несправності турбін

Існують 4 головні причини пошкодження турбін:

  1. - недолік масла (масляне голодування);
  2. - попадання сторонніх предметів;
  3. - забруднена олія;
  4. - підпір картерних газів.

Недолік масла (масляне голодування)

Першими виходять з ладу через нестачу олії підшипники. Після виходу з ладу одного або декількох підшипників можуть послідувати інші пошкодження, такі як тертя роторів турбіни і компресора, знос ущільнюючих кілець. У гіршому випадку може обрив вала турбіни.

При нормальних умовах вал і підшипники турбокомпресора працюють при температурі 60-90ºС.

У зв'язку з тим, що турбіни на більшості дизельних двигунів охолоджуються проходять через корпус маслом, недостатнє його кількість призводить до різкого збільшення тепловіддачі на вал турбіни з боку турбінного колеса. Це тепло в сукупності з теплом, що виділяється при терті в підшипниках, піднімає температуру вала приблизно до 400 ° С, викликаючи його перегрів і коксування залишків олії на валу. Коксом забиваються маслоподводящие отвори підшипників, а також середнього корпусу турбіни, що призводить до ще більшого дефіциту олії.

При всіх цих умовах перегрітий вал починає обертатися в підшипниках практично «на суху», що призводить до зриву масляного клина, зносу олов'яного шару на бронзових підшипниках, і налипання бронзи на перегрітий вал. Відбувається посилене зношування підшипників, збільшення зазорів в них до неприпустимих, що призводить до підвищеного люфту всього валу. Збільшення зазорів в підшипниках, в свою чергу, веде до того, що турбінна і компресорна крильчатки, вибравши весь зазор між корпусами, починають зношуватися про них. Вступає в цю справу ще одна сила - привнесений дисбаланс, який стає багато більше допустимого і прискорює процес вмирання турбокомпресора. Зазвичай це супроводжується характерними звуками - скреготом, свистом, виттям турбіни.

Всього в пункті «Недолік масла» можна виділити три підпункти:

  1. Різке (швидке) масляне голодування
  2. Плавне (повільне) масляне голодування
  3. Періодичне масляне голодування
  • Різке (швидке) масляне голодування виникає в разі різкої втрати турбіною можливості змазуватися проточним маслом. Це може бути викликано обривом маслоподводящие трубки, її перегину, різким зменшенням продуктивності масляного насоса, відсутності масла в системі змащення і т.д. Сюди можна включити також і «сухий пуск», який іноді буває при неправильній установки турбокомпресора після ремонту або покупки нового. В середньому корпусі турбіни залишається повітряна пробка, яку масло не може продавити досить довгий час, приводячи до того, що на заведеному двигуні вал турбіни обертається в умовах нестачі масла, що неминуче веде до його перегріву, утворення коксових відкладень, налипання бронзи підшипників і виходу з ладу всього турбокомпресора в досить стислі терміни.
  • Плавне (повільне) масляне голодування - це поступовий знос деталей турбокомпресора, який працює в умовах постійного невеликого недоліку масла. Воно надходить в турбіну, але його кількості недостатньо для охолодження і роботи на високих навантаженнях. У таких випадках всі вищеописані процеси відбуваються повільно, турбіна вмирає не швидко, це може розтягнутися на місяці. Відбувається це у випадках поганої продуктивності масляного насоса, закоксованность маслоподающей магістралі, перегинів трубок, використання невідповідних масел.
  • Періодичне масляне голодування пов'язане з неправильною експлуатацією турбированних двигунів. Основна причина такого масляного голодування - зупинка двигуна після активної експлуатації. При роботі на великих навантаженнях, високих оборотах, турбіна на двигуні досить сильно розігрівається, а охолодження відбувається або тільки маслом, що проходить через турбіну, або системою охолодження двигуна (характерно для бензинових двигунів). Тому при різкій зупинці двигуна в розігріту турбіну припиняється подача масла для її охолодження, або масла і охолоджуючої рідини. Це призводить до того, що вал, підшипники і корпус турбіни, маючи високу залишкову температуру, нагрівають залишився в порожнинах турбіни масло до температур, при яких воно починає коксованого, виникають відкладення в маслоподающіх каналах, що призводить до зменшення їх перетину і в Далі - меншою пропускної здатності масла через ці канали. Таким чином можна сказати, що власник сам повільно, планомірно «вбиває» свій турбокомпресор неправильною експлуатацією. Після активної їзди, роботи, великих навантажень, двигуну потрібно ДВАТ 2-3 хвилини, щоб охолодити маслом і охолоджується рідиною всі агрегати, які цього потребують, в першу чергу - турбіну.

Приклади масляного голодування:

Попадання сторонніх предметів

Таку причину виходу з ладу турбокомпресора, як потрапляння сторонніх предметом можна розділити на дві частини:

  1. Попадання в компресорне колесо
  2. Попадання в турбінне колесо

Почнемо по порядку.

1.Попаданіе сторонніх предметів в компресорне колесо здебільшого вказує на несправності систем подачі повітря в турбіну. Це може бути пошкоджений повітряний фільтр (або його відсутність), який не перешкоджає попаданню дрібних часток, пилу, що знаходяться в повітрі; нещільність з'єднань впускних патрубків, через які може надходити нефільтрований повітря, їх пошкодження. Причому фізичний розмір часток, що знаходяться в подається нефільрованном повітрі може варіюватися в великих межах: від дрібних, що викликають сошліфовиваніє лопаток компресорного колеса, до великих, що викликають серйозні деформації.

Пошкодження компресорного колеса можуть викликати не тільки частинки, що містяться в неочищеному повітрі, але і відшарувалися шматочки фільтра, частини пошкодженої системи подачі повітря; забуті при ремонті двигуна шматки дрантя, інструмент та інші тверді і м'які предмети.

фото пошкоджених компресорних коліс для прикладу:

2.Поврежденія турбінного колеса можуть бути викликані потраплянням частин зруйнованих поршневих кілець, сідел клапанів, самих клапанів, а також частин прогорають поршнів. Всі ці причини є наслідком критичної несправності двигуна. Необхідно в терміновому порядку шукати проблему і усунути її.

Приклад потрапляння стороннього предмета в турбінне колесо:

Пошкодження компресорного або турбінного коліс тягне за собою появу дисбалансу, нехай навіть невеликого, але на великих швидкостях обертання ротора він стає критичним, руйнівним, і в подальшому призводить до поломки турбокомпресора.

забруднена олія

Турбокомпресор тісно інтегрований в систему життєзабезпечення двигуна, про що ми вже говорили вище, і змащується тим же самим маслом, що і двигун, за одним винятком! Масло в турбіну в більшості сучасних моторів надходить після того, як минуло через основні системи двигуна і змастив їх. На практиці це означає, що в турбіну воно потрапляє найостаннішим, після чого зливається прямо в картер. Рідкісні винятки бувають, коли для змащення турбокомпресора передбачена окрема магістраль, що йде безпосередньо з масляного насоса.

У переважній більшості випадків магістраль не окрема. Масло, вступаючи в двигун, не тільки змащує його, а й змиває продукти тертя, коксові відкладення і інші домішки, які будуть відфільтровані в масляному фільтрі. Але до цього моменту масло ще має надійти в турбіну, агрегат високоточний і вимогливий до якості і чистоти масла.

Якщо в двигуні є несправності, які призводять до зносу тертьових частин, то продукти тертя неминуче будуть вимиватися маслом і проходити далі, потрапляючи в інші системи двигуна, в тому числі і турбіну. У турбіні ці домішки призводять до зносу ротора і підшипників, збільшуючи радіальний люфт і приводячи в подальшому до поломки.

На фото показані кілька прикладів зносу, який утворюється при наявності сторонніх, абразивних частинок в маслі:

Якщо в турбокомпресорі спостерігається така картина, значить і багато механізмів двигуна мають такий же знос. Необхідно в терміновому порядку відремонтувати двигун, усунути причину забруднення олії абразивними домішками і тільки після цього ставити відновлений або відремонтований турбокомпресор знову на двигун. Якщо не усунути причину, після ремонту турбіни вона вийде з ладу знову, саме з цієї ж причини.

Підпір картерних газів

Картерів гази присутні практично в будь-якому двигуні. Утворюються вони за рахунок прориву газів з циліндрів при вибуху робочого тіла через поршневі кільця. Чим новіший мотор, тим менше цих газів, адже і кільця. і стінки циліндрів знаходяться в кращому стані, ніж у моторів з пробігом. Зазвичай картерів гази видаляються системою вентиляції картера. У деяких випадках це просто сопун, виведений в сторону, в деяких випадках - більш складна система, що подають картерів гази знову на вхідну систему двигуна.

У міру зношування мотора картерних газів стає більше, а система вентиляції або не справляється з їх видаленням, або зовсім перестає працювати належним чином. При такому положенні справ, кількість газів в картері двигуна починає створювати там якесь позитивне тиск. І ось це тиск в картері створює своєрідну пробку, яка заважає маслу з турбіни самопливом зливатися назад в картер. Масло починає шукати вихід з турбіни через кільця ущільнювачів, турбіна починає текти. Якщо масло виходить через компресорну частина турбіни - воно потрапляє в інтеркулер, звідти в двигун, і згоряє. Якщо його було мало, то нічого страшного може і не відбутися.

Якщо текти турбіни відбувається через турбінну частина (гарячу), то масло на виході відразу ж починає підгоряти і коксованого через високу температуру вихлопних газів. Через якийсь час цей наліт коксу досягає таких розмірів, що заважає ротора турбіни вільно обертатися, втрачається продуктивність, сам ротор починає зношуватися, що. в кінцевому результаті, призводить до поломки і необхідності ремонту турбокомпресора.

Так само, якщо тиск картерних газів багато перевищує допустимі межі, ці гази можуть через систему зливу потрапити в корпус турбіни. Призводить це до того, що температура масла піднімається усередині турбіни і починає коксованого вже в корпусі, осідаючи на всіх поверхнях, зменшуючи допустимі зазори і приводячи до того, що кількість потрапляє масла в турбіну зменшується. Всі ці процеси знову ж приводять до виходу з ладу турбіни і необхідність її ремонту.

Існує думка, що турбіна - ненадійна деталь двигуна, яка періодично сама по собі ламається, виходить з ладу. Але це дуже велика помилка.

Турбіна - надійний агрегат, розрахований на весь термін служби мотора. Вона тісно інтегрована з іншими системами двигуна і будь-яка несправність цих систем буде позначатися на турбіні (турбокомпресорі).

Турбіна є свого роду лакмусовим папірцем, індикатором стану мотора; сама по собі вона не зламається, але при виході з ладу вкаже на несправність тієї чи іншої системи двигуна, яка і стала виною поломки турбіни.

Наше завдання при ремонті Вашого турбокомпресора - встановити справжню причину виходу з ладу турбокомпресора, донести її до Вас, щоб Ви змогли усунути несправність двигуна і більше не турбуватися з цього приводу, отримуючи задоволення від водіння.

Пам'ятайте. Зламана турбіна - це наслідок, а саму причину потрібно встановити і усунути!

Схожі статті