Toyota-navi.ru

АвтоКлуб Toyota
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что необходимо для установки турбины на атмосферный двигатель

Разновидности и способы установки турбины на КамАЗ

Одним из способов увеличения мощности дизельного двигателя служит система газотурбинного наддува. Основным ее элементом является турбокомпрессор. Он устанавливается на нагнетательном коллекторе и приводится в движение энергией отработанных газов. Использование турбины на КамАЗ дает прирост мощности двигателя около 25 %. На этих грузовиках применяются двухрядные V-образные силовые агрегаты. Поэтому устанавливают 2 компрессора — каждый на свой блок.

Постоянно возрастающие требования по экологической безопасности приводят к тому, что производители вынуждены совершенствовать конструкции двигателей и систем турбонаддува. Поэтому при выборе компрессора и установке своими руками необходимо учитывать модель грузовика и марку силового агрегата.

Начиная с 80-х годов прошлого столетия, в европейских странах происходит постоянное ужесточение требований нормативов по загрязнению атмосферы выбросами от автомобильного транспорта. Стандарты безопасности экологии, этапы эволюции:

  1. Евро 0. В 1988 году провозглашены правила по ограничению содержания в выхлопных газах таких включений, как: дым (К), соединения углеводорода (СН), азотно-окисные вещества (NO).
  2. Евро 1,2…5. С 1992 и по 2015 годы велась успешная борьба за снижение перечисленных составляющих. В результате они были уменьшены в несколько сотен раз. К данному перечню было добавлено дополнительное ограничение на наличие в выбросах дисперсных частиц (взвесей РМ).
  3. Евро 6. На основании данного документа введены ограничения на количество СО2 (двуокиси углерода).

Дизельные двигатели отличаются от бензиновых не только более экономичным потреблением топлива, но и менее токсичными выхлопами. Это достигается за счет принудительного нагнетания воздуха для увеличения мощностных показателей силового агрегата.

Работа систем турбонаддува в дизельных моторах выпуска до 2000 года

Например, выбросы турбодизелей весом не более 3500 кг с объемом двигателя, равным 1,9 литров, нормируются требованиями ГОСТа Р 41.83 – 2004.

График технических характеристик фирменного двигателя Volkswagen, установленного на автомобиль марки Golf с усовершенствованиями, произведенными в соответствии с Евро 0… 3:

Здесь применены регулируемые нагнетатели воздуха:

  • кривые 1 и 2 относятся к двигателю, оснащенному вакуумным клапаном, с помощью которого выхлоп может сбрасываться за пределы турбины;
  • 3 – 5 показывают работу аппарата соплового типа с регулируемым сечением.
  1. Максимальные значения давления двигателя достигается при скорости вращении коленвала в диапазоне 1 000 – 2 000 об/мин.
  2. Максимальное давление сохраняет свои значения при 2 – 4 000 об/мин.
  3. После усовершенствований, проведенных согласно требованиям Евро 0 – 3 давление увеличилось до 2,5 бар. При этом мощность возросла почти до 57 против 34 кВт/л. Наращивание мощностных характеристик выше 42 кВт/л возможно при наличии одноступенчатой турбины с изменяемым сечением сопла, что обеспечивает чистоту выбросов, соответствующую требованиям Евро2,3.

В последующие годы после введения нормативов Евро 4 – 6 одноступенчатые турбокомпрессоры постепенно модернизировались. В настоящее время используются современные двухступенчатые турбины.

Принцип действия одноступенчатых нагнетателей

Такие конструкции получают вращение благодаря напору отработавших газов. Одноступенчатые турбокомпрессоры (ТК) разделяются на регулируемые, а также нерегулируемые устройства. Регулирование осуществляется за счет следующих факторов:

  • изменение скорости выхлопных газов перед входом в улитку турбины;
  • изменение объема воздуха, выходящего из турбины.

Наиболее популярные системы турбонаддува для дизельных авто:

  • WGT с вакуумным клапаном (газы сбрасываются в окружающее пространство мимо турбины);
  • ТК РСА оснащенный регулируемым сопловым аппаратом;
  • ТК типа WGT (благодаря дросселю давление выхлопных газов резко снижается перед входом в турбокомпрессор).

Принцип работы устройства ТК типа WGT представлен на рисунке:

  1. Преобразователь.
  2. Вакуумный насос.
  3. Клапан.
  4. Колесо турбины.
  5. Привод клапана.
  6. Патрубок подвода дыма к турбине.
  7. Труба для подачи сжатого воздуха к впускному коллектору.
  8. Потоки отработанных газов.
  9. Рабочее колесо, связанное общим валом с турбинным.

Основные плюсы и минусы турбины ТК типа WGT

Достоинства состоят в следующем:

  • простота конструкции;
  • легкость управления перепускным клапаном;
  • стабильное давление в широком диапазоне оборотов двигателя (от 2 000 до 4 500 об/мин).

К недостаткам относятся такие факторы:

  1. При выбросе газов мимо ТК наблюдается увеличение расхода топлива, а также возрастает количество вредных выбросов.
  2. При переходе ДВС на другие режимы появляются провалы в давлении воздуха (эффект турбоямы).

Конструктивные особенности и принцип работы ТК РСА

Такие турбокомпрессоры устанавливаются в дизельных двигателях объемом более 1, 4 литра. С их помощью удается увеличить крутящий момент мотора на фоне сравнительно невысоких оборотов. Это способствует существенному улучшению разгонных показателей автомобиля. Замечено, что при использовании турбин типа РСА заметно снижены вредные выбросы, наблюдается экономия топлива.

На графиках хорошо видны положительные изменения при эксплуатации двигателей, оснащенных этими турбинами в сравнении с ТК WGT:

Схема устройства воздушного турбокомпрессора ТК РСА с поворотными лопатками:

  1. Вход отработавших газов.
  2. Колесо турбинное.
  3. Поворачивающиеся лопасти.
  4. Трубка разрежения.
  5. Регулирующее колесо.
  6. Смазочное отверстие.
  7. Всасывающий патрубок.
  8. Подача воздуха под давлением на коллектор.

Преимущества турбин типа ТК РСА

При использовании конструкций данного типа выхлопные газы не попадают в атмосферу минуя, турбогенератор. Это дает большие преимущества:

  • экономичность работы системы;
  • снижение расхода топлива, моторного масла;
  • сведение к минимуму вредных влияний на экологию;
  • отсутствие провалов давления при переключении режимов;
  • рост давления воздуха (не менее 2,6 бар).
  1. Повышенная сложность конструкции.
  2. Необходимость в приборах электронного управления.

Чем интересен турбокомпрессор типа VST

Данное устройство разработано на основе предыдущих моделей, предназначено для дизельных моторов менее 1,4 литра.

Схема турбины типа VST:

  1. Колесо.
  2. Полость в виде улитки.
  3. Канал подведения отработавших газов.
  4. Заслонка.
  5. Перепускная полость.
  6. Приводной механизм.
Читать еще:  Ваз 2106 на холодную не крутит двигатель

Регулирование расхода выхлопа производится при помощи заслонки клапана. При ее открытии увеличивается раствор улитки и объем газа.

Если мотор работает на пониженных оборотах, отработанные газы поступают на колесо турбины через небольшое сечение улитки. При этом обеспечена скорость выхлопа, достаточная для поддержания стабильного давления кислорода для наддува.

Устройство, работа и характеристики турбокомпрессора

Турбокомпрессоры для КамАЗов устроены на удивление просто. В сущности, в турбокомпрессоре объединено два самостоятельных устройства — газовая турбина и центробежный компрессор.

Газовая турбина состоит из корпуса (который метко прозвали «улиткой») и крыльчатки (турбинного колеса или ротора), имеющей лопасти особой формы. В турбину подаются выхлопные газы двигателя, которые, проходя через канал корпуса, с силой ударяют о лопасти колеса и через центральное отверстие выводятся в выхлопную систему.

Центробежный компрессор имеет такое же устройство — в корпусе-улитке находится компрессорное колесо с лопатками особой формы. Воздух поступает в компрессор через центральное отверстие и через диффузор выходит во впускной коллектор двигателя.

Колеса турбины и компрессора связаны валом через центральный корпус, и именно посредством вала крутящий момент от турбинного колеса передается компрессорному. Тем самым, энергия для работы турбокомпрессора извлекается из энергии отработанных газов.

Принцип работы турбокомпрессора очень прост. Отработанные газы поступают в турбину, где они, ударяясь о лопасти турбинного колеса, передают ему свою кинетическую энергию — во время работы колесо раскручивается до 75 000 оборотов в минуту! Турбинное колесо через вал передает крутящий момент компрессорному — оно, забирая атмосферный воздух, с силой отбрасывает его к стенкам корпуса, разгоняя до высоких скоростей. Этот воздух поступает в сужающийся диффузор, где сжимается и под большим давлением подается во впускной коллектор, а через него — в камеры сгорания.

Так как турбина постоянно работает под высокими тепловыми и механическими нагрузками, ее корпус изготавливается из особо прочных сплавов. А большая скорость вращения колес возможна только при хорошей смазке подшипников (в турбинах для КамАЗов используют подшипники скольжения) — для этой цели турбокомпрессор через маслопроводы подключается к системе смазки двигателя.

Нужно сказать, что в КамАЗах установлены двухрядные V-образные двигатели, для которых оказалось целесообразным применять два турбокомпрессора — по одной на каждый ряд. Применение двух маленьких турбокомпрессоров гораздо удобнее, экономически выгоднее и эффективнее, чем использование одного большого.

Интересно, что турбины на КамАЗы отличаются малыми размерами: диаметры крыльчаток не превышают 61 мм, а диаметры корпусов турбины и компрессора ненамного больше 220 мм. При этом один компрессор весит не более 7 кг. И использование таких небольших агрегатов позволяет резко поднять мощность двигателя!

Ремонт турбокомпрессора

При нарушении герметичности в соединении между установочным фланцем турбины и выпускным патрубком коллектора замените стальную прокладку.

При появлении посторонних шумов, а также при повышенном дымлении и снижении мощности двигателя, связанных с техническим состоянием турбокомпрессора, отсоедините от турбокомпрессора приемную трубу глушителя и проверьте легкость вращения ротора.

При тугом вращении, заклинивании или задевании ротора о корпусные детали снимите турбокомпрессор.

Снимайте турбокомпрессор в такой последовательности:

— снимите воздухоочиститель (при снятии левого ТКР), соединительные патрубки, тройник;

— отсоедините трубку подвода масла к ТКР;

— ослабьте хомуты крепления соединительных патрубков корпуса компрессора;

— расконтрите и выверните болты выпускного коллектора, сместите выпускной коллектор назад, разъедините магистраль слива масла, снимите выпускной коллектор с ТКР в сборе.

Примечание. Для удобства последующего монтажа перед разборкой ТКР на корпусах турбины и компрессора нанести метки спаренности с корпусом подшипников;

— выверните шесть болтов крепления турбины и снимите корпус компрессора вместе с корпусом подшипников;

— выверните восемь болтов крепления корпуса компрессора и снимите его;

— промойте корпус компрессора и экран в дизельном топливе, удалите отложения;

— промойте корпус подшипника со стороны компрессора и удалите с поверхностей лопаток и корпуса отложения.

Внимание! Во избежание повреждения поверхностей лопаток и нарушения балансировки ротора не допускается использовать для удаления отложений металлические предметы и исправлять погнутые лопатки;

— проверьте целостность лопаток колес и отсутствие на них погнутостей. При наличии поврежденных лопаток замените турбокомпрессор.

Внимание! Ввиду того, что ротор турбокомпрессора при сборке балансируется с высокой точностью, разборка ротора ТКР не допускается. Полная разборка турбокомпрессора осуществляется на специализированных предприятиях, имеющих необходимое оборудование и приборы;

— соберите турбокомпрессор в обратной последовательности. Установку корпусов компрессора и турбины относительно корпуса подшипников проводите по меткам;

— затяните болты крепления корпуса компрессора с крутящим моментом 4,9-7,8 Н.м (0,5-0,8 кгс.м), болты крепления корпуса турбины с крутящим моментом 23,5-29,4 Н.м (2,4-3,0 кгс.м);

— проверьте легкость вращения ротора и отсутствие задевания его о корпусные детали при крайних его осевых и радиальных положениях;

— установите выпускной коллектор, затяните болты крепления с крутящим моментом 43,1-54,9 Н.м (4,4-5,6 кгс-м), законтрите болты.

Турбины в кулеростроении или шум против комфорта

Турбина! Как много в этом слове необычного, скоростного и относящегося к авиа и космической промышленности. Турбина одновременно проста и обладает большой мощностью, не даром турбореактивные двигатели используются в авиастроении и космической отрасли.

реклама

В компьютерной среде, на ряду с обычными кулерами, оснащенные радиатором и вентилятором, некоторые производители экспериментировали с турбинами и результаты таких экспериментов воплотились в серийные модели. О них мы и поговорим ниже. А пока стоит уточнить что же такое турбина.

Читать еще:  Что будет с двигателем если не работает турбина

Главный принцип работы турбины заключается в проталкивании огромного количества воздуха за короткий промежуток времени. Внутри каждого турбореактивного двигателя как правило находится компрессор и отсек сгорания топлива, который необходим для того, чтобы разогреть входящий поток воздуха начиная от 1500 и до 2000 градусов. Для того чтобы такая конструкция не расплавилась, используются специальные сплавы металлов, которые выдерживает подобные температуры.

реклама

В отличие от турбины в авиастроении, для процессорных кулеров главная задача не разогреть входящий поток, а наоборот мощным потоком воздуха охладить радиатор, который соприкасается с крышкой процессора. Такие кулеры производители начали производить достаточно давно, еще в начале 2000-х годов и ярким примером может служить модель Aero7 от Cooler Master.

Внешний вид кулера очень интересен и необычен. На стандартном радиаторе сверху установлена массивная пластиковая конструкция с турбиной голубоватого цвета, что наряду с медным основанием делает этот кулер неплохим декоративным элементом компьютера. Диапазон вращения данной турбины лежит в пределах от 1900 до 4500 оборотов в минуту. Шум от такого кулера находится на уровне 47.5 дБ.

реклама

Интересным решением также был кулер — Asus StarIce. Хотя он в классическом понимании не являлся турбинным кулером, но по своему строению и принципам работы его можно отнести к таковым.

Смотрелся такой кулер, установленный в материнскую плату монстроузно!

реклама

Скорость оборотов 80 мм крыльчатки лежит в диапазоне 2500 – 4500 об/мин. При низкой скорости вращения вентилятор работает на уровне шума — 47,9 дБ, а при максимальной скорости уровень шума уже поднимается до 62,8 дБ, который вряд ли уже можно назвать терпимым.

Еще CoolerMaster выпускала два кулера серии Jet, модель с индексом 7 и 4.

Обе модели кулера имеют оригинальный дизайн — они похожи на двигатель реактивного самолета. Это вполне объясняет название новой серии систем охлаждения, так как слово «jet» в переводе с английского означает «реактивный самолет». Скорость вращения турбины находится в пределах от 1900 до 3500 об/мин при заявленном уровне шума от 29,3 до 42,6 дБ.

Компания Thermaltake также не осталась в стороне и выпустил свой кулер с названием SpinQ, относящийся к турбинному типу. Данный кулер намного современнее, чем ранее рассмотренные выше.

Он совместим с Socket LGA1150, LGA775 и более ранними сокетам. Скорость вращения 80 мм. турбины не велика по отношению к предшествующим экземплярам и лежит в диапазон от 1000 до 1600 об/мин. На максимальных оборотах кулер издает шум на уровне 28 дБ. Это очень хороший показатель для такой конструкции.

Данный кулер имеет красивую голубую подсветку. Интересным с точки зрения дизайна, является турбинное изделие от Gigabyte с необычным названием — 3D Cooler Ultra GT.

Турбина кулера раскручивает от 2000 до 4500 об/мин, создавая шум на уровне от 20 до 45 дБ, что немного шумновато. Кулер также имеет 4 синих светодиода по периметру пластикового кожуха.

Компания Asus, помимо своего кулера для процессоров StarIce, также оснащала свои материнские платы мини-турбинными системами для охлаждения VRM и чипсета в некоторых своих премиальных линейках. Смотрелись такие решения инновационно, но шума издавали много.

Были также и другие реализации данного типа охлаждения у других производителей, но общий принцип работы оставался прежний. Для охлаждения процессоров у турбинных кулеров есть один значимый минус – они сильно шумят, в остальном же они ни чем не уступают обычным вентиляторам с крыльчаткой. А в плане дизайна, так и вовсе смотрятся необычно, вызывая не поддельный интерес, у тех, кто ранее таких кулеров не видел.

Есть сферы применения, где без турбинных кулеров не обойтись, это, прежде всего ноутбуки. Разместить в небольшом по высоте корпусе систему охлаждения не возможно и именно турбины здесь приходят на помощь. Бывает даже внешние решения для такого рода охлаждения.

Турбины для видеокарт начали появляться со времен 800-й серии NVidia GeForce GTX. И до настоящего времени такие решения были вполне оправданы. Если смириться с шумом, а в наушниках во время игры шум турбины будет не слышен, то из значимых плюсов такого решения можно отнести выдув всего горячего воздуха наружу из корпуса. Тем самым, лишние 100-250 Вт тепла не будут нагревать остальные компоненты системы.

(Nvidia GeForce 8800 GTX )

Совсем недавно на современных флагманах GeForce RTX 3090 можно было встретить турбо-кулеры, но в новостях промелькнуло, что ряд производителей сняли такие модели из производства. Так что, возможно, это было последнее семейство видеокарт с таким типом охлаждения.

Итого к плюсам разнообразных турбин можно отнести: инновационный и необычный дизайн, выдув горячего воздуха наружу (для видеокарт), плотное размещение нескольких видеокарт в системном бло. К минусам можно отнести разве что только повышенный уровень шума. К сожалению, на данном этапе времени производители перестали уделять свое внимание турбинным системам, мне хотелось бы увидеть такой кулер например от Noctua.

Если у вас были такие турбинные системы расскажите о своих плюсах и минусах. Ну а пока все ждут победы здравого смысла над майнингом и доступности видеокарт по рекомендованным ценам, посмотрите за окно, там лето!

Читать еще:  Форд фокус 2 щелкает стартер неисправность двигателя

Неисправности турбокомпрессоров

Турбокомпрессор — агрегат очень простой и надежный и, казалось бы, ломаться в нем просто нечему. Однако это не так, существует множество типов неисправностей турбокомпрессоров, а все из-за тех колоссальных нагрузок, которые испытывает агрегат во время работы.

Одна из главных причин выхода из строя турбокомпрессоров — недостаточное поступление масла. Вал турбокомпрессора во время работы делает до 75 000 оборотов в минуту, и в случае недостатка масла подшипники, в которых вращается вал, могут выйти из строя за несколько минут. А незначительное смещение или биение вала могут привести к его разрушению, а также к серьезным поломкам колес турбины и компрессора, и полному выходу из строя всего агрегата.

Интересно, что именно недостаток масла чаще всего становится причиной поломок турбокомпрессоров. А все дело в том, что агрегат питается маслом от двигателя, поэтому он может выйти из строя даже при остановке двигателя, работающего на высоких оборотах. Ведь в этом случае вал турбины вращается на высокой скорости, а после глушения двигателя масло в турбокомпрессор перестает поступать, и вал вращается в «сухих» подшипниках (причем из-за колоссальной скорости вращение может продолжаться несколько минут). В большинстве случаев поломка подшипников вызвана именно несоблюдением элементарных правил эксплуатации дизеля с турбокомпрессором.

Также довольно часто турбокомпрессор выходит из строя при попадании в него посторонних предметов. Причем ротору, вращающемуся с огромной скоростью, для поломки не нужно камня — достаточно попадания незначительного осколка поршневого кольца или клапана. А повреждение ротора компрессора возможно даже при попадании в него куска резины или ткани — в этом случае лопатки обычно не ломаются, а гнутся, в результате чего резко ухудшаются характеристики турбокомпрессора.

Существуют и другие причины поломок турбокомпрессоров, однако в большинстве случаев решение проблемы одно — покупка нового агрегата. Но почему? Разве ремонт турбокомпрессора не будет дешевле? Нет, не будет. Точнее, сам ремонт потребует меньших затрат, чем покупка нового агрегата, но после ремонта турбокомпрессор «отходит» недолго, и скоро его все равно придется поменять.

Сложность ремонта турбокомпрессоров заключается опять же в тех нагрузках, которым он подвергается. Здесь необходима очень высокая точность во время установки и обработки деталей, а отклонения даже в микроны повлекут за собой быстрый выход из строя отремонтированного агрегата. Для такой работы нужно применение специализированного высокоточного оборудования и инструмента, поэтому оправдан только ремонт дорогих турбокомпрессоров. А так как турбокомпрессоры на КамАЗ отличаются невысокой ценой, то за их ремонт никто не берется — проще и выгоднее купить новый агрегат.

Еще в этом разделе

Основные плюсы шариковой турбины

  • Получение на 20% мощности больше по сравнения с втулочными аналогами турбин
  • Уменьшение EGT за счет увеличения пропускной способности во всем диапазоне работы турбины.
  • Уменьшение времени реакции на педаль газа, и повышение крутящего момента в зоне низких частот вращения коленвала.

Линейка шариковыех турбин Black Performance

В линейке Black Performance представлены турбины от 350Hp до 1000Hp. Благодаря такому широкому спектру, можно подобрать турбину под конкретный объем мотора, задачу и получить максимальный результат. Так-же возможна сборка индивидуальной конфигурации либо адаптация в стандартные корпуса вашей турбины.

TurbineSize (Induce // Exducer)Weight
Garrett GT3060.00mm // 55.00mm310g
Gram-Ti66.00mm // 57.00mm179g
Garrett GT3568.00mm // 62.00mm340g

Каждую конфигурацию турбины можно изменить и адаптировать под ваши требования. Мы можем сделать тюнинг любой турбины, в том числе и апгрейд с турбин Garrett GT/GTX

Помимо тестов и разработок конфигураций в США, компания Forced-Performance так же развернули тестовую программу для своих дилеров по всему миру. Мы с гордостью говорим, что Forced-Performance Russia внесла весомый вклад в развитие продукта и его выход на рынок.

Техническая поддержка Forced-Performance Russia

Специалист по технической поддержке Forced-Performance Russia, Дмитрий Квасов:«Для нас было большой честью помочь Forced-Performance в разработке линейки турбин. Это позволило нам проверить в боевых условиях все конфигурации. Никаких нареканий по надежности и качеству у нас нет. Можно сказать что кастомные шариковые турбин от Forced-Performance это наилучшее соотношения цена качество. А при помощи индивидуальных конфигураций можно получить максимальную отдачу на любом моторе и под любую задачу.»

Ремонт и восстановление шариковых турбин

Все турбины серии Black Performance имеют абсолютную ремонтно пригодность, и полностью взаимозаменяемы с турбинами фирмы Garrett шариковой серии R. Благодаря этому, можно производить ремонт и полное восстановление с полностью заводским качеством. Всегда в наличии готовые шариковые картриджи для серии турбин Garrett GTX от GTX2860 до GTX4202. Стоимость ремонта турбины составляет от 40 000 руб (полностью новый картридж от Forced-Perfromance, цена действительна только в замен картриджа заказчика)

Реставрация и апгрейд турбин

Одной из новых услуг на российском рынке ремонта шариковых турбин, является полная реставрация и апгрейд турбин. Данная услуга актуальна например для турбин HKS, которые очень популярны на нашем вторичном рынке. Достаточно большое количество их турбо китов были куплены в бу состоянии, и уже не соответствуют своим заводским характеристикам. Благодаря нашему опыту, можно полностью переработать и восстановить их в состояние абсолютно новых турбин. Более подробно можно прочитать тут

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector