Как обслуживается турбина на авто

Практические статьи: Так ли страшна турбина? Как правильно ездить с турбомотором и сколько может стоить ремонт

В России панически боятся турбированных моторов, предпочитая менее мощные и эффективные «атмосферники». Разбираемся, как не «убить» турбину раньше срока и во сколько встанет ее обслуживание или замена.

Допустим, что вы уже приобрели машину с наддувным двигателем или вот-вот собираетесь ее купить.

Как устроена турбина?
В общем-то, турбокомпрессор устроен просто. Главная деталь — это картридж. Внутри него размещается вал, а с двух противоположных концов к этому валу прикреплены турбинные колеса. Для того чтобы вал нормально вращался и не грелся, к нему под давлением подается моторное масло. Также к картриджу идет и трубка с антифризом для дополнительного охлаждения.

По бокам к корпусу картриджа прикреплены две «улитки» — горячая и холодная, внутри которых вращаются турбинные колеса. В горячую поступают выхлопные газы, раскручивают колесо, а затем «улетают» в выхлопную трубу через боковое отверстие улитки. Турбоколесо в холодной улитке всасывает чистый атмосферный воздух из впускного тракта и гонит его под сильным давлением дальше во впускной тракт к цилиндрам мотора.

Такова общая схема турбины, и мы не будем сейчас вдаваться в тонкости конструкции и различные варианты компоновки. Впрочем, стоит упомянуть новое поколение турбин, где масло подается под более низким давлением, а вал вращается в очень дорогих и сверхпрочных шариковых подшипниках.

Будет ли турбина «есть» масло?

Как мы уже говорили, без масла турбина работать не может. Обычно для герметизации вращающихся валов используют резиновые сальники (как в двигателе и коробке передач), но никакие сальники не смогут выдержать режимы работы турбины. Рабочая температура в ней достигает тысячи градусов, а частота вращения валов — сотен тысяч оборотов в минуту. Это намного более суровые условия, чем в моторе.

Валы и втулки в турбине подогнаны друг к другу с очень высокой точностью, и за счет этого масло не должно сочиться сквозь них, если турбина исправна. Но как только зазоры увеличиваются, масло через «холодную» часть турбины засасывает во впускной коллектор двигателя вместе с нагнетаемым воздухом. В таких случаях говорят, что «турбина гонит масло».

Из-за чего это происходит?

• Естественный износ рабочих поверхностей валов и втулок.
• Пониженное давление масла в двигателе: турбине не хватает смазки, и она сильнее изнашивается.
• Повышенное давление масла в двигателе: масло попросту выдавливает через щели между втулками и валами.
• Повышенное разрежение во впускном коллекторе — масло из турбины туда засасывает. В результате двигатели, где зазоры в цилиндрах близки к идеальным, угар масла из-за неисправной турбины может достигать нескольких литров на сотню километров. Вот этого-то и боятся сторонники безнаддувных моторов.

Каков ресурс турбины?

Здесь все очень индивидуально и зависит от стиля езды. В среднем на бензиновых двигателях ресурс турбины составляет 150 тысяч километров. На дизельных двигателях — 250 тысяч километров. Однако если ездить быстро, перекручивая двигатель и турбину, то ресурс может сократиться и до 100, и до 60 тысяч.

Как понять, что турбина просится в ремонт?

Главный признак скорой кончины турбины — синеватый дым из выхлопной трубы. Его появление означает, что в цилиндрах вместе с топливовоздушной смесью сгорает масло. Весьма вероятно, что во впуск это масло попало именно через турбину. Чтобы провести диагностику, не нужно обладать дипломом автослесаря. Достаточно иметь книжку по устройству автомобиля, где нарисовано расположение узлов под капотом, и немного свободного времени.

• Найдите впускной патрубок, по которому воздух попадает в турбину и открутите его. Засуньте руку в «улитку» турбины и нащупайте вал, на котором закреплена крыльчатка. Покачайте его, и если есть люфт, то через щели наверняка сочится масло.
• Найдите интеркулер и загляните внутрь. Если внутри есть масло, то турбина его «гонит». Чем больше масла, тем выше износ.

Еще иногда на приборной доске турбированных автомобилей есть указатели температуры и давления турбины. Соответственно температура не должна быть повышенной, а давление — пониженным.

Все эти советы обязательно нужно учесть, если вы покупаете турбированную машину с пробегом. Турбина — вещь дорогостоящая, и ее дефект может обернуться для вас, как для будущего владельца, крупными затратами.

Сколько стоит ремонт турбины и что в ней ремонтируется?

Когда турбина выходит из строя, можно пойти тремя путями.

Поменять турбину целиком.
Чаще всего это совершенно лишняя затея, потому как масло гонит картридж, а корпуса-«улитки» остаются целыми и менять их не нужно. Замену турбины в сборе любят предлагать официальные дилеры и мультибрендовые сервисы, мастера на которых плохо разбираются в турбинах и ставят задачу получить с клиента максимум денег.
Почем? Cнятие, отсоединение трубок подачи масла и антифриза и установка турбины обратно стоит около 4 000 – 5 000 рублей.

Поменять картридж турбины.
Под замену идет исключительно сам рабочий элемент турбокомпрессора — корпус с валом и крыльчатками. Поменять готовый картридж может даже мастер, который не специализируется на турбинах. Задача состоит в том, чтобы открутить несколько гаек крепежа, а потом закрутить их обратно.
Почем? Стоимость картриджа с заменой — около 15 000 – 20 000 рублей.

Отремонтировать картридж.
Такая работа под силу исключительно мастерам специализированных автосервисов. Турбину разбирают полностью, моют ультразвуком, выявляют изношенные элементы и меняют их. Корпус картриджа растачивают на токарном станке, а затем всю конструкцию балансируют в два этапа, чтобы на скорости до 150–200 тысяч оборотов в минуту не было вибрации. Затем еще в картридж закачивают под давлением масло, чтобы проверить на герметичность.

Почем? Цена ремонта турбины зависит от массы факторов и колеблется от 7 000 до 25 000 рублей. Важно понимать, что если мастера называют серьезную сумму, то зачастую проще купить новую турбину.

Обратите внимание: автомобильные концерны практически никогда не разрабатывают турбины самостоятельно и чаще всего прибегают к помощи компаний, которые на этом специализируются (например, KKK, Borg Warner или Garrett). При этом та же турбина Garrett 760774-5003S под брендом Ford будет стоить в полтора-два раза дороже, чем под собственным именем. Мораль такова: прежде чем платить огромные деньги за «оригинальные» запчасти, узнайте, кто их поставляет производителю и заказывайте у них.

Как нужно ездить, чтобы продлить жизнь турбине?

Понятное дело, что чем активнее ездить, тем быстрее турбина придет в негодность. Но, помимо этой очевидной зависимости, есть еще несколько полезных советов.

• Нужно охлаждать турбину. Чем активнее вы топтали педаль газа и «отжигали», тем дольше ее нужно охлаждать. Открывать капот и обмахивать «улитку» газеткой не нужно. Просто постойте пару минут на холостом ходу — масло будет циркулировать в моторе и турбине и заберет избыточное тепло. Вообще возьмите за правило перед парковкой ехать поспокойнее.
• После долгого стояния в пробке не ускоряйтесь резко. Понятное дело, что вам хочется на свободу после заточения в заторе, но помните: пока вы стояли без движения, двигатель, турбина и интеркулер нагрелись, и если их сильно раскрутить, то нагрев будет чрезмерным или даже критическим.
• Следите за температурой масла и антифриза и почаще их меняйте. Грязное масло и антифриз, который плохо отводит тепло, ускорят износ турбины.
• Своевременно обслуживать двигатель. Здесь для каждой модели рекомендации будут индивидуальными. На современных фольксвагеновских моторах 1.4 TSI нужно следить за чистотой интеркулера, который быстро загрязняется, так как находится прямо во впускном коллекторе. На старых продольно расположенных 1.8 TSI требует регулярной очистки трубка подачи масла…

У каждого мотора есть свои нюансы. Если хотите максимально обезопасить себя от преждевременной смерти турбины, узнайте эти тонкости у специалистов. При покупке новой машины помогут мастера дилерского центра, а если берете подержанную, то обратитесь на специализированную СТО, которая занимается конкретно этой маркой. Также весьма полезным будет поговорить с мастерами автосервиса, ремонтирующими турбины.

Источник

Как ремонтируют турбины: выясняем на примере реального автомобиля

За последние полтора-­два десятилетия автомобили с бензиновыми турбированными двигателями перешли на авторынке из разряда чего-­то экзотического и малопонятного обывателю едва ли не в категорию мейнстрима. Сегодня редкий автопроизводитель, работающий в России, имеет в своей линейке модели, вообще не оснащаемые турбомоторами. Однако турбонаддув — система сложная, а там, где сложность конструкции, — там и большая вероятность поломок. Обозреватель «Движка» своими глазами увидел, как работает современная мастерская по ремонту автомобильных турбин, и выяснил, почему такой ремонт лучше доверять только профессионалам.

Процесс демонтажа и ремонта турбины нам продемонстрировали специалисты сервисного центра CAReta и компании «БР Турбо», специализирующейся на продаже и ремонте турбокомпрессоров. «Подопытным» автомобилем стал хэтчбек BMW 116i с турбокомпрессором Garrett. Владелец машины обратился на сервис с жалобами на потерю мощности двигателя и посторонние звуки в процессе его работы.

Механики СТО быстро определили одну из причин поломки: масляное голодание. От недостатка смазки турбина как высокооборотистый узел страдает, как правило, в первую очередь, поэтому турбокомпрессор автомобиля также был проверен. Выяснилось, что масляное голодание пагубно повлияло и на него.

Демонтаж турбины — процесс, в целом стандартный для большинства автомобилей, отличия же проявляются в том, снимается ли турбина вместе с выпускным коллектором и охлаждается ли она антифризом. Механики отсоединяют выхлоп (все, что касается горячей части), систему подачи антифриза (если она есть), систему подачи масла, а также патрубки системы наддува. Все просто, однако только на словах. На деле же процесс снятия турбины со «116­го» BMW занял более трех часов.

Снятая с машины турбина уже в мастерской «БР Турбо» поступает прежде всего на диагностику, в рамках которой выясняется причина выхода узла из строя. Сотрудникам СТО ее называют, в частности, для того, чтобы они проверили также работоспособность двигателя.

Первый этап диагностики — проверка актуатора при помощи специального пневматического инструмента, который может создавать как давление, так и разрежение. В данном случае мы имеем обычную турбину с заслонкой вестгейта. Этот элемент часто выходит из строя в процессе эксплуатации и разбивает внутреннюю часть самой заслонки. В нашем случае мембрана оказалась целой, но калитка вестсгейта имела люфт.

Далее производится визуальный осмотр крыльчаток с турбинной и компрессорной стороны, маслоподающих каналов на корпусе подшипников. Проверяется, не задевает ли ротор при вращении непосредственно корпус. Уже на этом этапе иногда понятно, в каком состоянии турбина.

Второй этап — разборка и дефектовка. Снимается горячая часть (она же «коллектор турбины», или «корпус турбины»). Механик при помощи пескоструйного аппарата очищает корпус узла от нагара и других загрязнений, проверяет его на предмет дефектов, главным образом — сквозных трещин. Если трещин нет — специалисты извлекают калитку вестгейта, вынимают шток, ремонтируют узел путем замены направляющей и убирают износ на самой лапке этого элемента. В дальнейшем актуатор в сборе устанавливается и настраивается при сборке готовой (отремонтированной) турбины.

Далее до конца извлекается и дефектуется картридж турбокомпрессора из так называемой холодной «улитки» (она же «корпус компрессора», не путать с «корпусом турбины»). В нашем случае видимых повреждений колеса турбины не было; был небольшой нагар, но сажа — сухая (то есть турбина масло не гнала). Далее до конца извлекается картридж из так называемой холодной «улитки». В нашем случае видна черная крыльчатка — вся в нагаре от масла. По словам специалистов «БР Турбо», это свидетельствует о том, что мотор «сапунил», то есть вентиляция картерных газов, скорее всего, была нарушена и из шланга вентиляции картера во впускной коллектор шли газы с парами масла. Так что при установке отремонтированной турбины на это надо будет обратить особое внимание.

Далее разбирается сам картридж — рабочий элемент турбины. В системе крепления крыльчатки турбокомпрессора применяется обратная резьба — по ходу ее движения. То есть во время вращения колеса компрессора гайка крепления самозатягивается. Откручивается же она лишь в том случае, когда происходит резкая остановка ротора — чаще всего из-­за масляного голодания или попадания в систему какого-­либо твердого предмета. Конкретную причину необходимо выявить и устранить, иначе менять турбокомпрессор можно будет бесконечно — он все равно будет выходить из строя. В нашем случае крыльчатка турбокомпрессора внешних дефектов не имеет — этот элемент можно будет установить повторно.

Следующим этапом извлекается ротор турбины из корпуса подшипников. Далее корпус подшипников разбирается полностью, из него вынимаются все уплотнительные элементы, все подшипники скольжения. После этого корпуса чистят и дефектуют на предмет трещин; проверяют места в корпусе подшипников под газомасляные уплотнители, которые находятся на роторе турбины, а также сам корпус на предмет сколов по посадочным местам и промеряют все зазоры в корпусе, которые должны соответствовать номинальным значениям. Если все элементы не изношены — корпус подшипников можно оставить.

Ротор турбины отмывается, проверяется на биение и дефекты по рабочим поверхностям. Если он не бьет и износа рабочих поверхностей нет (это измеряется специальным инструментом) — ротор также можно оставить. Применяется специальный ремонтный набор: новые втулки (они же — подшипники скольжения), газомасляные уплотнители, межбалансиры, дистанционные шайбы заменяются по умолчанию.

В нашем случае диагноз, поставленный специалистом «БР Турбо» продиагностированной турбине, гласил, что ротор все­таки подлежит замене (в местах установки подшипников скольжения были обнаружены следы абразива и перегрева — это следствие нечастой замены масла и, соответственно, масляного голодания).

В процессе финальной сборки компрессор балансируется в два этапа. Стенд начальной балансировки позволяет проверить состояние нового ротора или старой детали, прошедшей все проверки, и отбалансировать его перед сборкой в статическом и динамическом режимах.

На втором этапе картридж собирается и устанавливается на стенд CIMAT Big­Twin, на котором происходит проверка правильности сборки картриджа, проверка его на утечку и выявление остаточного дисбаланса сначала на малых оборотах балансировки — до 11 тыс. об/мин. Далее, после проверки и балансировки картриджа на малооборотистом стенде, картридж устанавливается для балансировки на высокоскоростной. Картридж ремонтируемой турбины раскручивается при этом до 140 тыс. об/мин. Остаточный дисбаланс, заданный заводом­изготовителем, на таких оборотах не должен превышать допустимого значения. После всех этапов балансировки производится сборка агрегата.

Турбокомпрессор в сборе устанавливается на станок CIMAT TurboTest для финишной настройки турбокомпрессора. На данном стенде производится настройка актуатора турбокомпрессора и калитки вестгейта в динамическом режиме, которая возможна только при наличии подачи масла и запуска турбокомпрессора на оборотах, приближенных к рабочим, на всех этапах его работы. Этот высокотехнологичный стенд позволяет учитывать все погрешности и полностью имитирует работу турбины, когда она установлена на автомобиле. На стенде также проверяется коэффициент давления наддува в сравнении с оригинальными показаниями, которые размещены в базе данных станка. За счет этого можно откорректировать давление наддува.

Результаты проверок распечатываются и выдаются клиенту, кроме того, он получает старые запчасти и (в обязательном порядке) техническую карту по установке турбины. Большинство автосервисов, по словам специалистов «БР Турбо», пренебрегает требованиями к надлежащей установке турбокомпрессора. В частности, механики сплошь и рядом устанавливают турбины на прокладки, обмазанные герметиком (а иногда и вовсе без прокладок — только на герметик), хотя абсолютно все производители турбокомпрессоров запрещают ставить их на нештатные уплотнители. В целом же, как отмечают представители компании, некачественная установка — одна из основных причин поломки турбин.

Каков итог?

Например, в конце поездки лучше сразу не глушить мотор, а дать ему какое-­то время (при штатных режимах движения достаточно 10–15 секунд) поработать на холостых оборотах, чтобы успел остыть ротор турбокомпрессора. При внимательном отношении к автомобилю турбина, как отмечают специалисты, вполне в состоянии прослужить на протяжении 200–250 тыс. км пробега.

Менять масло в турбомоторах нужно чаще, чем в случае с атмосферными двигателями, поскольку турбокомпрессор очень сильно нагревает масло и оно теряет свои свойства быстрее, чем при работе в «атмосфернике». Если же заменой масла пренебрегать, это приводит к карбонизации, образованию отложений на рабочих поверхностях — и турбокомпрессор преждевременно выходит из строя.

В заключение — о главном: цене вопроса. Новая турбина Garrett для BMW 116i стоила на момент подготовки этого материала 74 500 рублей. За ремонт турбокомпрессора владелец машины, о которой шла речь, заплатил 27 000 рублей и еще около 20 тысяч — за монтаж/демонтаж турбины. Так что ответ на вопрос, что выгоднее — правильно эксплуатировать турбомотор или менять в случае чего турбокомпрессор, — думается, очевиден…

Благодарим компанию «БР Турбо» и сервисный центр CAReta за помощь в подготовке материала.

Источник

Турбокомпрессор: что влияет на срок службы турбин и ведет к их поломкам

Нет в автомобиле узла, более требовательного к смазке, чем турбокомпрессор (ТКР). Ротор турбины в зависимости от режима работы мотора может вращаться со скоростью, в десятки, а то и в сотни раз превышающей обороты коленвала. Во избежание полусухого трения и ускоренного износа трущихся деталей масло должно не только подаваться в подшипники ротора под высоким давлением, но и быть высококачественным.

Кроме того, масло, поступающее в картридж, как именуют корпус подшипников, является также охлаждающей жидкостью, ведь турбина во время работы сильно нагревается отработавшими газами. Это означает, что масло должно быть стойким к термическим нагрузкам и под их действием долго сохранять смазывающие способности. Это вторая причина, объясняющая, почему для двигателей с турбонаддувом независимо от того, старый мотор или новый, вольности с выбором масла для обслуживания непростительны. Каким бы большим ни был пробег, требования к маслу не изменились! Что указано в инструкции по эксплуатации относительно вязкости (индекс SAE) и рабочих характеристик (API и ACEA) заливаемого масла, то и должно учитываться при его покупке, а экономия на приобретении дешевого, но не соответствующего заводским допускам продукта выйдет турбокомпрессору боком.

Однако даже если масло является подходящим, со временем в нем накапливаются продукты износа из всех мест трения в двигателе, а также сажа и нагар. Грязь задерживается в маслоприемнике и масляном фильтре. Чтобы быть уверенным в состоянии маслоприемника, иногда стоит снимать масляный поддон. Когда забился мусором масляный фильтр, открывается специальный клапан, который, дабы не допустить масляного голодания и полусухого трения, пропускает неочищенное масло прямиком к подшипникам турбины. То же происходит, когда масло слишком вязкое. Пока двигатель не прогреется до определенной температуры, масло не фильтруется, а через перепускной клапан направляется мимо фильтра.

Такая ситуация требует, чтобы масляный фильтр вместе с маслом в двигателях с турбонаддувом менялся с укороченным в сравнении с обычными моторами интервалом. Периодичность замены, по мнению многих специалистов, должна быть не реже, чем через 7-8 тыс. км. Разумеется, масляный фильтр, как и масло, обязан быть качественным, а не дешевым, с сомнительной пригодностью для использования.

Слишком вязкое масло само по себе плохо поступает в картридж даже при вполне работоспособном фильтре. Чтобы избежать задержки со смазкой, масляного голодания и полусухого трения в подшипниковом узле, водителю необходимо воздерживаться от резких разгонов автомобиля и движения в форсированных режимах до полного прогрева двигателя.

Масляное голодание – одна из самых распространенных причин преждевременного выхода ТКР из строя. Оно возникает, когда в картридж подается недостаточно масла и со слишком низким давлением для нормальной работы подшипников скольжения ротора. Его признаком является посинение вала ротора, или, как в таких случаях говорят, появление на вале цветов побежалости. Жаль, но увидеть это можно только после разборки неисправной турбины.

В двигателях с большим пробегом проблему голодания может создавать масляный насос, неисправность в его приводе или даже забитая шламом сетка маслоприемника. Способствуют масляному голоданию течи, например, из-за того, что недожат штуцер на подаче масла в картридж. Также может уменьшиться проходное отверстие в трубке подачи масла из-за отложений нагара внутри или потому что трубку согнули. Трубка может быть нормальной, но забит грязью сетчатый фильтр, который может стоять в ней.

Теоретически только износ подшипниковых втулок и сопряженных с ними мест вала ротора должен регламентировать срок службы турбокомпрессора. Однако практика работы автосервисов, специализирующихся на ремонте ТКР, показывает, что в отнюдь не единичных случаях к выходу из строя главного агрегата системы турбонаддува приводит абразивный износ лопаток колеса турбины и компрессора и даже их механическая деформация.

Колесо турбины может повредить что-то прилетевшее из цилиндров, например, кусочки седел клапанов. Бывает, до турбины добираются фрагменты развалившихся воздушных заслонок, которые были затянуты в цилиндры из впускного коллектора. Случается, что с образованием осколков трескается выпускной коллектор.

Наконец, в выпускном коллекторе может образовываться твердый нагар, куски которого затем отваливаются и залетают в турбину. Однако чтобы кокс появился, требуются какие-то условия! Способствуют повышенному образованию сажи, превращающейся в кокс, неполадки со сгоранием топлива. Причины могут быть разными, от неисправностей в системах питания и зажигания до использования некачественного топлива. И высокий расход масла на угар, например, по причине износа поршневых колец или маслосъемных колпачков клапанов опять-таки не сулит ТКР ничего хорошего.

У нагарообразования есть еще три негативных последствия для турбокомпрессора. Во-первых, из-за обрастания нагаром начинают клинить и часто вовсе теряют подвижность лопатки в направляющем аппарате турбин с изменяемой геометрией, что делает их неисправными.

И это же самое может приключиться с клапанами, которые регулируют давление наддува.

Во-вторых, образовавшийся нагар откладывается на кромках уплотнения ротора. Оно лабиринтного типа, состоит из нескольких металлических колечек. После выхода уплотнения из строя картридж начинает протекать, а масло из него попадает в турбину и компрессор.

В-третьих, нагаром забиваются катализатор и сажевый фильтр. Казалось бы, ну и что? Проблема – в появлении значительного сопротивления свободному выходу выхлопных газов из турбины.

Когда появилась помеха, газы начинают давить на турбинное колесо, после чего интенсивно изнашивается упорная часть колеса, а далее у ротора появляется продольный люфт, которого быть не должно.

Обычно это вызывает течи, но нередко доходит до того, что колесо компрессора, находящееся с противоположной стороны ротора, смещается, начинает цеплять лопатками за корпус собственной «улитки», стачиваться и даже обламываться.

Другими причинами повреждения лопастей колеса компрессора, а также лопаток направляющего аппарата механизма изменения геометрии являются абразивный износ и посторонние предметы. Изнашиваются эти детали пылью, которая проскочила мимо воздушного фильтра, например, через ослабшее крепление какого-нибудь хомута на впускном патрубке либо через трещины в корпусе воздухофильтра или на воздуховоде между фильтром и ТКР. Это ведет к подсосу неочищенного воздуха.

А посторонние предметы – это, как правило, фрагменты воздушного фильтра, который способен расслоиться и разорваться от воздействия влаги, несвоевременной замены, а также из-за низкого качества изготовления. Стало быть, к воздушному фильтру стоит относиться с тем же уважением, что и к масляному. И конечно, нельзя оставлять без внимания любой свист или другой посторонний звук, возникший в районе впускного тракта. Чем быстрее выясните его причину, тем лучше. Впрочем, это касается всех проблем с двигателем, влияющих на ТКР. Чтобы уберечь турбокомпрессор от преждевременной кончины, не надо тянуть с их устранением.

Возможны и другие поломки, но их вряд ли можно назвать типичными. В большинстве случаев причиной таких проблем является коррозия, но чтобы она вызвала повреждение корпусов актуаторов или заклинивание их штоков, требуется приличное время. И, разумеется, ТКР может быть поврежден в результате ДТП.

Надо ли глушить мотор сразу же после остановки автомобиля? Худа не будет, если он немного поработает на холостом ходу. Это позволит уменьшить скорость вращения ротора, которому после остановки предстоит крутиться по инерции, что сократит время, когда его подшипники останутся на голодном масляном пайке из-за того, что вместе с двигателем перестанет работать и масляный насос.

Источник