Характерные поломки/повреждения деталей турбокомпрессора

В процессе развития конструкция турбокомпрессора стала крайне надежной. Этот факт подтверждается статистикой, по которой менее 1% всех вышедших из строя турбин ломаются по вине брака производителя. Львиная же доля (95%) всех неисправностей и поломок турбин связана с так называемым масленым голоданием, повреждением инородным предметом или загрязнением масла. Около 4% приходятся на все остальные причины.

Теоритически турбокомпрессор вообще может работать вечно, поскольку в нем нет трущихся между собой деталей. Все механизмы работают в масляной ванне под давлением в среднем 0,6 кг/см, из-за чего не подверженные износу (все также теоритически). На практике же ряд причин приводит к различным неисправностям и поломкам.

Обязательно выясните причину, по которой вышел из строя старый турбокомпрессор, перед тем как ставить новый. Это поможет сберечь вам деньги и время, поскольку, не проделав этого, вы рискуете повредить уже новый ТКР.

Неисправность турбины: Загрязнение масла

Как загрязнённое может масло вредить турбокомпрессору?

В силу того что ротор турбокомпрессора вращается с частотой в 30 раз превышающую скорость двигателя и достигает 240 000 оборотов за одну минуту при температуре  в 950°C, подшипники турбинного колеса испытывают на себе колоссальную нагрузку. Для того, чтобы они и вал турбины не перегревались их обволакивает тонкая масляная пленка.  Даже малое нарушение подачи масла в турбину приводит к повреждениям подшипников.

 Этот процесс происходит очень быстро, учитывая разницу в скорости оборотов, поэтому крайне важно следить за уровнем масла и состоянием масляных каналов, периодически проверяя их на наличие засоров. Чистые каналы и масло соответствующего качества залог долгой службы турбокомпрессора. Если оно будет грязным то будет действовать как абразив приводя к быстрому износу подшипников и поломке турбины

Что именно вызывает загрязнение масла?

  • Постепенный износ двигателя и попадание его продуктов в масло.

  • Низкокачественный, Засоренный или повреждённый фильтр.

  • Отложение сажи в двигателе может загрязнить даже абсолютно новое масло.

  • Случайное загрязнение или некачественная замена нового масла во время технического обслуживания автомобиля.

  • Деградировавшее из-за несвоевременной замены или перегрева масло.

  • Не правильная работа байпасного (с анг. примерно «безопасного прохода») клапана в масляном фильтре.

Методы предотвращение неисправностей турбины по причине загрязнения масла:

  • Проверьте, соответствие двигателя и типа масла.

  • Замените или очистите трубки подачи масла. Это предотвратит  попадание внутрь турбины сажи, которая перекрывает доступ к подшипникам масла.

  • При замене турбокомпрессора всегда используйте новое масло и фильтры.

Неисправность турбины: Попадание внутрь посторонних предметов

Последствие попадания посторонних предметов в турбину?

Турбокомпрессор работает в экстремальных условиях при температуре в 950°C  и частоте оборотов до 240 тысяч за одну минуту, и попадание  в него постороннего предмета может  серьезно навредить компрессорному или турбинному колесу, резкому падению давления и как итог поломке. Наиболее вероятным источником данных предметов является тракт воздушного впуска, через который они всасываются. К ним относятся обломки мотора, компонентов, например, клапанов или инжекторов.

Какие причины повреждения инородными предметами?

  • Попавшие в воздухозаборник обрывки материала прокладок.

  • Из-за некачественного, отсутствующего  или поврежденного воздушного фильтра в компрессор попадает мелкая пыль.

  • Осколки клапанов, поршней и инжекторов, попавшие из мотора.

  • Оставленные при обслуживании в воздухозаборнике болты, ветошь, шайбы и гайки.

  • Оставшиеся после поломки предыдущего турбокомпрессора фрагменты.

  • Повредившийся впускной патрубок. Через трещину вовнутрь турбины осуществляется подсос мелких частиц.

Профилактика неисправности попадания посторонних предметов.

  • Используйте исключительно новые прокладки для хорошего уплотнения и защиты от разрушения.

  • Проверьте, состояние всех воздушных патрубков на наличие  засоров и посторонних предметов.

  • Устанавливайте оригинальные или «правильные» воздушные фильтры

  • Перед установкой нового турбокомпрессора основательно убедитесь, что во всей системе не осталось осколков или фрагментов вышедшей ранее из строя турбины или самого двигателя.

Неисправность турбины: Течь масла

Каким образом утечка масла может вредить турбине?

Ротор турбокомпрессора может работать на заоблачных для всех двигателей показателях имея более 240 000 об/мин при предельно допустимой температуре отработанных газов 950°C. 

Как известно надежность турбины напрямую зависит от тонкой масляной плёнки, которая смазывает подшипники вала ротора. 

При помощи уплотнений находящихся со сторон турбины и компрессора масло удерживается в корпусе подшипников. Принцип работы уплотнений совершенно аналогичен поршневым кольцам. Внутри корпусов турбины и  компрессора, дабы предотвратить утечку масла, должно быть избыточное давление.

Если в впуске создается препятствие то в компрессорном корпусе появляется раздражение, что в свою очередь приводит к просачиванию внутрь его масла.

При продолжительной работе на холостых оборотах турбина вращается довольно медленно, что означает низкое давление. Этот дисбаланс естественно приводит к постепенной утечки масла в горячую улитку. Оба случая приводят к недостаточной смазке подшипников турбокомпрессора.

Что именно вызывает течь в корпусе компрессора?

  • Пережатый или заблокированный впускной воздуховод.

  • Полностью или частично засоренный воздушный фильтр.

  • Не герметическое соединение интеркулера или впускного воздуховода.

Что вызывает течь масла в корпусе турбины?

  • Неправильная работа и утечки в рециркуляционой системе отработанных газов (иначе EGR)

  • Утечки внутри выхлопной системы.

По какой причине может возникать течь с обеих сторон компрессора и турбины?

  • Установлен турбокомпрессор неподходящей модели.

  • Загибы и пережимы в вентиляционной системе картера.

  • Засоры и уменьшение пропускной способности в трубке масляного слива.

  • В следствии неправильной эксплуатации двигателя образовался нагар внутри корпуса подшипников, наиболее вероятной причиной в этом случае является резкая остановка горячего двигателя.

  • Засоры в подшипниках из-за применения герметиков, плохого масла или повреждение движущих частей.

Меры по предотвращению поломок турбокомпрессора из-за утечкой масла.

  • Слежение за герметичностью выхлопной системы.

  • Периодическая профилактика и очистка масляной трубки и воздуховода

Неисправность турбины: Масляное голодание

Как влияет масляное голодание на работоспособность турбины?

Рабочая скорость оборотов в турбокомпрессоре может варьироваться в различных пределах и достигать частоты в 240 тысяч оборотов всего за одну минуту при огромной температуре в 950°C. Естественно чтобы выдержать такую нагрузку подшипникам требуется хорошее и главное постоянное охлаждение. За несколько секунд  без смазки подшипникам турбокомпрессора будет, нанесет урон соизмеримый с десятком минут  работы двигателя без охлаждающего масла.

При эксплуатации турбированного двигателя очень важно убедится в том, что давление масла равно уровню указанному производителем для нормальной работы и проследить за тем, чтобы все трубки, отвечающие за масло подачу очищены, в них нет засоров и они могут обеспечить подачу масла под необходимым давлением.

Причины масляного голодания турбированного двигателя

  • В картере низкий уровень масла.

  • Изломанная или перегнутая масляная трубка.

  • В процессе работы в трубке подачи масла образовался шлак (нагар).

  • Образовавший из-за герметика засор внутри масло подающей трубке.

  • Ограничение подачи масла из-за использования неподходящей прокладки.

  • Поврежденный при установке, засоренный от долгой эксплуатации или  плохого смазочного материала масляной фильтр.

  • Халатная или неправильная установка турбокомпрессора приведшая к сухому пуску.

  • Пришедший в негодность изношенный насос масла.

  • Длительный простой двигателя. В особенности опасен в зимний сезон.

Профилактика неисправности вызванной масляным голоданием:

  • Замените или хотя бы очистите трубки подающие масло для избавление от засоров в будущем способных привести к масляному голоданию у подшипников.

  • Не в коем случае не применяйте герметик во время установки прокладок, поскольку он довольно легко отпадает и блокирует подачу масла.

  •  Очистите или замените трубки подачи масла для устранения любых засоров, способных помешать подаче масла к подшипникам.

  • Важно следить за давлением масла и его поступлением к турбокомпрессору.

  • Если вы решили поменять турбокомпрессор, не забудьте также заменить все фильтры и масло..

Неисправность турбины: Перекручивание

Почему «перекручивание» вредит турбокомпрессору?

Как уже не раз говорилось ранее ротор турбокомпрессора вращается на чудовищной скорости  в 240 тысяч о/м при экстремальной температуре 950°C.  Такого значения оборотов предусмотренно достигают далеко не все турбины. Если ротор вращается сверх заданной для него максимальной скорости это наносит ущерб подшипникам и крыльчаткам. Для долгой и продуктивной работы ему нельзя выходить за пределы, установленные производителем, иначе грозит перенаддув, который влечет за собой серьезные повреждения внутренних комплектующих  и как следствие полный отказ системы. Этот процесс называют «Перекручивание».

Причины вызывающие «перекручивание».

  • Измененные настройки двигателя (так называемый «чипованный»), кардинально или частично не соответствующий заводским настройкам.

  • Отсоединенный или треснутый патрубок, втягивающий в турбокомпрессор неравномерное количество воздуха.

  • Уменьшение пропускного сечения впуского патрубка или засор фильтра для воздуха.

  • Изношенные форсунки.

  • Нарушение работы соединения между электро блоком управления байпасного клапана и им самим.

  • Измененный байпасный клапан.

  • Установка не стандартного (нештатного) или не подходящего турбокомпрессора.

Методы профилактики неисправностей, вызванных «перекручиванием»

  • Проведите диагностику работы электроного блока и датчиков управления двигателя.

  • Убедитесь, что в нет утечки или наоборот засорений мешающих нормальной работе воздушного впуска.

  •  Убедитесь в отсутствии засорений или утечек во впускном воздуховоде.

  • Проверьте РСА  или привода байпасного клапана  он должен перемещаться свободно.

Неисправности турбины: Электронный привод

На новейшие турбокомпрессоры устанавливаются регулируемый сопловый аппарат (система VPT) созданный для быстрого отклика двигателя на низких оборотах и  достижение им высокой номинальной мощности. Последние модели турбин используют абсолютно полное электронное управление, обеспечивающие:

  • Работу обратной связи между  двигателем и электронным блоком управление

  • Точность

  • Обратную связь с электронным блоком управления двигателем (ЭБУ).

  • Быстрый отклик

Ротационный Электронный Привод (REA) или Простой Ротационный Электронный Привод (SREA) контролируют  перемещение лопаток. Симптомами его неисправности является:

  • Регистрация ошибок ЭБУ двигателем.

  • Избыточное и недостаточное давление наддува.

  • Различные шумы во время движения.

Действия при подозрении какой либо неисправности SREA или REA?

Обратитесь к клиенту с просьбой как можно полнее и детальнее описать проблему, в особенности то время и обстоятельства, при которых она возникла.

  1. Сколько времени было потрачено на прогрев двигателя перед стартом?

  2. Какова была нагрузка и количество оборотов?  Автомобиль в это время  сбрасывал или набирал скорость?

  3. Работали ли в этот момент еще, какое либо электрооборудование? Например, стеклоподъёмники.

  4. Если да то – не было ли отказов другого оборудования в момент предполагаемой поломки?

  5. Зайдите в историю обслуживания автомобиля и проверьте, были ли недавно зафиксированы ЭБУ ошибки в замененных компонентах двигателя  и в частности регуляционного клапана отработанных газов (EGR).

  6. Как давно осуществлялась замена генератора  и  аккумулятора? Опускался ли вольтаж так сильно, что со стартера мотор не заводился? Попросите проверить уровень вольтажа в данный момент. Если он в норме, то привод сам перезапустится.

  7. Подключите диагностическое оборудование к ЭБУ. Перепишите периодичность и коды ошибок.

  8. Дайте двигателю остыть. Когда мотор станет холодным, проверьте  связь между турбиной и приводом (SREA/REA).   Убедитесь, в том, что тяга надежно присоединена с обоих концов. Затем проверьте наличие небольшого люфта по обеим ее сторонам у  тяги. Если вдруг его нет, следует проверить наличие коррозии в  соединениях, которые мешают движению.

  9. Убедитесь, что рычаг управляющий давлением перемещается свободно и ему ничего не мешает, для этого отсоедините его. Если движение чем либо осложнено попробуйте покачать его вручную. Это должно помочь, если у вас нет проблем, с которыми вам самостоятельно не справится, но если вдруг механизм, как и раньше, двигается очень туго или же отказывается двигаться вовсе, обратитесь в специализированную мастерскую или к производителю. Не используйте рычаг опять пока вам не будет оказана хорошая техническая помощь, это может привести к сильной поломке, которую нельзя будет исправить.

  10. Убедитесь, что электрический разъем  (SREA/REA) состыкован довольно плотно. Снимите фиксаторы нажав на них с обоих сторон, затем отсоедините  разъем, после чего проверьте его состояние, нет ли каких либо повреждений,  не залилась ли вода внутрь него или в уплотнения.

  11. Убедитесь  в том, что на стенках разъёма (SREA/REA)  нет трещин и повреждений. Воспользуйтесь тем, что он отсоединен и проверьте провода на наличие разрывов или других повреждений. Если все нормально вставьте плотно разъем обратно так чтобы фиксаторы издали характерный щелчок.

  12. Потяните за каждый провод аккуратно по отдельности. Они должны там плотно сидеть. Если используется меньше пяти проводов, остальные отверстия должны быть закрыты заглушками. 

  13. Не запуская двигатель, включите зажигание. Посмотрите,  изменился ли статус световой сигнализации и лампы свечи накаливания. Прислушайтесь к звуку REA должен переместить лопатки в минимально открытое состояние.

  14.  Запустите двигатель и повторите предыдущий пункт, произошли ли какие то изменения в работе REA?

  15.  Выключите зажигание. Ротационный Электронный Привод должен мгновенно перевести лопатки в открытое состояние, этот процесс сопровождается пронзительным звуком. В различных турбокомпрессорах  REA действуют по-другому, возможно придется  повторить этот пункт 2-3 раза. Данное действие поможет очистить путь лопаток

Внимание: в случае если вам не помогли найти причину неисправности пункты 1-7, то лучше остановится и заняться диагностикой двигателя. Причина поломки, скорее всего, находится в нем. Ротационный Электронный Привод очень надежен и редко приводит к подобным проблемам.

Неисправность турбины: Клапан EGR

Как расшифровывается клапан EGR и зачем он нужен?

Клапан рециркуляции отработавших газов или сокращенно EGR предназначен для перенаправления назад во впуск малой части отработавших газов. Это действие приводит к снижению максимальной температуры горения топлива. Рециркуляционый клапан отработавших газов всегда закрывается на холостом ходу, поскольку иначе это может привести к образованию пиковой мощности  и неустойчивости, тогда добавление отработавших газов приведет к потери динамики.

При определенных обстоятельствах клапан EGR может подвергнуться образованию сажи  (закоксоваться). Это приведет к значительным изменениям в работе системы.

Стоит внимательно следить за состоянием клапана EGR, поскольку из-за его неисправности внутри турбинного корпуса может возрасти отложение кокса/сажи, что приведет к блокировке VNT.

Признаки того, что клапан EGR неисправен:

  • «Холодный» двигатель плохо работает.

  • Резкий, не стабильный холостой ход отличающийся неустойчивостью и чрезмерной эмиссией азота. В запущенных случаях невозможность работы на холостом ходу в принципе. Плохая работа «холодного» двигателя.

  • Неоправданно большой рост потребления топлива.

  • Резкое падение мощности.

  • Появление в ЭБУ кода или световой индикации неисправности.

Признаки того, что клапан EGR закоксован или забит.

  • В вакуумную часть клапана идет подсос воздуха.

  • Неправильно подключены, имеют утечки или отключены вовсе  вакуумные линии.

Признаки того, что на твердые отложения попали на тарелку или клапан.

  1. Повреждения клапана EGR из-за перегрева:

  • Неправильная эксплуатация автомобиля;

  • Сильное встречное давление в системе выпуска выхлопных газов;

  • сломанный предохранительный клапан компрессора из-за чего он не срабатывает.

  1. Пережатая отложениями трубка EGR.

  2. Подтекания или сильная течь в турбокомпрессоре масла.

  3. Ошибки в работе расходометра или какого другого датчика.

  4. Поврежденный предохранительный клапан.

  5. Неисправен электрический переключатель преобразователя давления.

Статьи по теме:

Диагностика турбокомпрессора без снятия с двигателя

Факторы влияющие на срок службы турбокомпрессора

Идентификация ротора маркировка турбокомпрессора