П'ять способів вивести турбіну з ладу
Найнадійніший і найдоступніший спосіб знищити турбіну - це робота турбокомпресора на поганому олії. Що таке "погане масло". Перш за все, це масло втратило високі діспергірующе-стабілізуючі і солюбілізірующіе здатності. Якщо по простому, то це масло відпрацьоване свій термін, масло не призначене для даного типу двигуна, масло з механічними включеннями (частки руйнуються деталей, сірчані або вуглецеві відкладення). Так само сюди відноситься масло з присадками не призначеними для роботи в турбированном двигуні. Присадки для підняття компресії або відновлення ущільнень, знищують турбіну за лічені години. Як це відбувається? Наприклад, присадки для підняття компресії не розраховані на нарощування, на молекулярному рівні, поверхонь тертя (місця сполучення поршневих кілець з циліндрами, пару палець - вкладиш і т.д.). Але вся справа в тому, що сполучення вал ротора турбіни і підшипник ковзання (втулка), теж є місцем активного тертя! Причому зазор по діаметру між валом і підшипником складає близько 0,02-0,05 мм. Цей зазор збалансований так, щоб з одного боку масло встигало промивати і охолоджувати місце тертя, а з іншого боку, повинен створюватися надійний "масляний клин", щоб вал постійно знаходився в підвішеному стані. Присадка для підняття компресії, потрапивши між валом і підшипником, починає активно зменшувати зазор. Це відбувається до тих пір, поки зазор не зменшується настільки, що підшипник припаяти до валу. У хороших присадок на це йде всього кілька годин роботи. Але справедливості заради, слід зазначити, що використання "нехороших" присадок зустрічається на кілька порядків менше, ніж масло з механічними домішками. Що трапляється коли турбіна працює на такому маслі.
Так що ж таке механічні домішки? Це нагар зі стінок двигуна, який потрапив в масло. Це смолисті відкладення. Частинки металу, що з'являються при зносі деталей двигуна. Бруд потрапляє в масляну систему в слідстві неграмотно виконуваних робіт на двигуні. Сюди ж відноситься герметик використовується при монтажі турбокомпресора. Потрапляючи всередину турбокомпресора. герметик закупорює масляні канали призначені для подачі масла в зони інтенсивного тертя. У слідстві закупорки каналів, швидкий знос поверхонь і вихід турбокомпресора з ладу.
Узагальнюючи цю тему, можна сказати: щоб знищити турбіну. необхідно забути про графік заміни масла і масляного фільтра, викинути з голови заморочки про промивання двигуна, використовувати найдешевші і неперевірені масла, користуватися присадками не призначеними для даного типу двигуна, при установці турбіни на двигун, активно використовувати герметики. Ніколи не перевіряти на прохідність магістраль подачі масла до турбокомпресора. Проводячи профілактичні або ремонтні роботи на двигуні, не піклуватися про те, щоб бруд не потрапляла в масло або масляні канали.
Наступний надійний спосіб знищити турбіну. експлуатація двигуна з масляним насосом що не забезпечує необхідний тиск. Що таке для турбіни гарне тиск масла? Це означає, що між валом і підшипниками буде постійний протока масла створює надійну масляну плівку знижує тертя. А так же, якщо буде хороший проток масла, то буде і охолодження елементів турбокомпресора. Так, масло з температурою 85 ° С є охолоджувачем! Справа в тому, що температура вихлопних газів досягає 750 ° С! Турбіна. в більшості своїй - металева. Існують турбіни з керамічним колесом турбіни. на керамічних підшипниках. Але мова не про це. Метал хороший провідник тепла. У конструкції турбокомпресора закладені елементами захищають корпус підшипників з його начинкою від високої температури. Але цих елементів захисту недостатньо. Тому і необхідно хороший потік масла з температурою в кілька разів нижча за температуру колеса турбіни. або корпусу турбіни.
Підводячи підсумок теми про масляному насосі, можна зробити висновок: для виведення турбокомпресора з ладу, необхідно знизити тиск масла до рівня при якому ротор не працюватиме на "масляному клині" і не буде забезпечено надійне охолодження вала ротора і підшипників. Приклад нестачі тиску масла в турбіні.
Пара турбін на одному двигуні з несправним масляним насосом. В результаті пояснивши від температури вали, навернути на вал бронза підшипників. Відбулася розбалансування ротора. Далі, при роботі турбіни. відбулося зачіпання колеса компресора про корпус компресора. Як підсумок: ремонт турбокомпресорів з заміною коліс компресора.
3. Вихлопні СИСТЕМА
Так, вихлопна система теж може посприяти виходу турбокомпресора з ладу! Для початку потрібно визначитися з поняттям вихлопна система. Так що ж це? Вихлопна система являє собою систему, всі елементи якої налагоджені для забезпечення найбільш ефективного відтоку вихлопних газів від циліндрів двигуна в атмосферу. Тобто ланцюжок: головка двигуна, випускний колектор, корпус турбіни, "гірське гальмо" (при його наявності), каталізатор (при наявності), резонатор, глушник, ну і звичайно труби, все це з'єднують. Так як же вивести турбіну з ладу за допомогою вихлопної системи.
Напевно, для початку потрібно розглянути внутрішнє пристрій турбіни. Зокрема систему підвіски валу ротора. У зібраному вигляді вал ротора утримується всередині середнього корпусу на підшипниках ковзання і наполегливому підшипнику. Підшипники ковзання задають параметри радіального переміщення вала, а завзятий підшипник - осьового переміщення. Підшипники встановлені усередині середнього корпусу знаходяться в положенні зачіпки.
Завзятий підшипник міцно фіксується по відношенню до середнього корпусу. Підшипники ковзання мають деяку свободу в переміщенні. Нашим завданням є розібратися, як вихлопна система може вивести турбіну з ладу. Тому не будемо поки акцентувати увагу на принципах роботи наполегливої підшипника.
Елементи турбокомпресора. на які може надати свій вплив вихлопна система: знімний набір притягнутий гайкою до ступені на шийки осі вала і паз в якому працює завзятий підшипник (зазор між шайбами і підшипником 0,05-0,10 мм).
Отже, як же вивести з ладу турбіну. Справа в тому, що тиск вихлопних газів в корпусі турбіни (чавунної равлику) не повинно перевищувати 0,6 атм. Що відбувається якщо тиск буде підвищено? Вихлопні гази будуть не тільки розкручувати вал, а й намагатимуться заштовхати його всередину середнього корпусу турбіни. Всю цю міць, весь цей натиск прийме на себе завзятий підшипник. Він буде чинити опір, намагатися утримати вал в положенні яке йому наказали розробники і виробники турбокомпресора. Але його можливості не безмежні. Через деякий час завзятий підшипник прийме "убитий" вид.
З таким ступенем зносу поверхні наполегливої підшипника, турбіна вже не працює. Не вдаючись в подробиці, опишу послідовність виходу турбокомпресора з ладу: знос внутрішньої поверхні наполегливої підшипника, далі - розбалансування ротора, після цього посилений знос підшипників ковзання. Далі, якщо не припинити, то за рахунок збільшення люфтів відбудеться зачіпання однієї з крильчаток про корпус. Ну а далі вже або обрив вала, або облом лопатей крильчаток.
На чому ще позначається підвищений тиск вихлопних газів? На ущільнюючих кільцях, які не дають вихлопних газів потрапляти всередину середнього корпусу турбіни.
Одна площину кільця - без вироботка. З іншого боку вихлопні гази тиснули на кільце і віджимати його від стінки канавки під кільце ущільнювача. Друга сторона кільця - з виробленням. Кільце було притиснуто вихлопними газами до стінки канавки. Стався знос як площині кільця ущільнювача, так і однієї зі стінок канавки. В результаті чого був перевищений допустимий зазор кільця в канавці. Вихлопні гази почали прориватися всередину корпусу підшипників турбіни. що неприпустимо.
Як ще досягти такого результату? Можна поставити нештатний глушник з меншим прохідним перетином. Можна замінити ділянку прогоріла труби трубою меншого діаметру. Можна поексплуатувати автомобіль з заклинив, в напівзакритому стані, заслінкою гірського гальма, тим самим піднімаючи тиск всередині корпусу турбіни. Щасливі власники автомобілів, чия вихлопна система обладнана каталізатором, напевно знають до чого призводять закоксованность каталізатора. Втрата потужності і т.д. Але поряд з цим, забитий каталізатор веде до підвищеного тиску газів в корпусі турбіни. Ну а до чого це веде, описано вище.
Узагальнюючи цю тему, робимо висновок: щоб вивести турбокомпресор з ладу, необхідно будь-яким доступним способом підняти тиск вихлопних газів в корпусі турбіни вище 0,6 атм. Саме на таке максимальний тиск розраховується запас міцності наполегливої підшипника.
4. ПАЛИВНА АПАРАТУРА
Хороших результатів щодо виведення турбокомпресора з ладу можна домогтися і за допомогою неправильно відрегульованим паливною системою. Головним завданням в цьому випадку потрібно буде добитися того, щоб температура вихлопних газів в корпусі турбіни перевищила допустимі (для більшості турбін) 750 ° С. Це досить таки не складно. З огляду на той факт, що температура згоряння дизельного двигуна становить 1100 ° С. Досить буде відрегулювати впорскування таким чином, щоб паливо згоряло не тільки в циліндрах, але і в колекторі і корпусі турбіни. Візуально, на працюючому двигуні, це буде виглядати як красиве яскраве світіння корпусу турбіни в темряві. Ну, а на світлі, на холодному двигуні, це буде виглядати як синюватий відлив на поверхні чавунного корпусу турбіни. Що станеться якщо вдасться підняти температуру вище критичної? Варіантів кілька. Або втулка розташована ближче до колеса турбіни заклинить від температури, на валу або корпусі підшипників, (іноді, в момент заклинювання втулки, відбувається обрив колеса турбіни від вала), або відбудеться руйнування лопатей колеса турбіни (сталевий крильчатки) і як наслідок - порушення заводської балансування . Наслідки порушення балансування будуть описані нижче. Всі ці варіанти ведуть до покупки нової турбіни або ремонту турбіни з заміною вала ротора. Більш докладно про руйнування лопатей. Чому це відбувається? Всі знають, щоб надати металу еластичність, м'якість, його потрібно розігріти. Чим сильніше розігрів, тим менше потрібно прикладати зусиль для зміни форми металу. Які зусилля впливають на лопаті колеса турбіни. Це енергія вихлопних газів і відцентрова сила. Для виготовлення колеса турбіни використовується спеціальна жароміцний нержавіюча сталь (іноді кераміка). Межа міцності на розрив у такий стали становить близько 80-100 кгс / мм. Це дуже високі показники. Але ці показники наведені для лабораторних 20 градусів С. При нагріванні показники міцності падають. Я можу привести нижче розрахунки величини відцентрової сили впливає на лопаті колеса компресора. Але це займе багато місця і мало кому цікаво. Тому обмежуся тільки результатами розрахунків. Для прикладу взято середньостатистичний вал турбокомпресора до двигуна об'ємом 6 літрів. Тепер потрібно представити ділянку лопаті діаметром 3,5 мм. Ця ділянка розташовується на краю розгінної частини лопаті (та частина яка руйнується насамперед).
Вага цієї ділянки становить приблизно 118 мг, при товщині лопаті 1,5 мм. Отже результати розрахунків: при обертанні вала з частотою 90000 об / хв (звичайна крейсерська швидкість) на ділянку діаметром 3,5 мм розташований на краю лопаті буде впливати відцентрова сила 32,05 кгс. Ця сила буде направлена на те щоб змінити траєкторію руху даної ділянки з круговою в лінійну Тобто просто відірвати. Далі. При частоті обертання валу 110000 об / хв сила впливу буде дорівнює 47,88 кгс. Ну а при частоті обертання 130000 об / хв сила дорівнює 66,90 кгс. 130 тис. Обертів на хвилину це звичайно пікове значення. Але короткочасно вал може розганятися і до таких оборотів. Я не наводжу розрахунки для вала турбіни легкового автомобіля. Там частота обертання валу, на деяких типах турбін досягає 250000-280000 об / хв. Ось і уявіть, що буде з матеріалом колеса турбіни, якщо його перегріти за допомогою неправильно виставленого уприскування або запалювання.
На завершення даної теми не хотілося б іронізувати. Просто зверну увагу на дуже серйозне ставлення до налаштування паливної системи на двигуні. Неправильне налаштування веде до дуже серйозних фінансових витрат на відновлення поршневий, головки, турбіни. Роботи по обслуговуванню паливної апаратури потрібно довіряти тільки фахівцям мають відповідні обладнання та досвід в діагностиці та налаштування паливної системи.
5. розбалансування (порушення балансування колеса турбіни або колеса компресора)
Дуже дієвий метод вивести турбіну з ладу - порушити заводську балансування коліс турбіни. Параметри балансування є ключовим в терміні служби турбокомпресора (за умови правильної експлуатації). Поки не буде порушена балансування, знос комплектуючих буде мінімальний довгі роки. Але знову ж таки повторюся, все це за умови правильної експлуатації, тобто своєчасна заміна масла, фільтрів, правильно відрегульована паливна, відсутність проблем з вихлопній системі.
Отже, що потрібно для того щоб порушити балансування? Один з найбільш надійних способів, що зустрічаються мені - це залізти викруткою в колесо компресора (алюмінієва крильчатка) під час роботи турбіни. Тобто людина вирішила самостійно встановити турбіну після ремонту на двигун. Зібравши всю доступну інформацію по установці турбіни. він вирішив в момент першого запуску двигуна притримати викруткою вал за колесо компресора. Для того, щоб турбіна гарненько "просочилася" маслом. Але при цьому не було враховано той фактор, що енергія вихлопних газів, це серйозна річ. Якщо вихлопні гази пішли в турбіну (двигун 12 літрів), то утримати ротор простою викруткою річ малоймовірна. В результаті, ротор почав обертатися, не звертаючи ніякої уваги на присутню викрутку в колесі компресора. При цьому постраждали лопаті крильчатки. Сумарна вага відколів був невеликий, десь близько 250 мг. Але цього було цілком достатньо для того, щоб турбіна завила як пожежна сирена. Повторно обслуговувати клієнта вже довелося позачергово.
Що ще може привести до порушення балансування? Попадання сторонніх предметів. Що стосується колеса компресора, це: елементи зруйнованого повітряного фільтра, відшарувалася гума патрубків, сміття потрапив в патрубок подачі повітря до турбіни. під час заміни повітряного фільтра. Чи не рідкісне явище - абразивний знос лопатей колеса компресора. Це той випадок коли ділянку патрубків від повітряного фільтра до корпусу компресора (алюмінієва равлик) негерметичний і відбувається підсос атмосферного повітря з пилом.
Що стосується порушення балансування колеса турбіни. то в свою частку в цей процес вносять руйнують елементи головки або поршнів. Досить часто, при розбиранні турбіни прийшла на ремонт, доводиться діставати з неї частини напрямних клапанів. Попадається відшарувалося напилення напрямних клапанів. Для турбін легкових автомобілів. відшарувалося напилення потрапило на колесо турбіни, згубно. Бувають випадки коли прогорає поршень. Весь розплавлений алюміній летить на колесо турбіни і спікається з ним. Зруйновані сідла клапанів або осколки тарілки клапана потрапили на лопаті так само ведуть до розбалансування. Зустрічаються навіть гайки або болти потрапили в випускний колектор при демонтажі турбіни і залишилися там до моменту установки турбіни на місце. Ну і не треба забувати випадки обгорання лопатей колеса турбіни. при неправильному регулюванні паливної апаратури.
Було наведено 5 гарантованих способів вивести турбіну з ладу. Якими користуватися кожен вирішує сам.