значительное повышение мощности двигателя без увеличения его рабочего объема. Установка турбины обеспечивает пятидесятипроцентный, а иногда и больше, прирост мощности силового агрегата при сравнении с нетурбированными двигателями того же объёма. Это обусловлено нагнетанием под давлением турбиной воздуха в цилиндры и повышением содержания кислорода в топливной смеси, а в результате и увеличению ее эффективности.

Конструктивно турбина состоит из механической крыльчатки приводимой в действие движением выхлопных газов автомобиля. То есть используется энергия выхлопа для захвата и подачи воздуха (а соответственно и кислорода) в систему для улучшения качеств топливной смеси. С технологической точки зрения на сегодня это наиболее эффективное устройство для увеличения мощности двигателя при том же расходе топлива, что позволило уменьшить выброс токсичных газов в атмосферу.

Такие агрегаты нашли широкое применение как в дизельных силовых установках, так и на бензиновых двигателях. При этом в первом случае турбированные моторы оказались наиболее эффективны из-за высокой степени сжатия и малым, при сравнении с бензиновыми автомобилями, числом вращения коленчатого вала.

К тому же ограниченное применение турбонаддува на бензиновых машинах обусловлено возможным проявлением детонации, которое возникает при резком увеличении числа оборотов двигателя, а также из-за высокой температуры выхлопных газов, достигающего тысячи градусов против шестисот у дизельных моторов. Естественно такие температуры могут привести к повреждению частей турбины.

Из чего состоит турбина

В зависимости от производителя и модели турбины имеют некоторые отличия, однако основные конструктивные элементы и механизмы у них идентичны. Так в устройство любой турбины входит воздухозаборник, сразу за ним устанавливается воздушный фильтр, дроссельная заслонка, турбокомпрессор, интеркуллер и выпускной коллектор. Все части агрегата соединены между собой трубками и шлангами, которые изготавливаются из надежных износостойких материалов.

Большинство знакомых с конструктивными особенностями автомобиля, обратили внимание на несколько отличий турбонаддува от стандартных систем впуска – это наличие интеркулера и турбокомпрессора, а также некоторых элементов для контроля и регулирования надува.

Одним из основных и наиболее важных элементов турбины является турбокомпрессор (или турбонагнетатель). Именно он обеспечивает увеличенное давление воздуха на впускных магистралях мотора. В своей конструкции турбонагнетатель имеет два колеса – турбинное и компрессорное, размещенные на роторном валу. Каждое колесо смонтировано в отдельном надежном корпусе, а в конструкции предусмотрен подшипник.

Как влияет неисправная турбина на работу двигателя автомобиля

Многие считают, что небольшой агрегат в виде турбины при выходе из строя вряд ли окажет сильное негативное влияние на работу двигателя, однако это не совсем так. Очень частой причиной поломки турбины является низкое масляное давление либо плохое его качество. Падение давления часто обусловлено сильным загрязнением масляного фильтра или плохим его качеством, а так же как результат применения метода «промывка пятиминутка».

С учетом больших оборотов турбины, а также постоянного воздействия высоких температур, а именно это и есть нормальные рабочие условия, даже незначительное и кратковременное падение давления в масляной системе может вызвать поломку подшипника оси турбины. При его сильном износе увеличивается радиальный зазор, а этот люфт приводит к повреждению и выходу из строя сальников.

С разрушенными сальниками нет должной герметичности, а соответственно масло беспрепятственно попадает в коллектор двигателя. Параллельно этому давление масла в подшипниках оси турбины еще сильнее падает, что приводит к еще большим повреждениям этого узла.

Горячий выхлопной газ проходит через разбитые элементы и попадает во внутреннее пространство подшипников, где повышает температуру до такой степени, что все смазочные материалы полностью выгорают. Это ведет к полному разрушению самого подшипника. Он перестает выполнять свою функцию, что влечет поломку лопастей турбины, обломки которой остаются внутри агрегата.

Качество смазки элементов турбины очень сильно зависит от масляного насоса двигателя. Даже не очень продолжительная работа агрегата в таком режиме оставит двигатель автомобиля без смазочных материалов. А что будет с двигателем при работе без масла объяснений не требует.

Во избежание подобных неприятных ситуаций, важно помнить основные признаки неисправности и выхода из строя турбокомпрессора. Если вовремя не обратить внимание на эти симптомы и не принять соответствующие меры, то звук характерного скрежета лопастей, трущихся о внутренний корпус турбины, который ведет к еще большим проблемам, не заставит себя долго ждать. При появлении хоть какого-нибудь намека на неисправность, лучше незамедлительно обратиться к специалистам автосервиса или СТО.

Признаки того, что турбина «умирает»

Выход турбины из строя во многих случаях происходит очень быстро, причин тому несколько: это может быть, как уже упоминалось, недостаток масла, попадание твердыми частицами по колесу компрессора и по колесу ротора турбины, также к поломке может привести ДТП. Однако чаще турбонагнетатель приходит в негодность постепенно, и у автовладельца есть время обратить внимание и принять необходимые меры по устранению причин поломки либо обратиться к специалистам.

Выделяется несколько наиболее распространенных признаков выхода из строя турбины. К ним относятся следующие:

наличие посторонних шумов со стороны турбины во время работы силовой установки (свист либо гул);
появление сизого дыма из выхлопной системы;
резко увеличивается расход масла;
падает давление наддува.

Для определения поломок на ранних стадиях, достаточно внимательно слушать свой автомобиль. Например, у машины упала мощность или она утратила динамику, это говорит о том, что турбина не создает достаточного давления.

Иногда причиной тому служит повышенное противодавление из-за сильного загрязнения катализатора. Также к этому могут привести и неисправности электромагнитного клапана (управляющего вакуумом турбины), что тоже влечет понижение мощности двигателя.

Если же эти элементы работают исправно, тогда стоит проверить перепускную заслонку или изменяемую геометрию. Часто при агрессивном стиле езды поток отработанных газов идет мимо клапана, либо поврежденная изменяемая геометрия, цепляет корпус турбокомпрессора и не направляет воздух на колесо турбины. В таком случае коэффициент полезного действия турбины сильно падает. Если таким образом выявить причину поломки не удалось, тогда потребуется демонтаж турбокомпрессора с силовой установки.

На скорый выход из строя турбину и возможный признак дефекта может также указать дым из выхлопной системы.

Цвет дыма и запах выхлопного газа

Появление дыма в выхлопной системе нельзя игнорировать, следует внимательно присмотреться к нему. Процесс часто сопровождается неприятным химическим запахом, который прекрасно слышен при движении.

Наличие черного дыма

Это указывает на сгорание горючей смеси в турбине. Дефект может быть вызван нехваткой кислорода в топливной системе. Следует проверить:

все патрубки и их соединения на герметичность;
электронный блок управления;
воздушные фильтры;
качество работы всей топливной системы;
мотор.

Следует уделить особое внимание фильтрам, наиболее частой причиной нехватки воздуха в топливной системе оказывается именно загрязненный фильтрующий элемент.

Синий дым

Это говорит от том, что масло попадает в камеру сгорания. Причиной может быть утечка, которая кроется в неполадке турбонагнетателя либо мотора. В таком случае необходим осмотр и проверка всех соединений.

Белый дым

Основная причина такого дефекта – это забитый сливной маслопровод. Необходима его замена или ремонт.

Признаки выхода из строя турбокомпрессора

Как было сказано выше, голубовато-сизый выхлоп указывает на сгорание масла в цилиндрах двигателя, которое попало туда из турбокомпрессора либо мотора. Черный указывает на утечки воздуха, а белый – засор в маслопроводе. Появление свиста может сигнализировать об утечке воздуха на стыках компрессора с двигателем. Скрежет говорит о ненормальном трении деталей и элементов конструкции.

В случае периодического отключения или полного выхода из строя турбины, следует проверить все ее части и узлы. Основная масса всех поломок турбокомпрессора заключается в трех причинах. О них ниже.

Недостаточное давление масла

Может возникнуть вследствие течи либо при пережиме масляного шланга, или из-за неправильного их подключения к турбине. Ведет к быстрому изнашиванию колец, шейки вала, плохой смазке и резкому повышению температуры на радиальных подшипниках турбокомпрессора. Потребуется их замена на новые.

Загрязненное масло

Может возникнуть вследствие несвоевременной замена смазки либо масляных фильтров, при попадании воды либо горючего в масло, а также при использовании некачественных смазочных материалов. Ведет к преждевременному износу подшипников, забиванию каналов маслопровода, повреждению оси.

Вышедшие из строя элементы, требуется заменить на новые.

Посторонний предмет внутри турбокомпрессора

Может привести к повреждению или поломке лопастей компрессорного колеса, что ведет к снижению давления воздуха; лопастей колеса турбины; ротора. В этом случае со стороны компрессора потребуется замена фильтра и проверка впускного тракта на герметичность. На стороне турбины, необходима замена вала и проверка впускного коллектора.

Визуальный осмотр

В самом начале проведения диагностики проверяется уровень и качество моторного масла. Также очень важно, чтобы внутрь турбокомпрессора не попадали сторонние предметы.

Затем можно приступать к анализу выхлопного газа. Уменьшение мощности и общей динамики, а также черный выхлоп указывает на переобогащение топливной смеси. Это может быть вызвано недостаточным количеством подаваемого в цилиндры кислорода из-за неисправностей в системе впуска. Иногда мощность падает из-за утечек на выпуске.

Для проверки потребуется завести двигатель и послушать нет ли посторонних шумов при работе турбокомпрессора. Не должно быть свистящих или скрипящих звуков, шума прорывающегося воздуха в местах соединения и тому подобного. Проверяются на герметичность патрубки по которым подается воздух в мотор. Наличие любых неплотностей или повреждений недопустимо. Важно проверить состояние воздушного фильтра – загрязнения снижают его пропускную способность, что ведет к недостаточному количеству воздуха в цилиндрах.

Появление белого или сизого дыма может быть вызвано как неисправность самого компрессора, так и других узлов двигателя. На эту проблему может также указать и резко возросший расход масла.

При таких обстоятельствах следует еще раз перепроверить воздушный фильтр и ротор турбины. Забитый фильтр не пропускает достаточного количества воздуха, а это ведет к перепаду давления между корпусом и картриджем с подшипниками, из него начинает течь масло и попадать в корпус компрессора. Если и здесь все в порядке, тогда следует осмотреть сливной маслопровод на присутствие перегибов, повреждений и т.п.

Чем отличается проверка на бензиновом двигателе

На бензиновых автомобилях скорый выход из строя турбины можно определить по тем же признакам. Здесь выхлоп становится синего или белого цвета при разгоне машины. В случае появления утечек воздуха в нагнетающих каналах или при неисправности топливной системы, появляется черный дым. Белый выхлоп с запахом горелого масла просигнализирует об утечки смазки в систему выхлопа. Может быть вызвано повышенным осевым люфтом, стопорные кольца не удерживают давления масла. В случае попадания масла в выхлопную систему, на горячем колесе турбину будет образовываться нагар, это впоследствии приведет к дисбалансу агрегата с последующим разрушением корпуса подшипника.

Заключение

Несмотря на то, что поломка турбины не является критичной, а процесс выхода ее из строя довольно длительный, при обнаружении симптомов не стоит затягивать с ремонтом. Несвоевременное принятие мер все же может вылиться в более дорогостоящий ремонт. Примерно определить причину поломки можно и самостоятельно в гаражных условиях, однако для получения более детальной информации лучше обратиться к специалистам.

Читайте также: