Почему турбина гонит масло
Moto-sol.ru

Автомобильный портал

Почему турбина гонит масло

Почему турбина гонит масло

Для «знатоков» турботехники это не вопрос: «Износились сальники…» (вариации: «некачественные сальники», «китайские сальники» и т.п.). Ответ неверный хотя бы потому, что сальников в конструкции турбины нет. Центральный корпус подшипников с обеих сторон (со стороны турбины и компрессора) герметизируется, но не сальниками, а бесконтактными динамическими уплотнениями лабиринтного типа.

На этом заканчиваю, будут еще полезные статьи.

(31 голосов, средний: 4,29 из 5)

Почему турбина гонит масло в интеркулер – варианты

Интеркулер важная часть системы питания турбированного двигателя. У него две задачи – легко пропустить через себя и одновременно охладить воздух. Любой сбой охладителя отражается на работе мотора. Теряется мощность, уменьшается крутящий момент, ухудшается динамика и растет потребление топлива. Появление масла в интеркулере не редкость, поэтому не стоит паниковать. В большинстве случаев, эта проблема легко исправима.

Назначение интеркулера

С момента появления двигателей внутреннего сгорания конструкторы работали над повышением их мощности. Они шли двумя путями – увеличением подачи горючего и объёма цилиндров. Сначала появились большие моторы с большой мощностью. Но количественный рост возможен до определённых величин, дальше ДВС будет возить сам себя, а не машину. И в легковое авто не установишь мотор грузовика. Поэтому пробовали не изменяя объём двигателя, увеличить подачу топлива. Топливный насос легко справляется с этой задачей. Но для эффективного сгорания необходим дополнительный воздух. В обычный двигатель он самостоятельно всасывается в цилиндр из атмосферы. Поступление воздуха в этом случае ограничено. Такие двигатели называют атмосферными и увеличение подачи топлива ведёт лишь к незначительному повышению мощности. Изобретение турбонаддува решило эту проблему и мотор получил дополнительный объём воздуха.

Турбина на ДВС появилась еще в начале ХХ века. Инженеры заставили выхлопной газ раскручивать лопасти, вращать компрессор и нагнетать дополнительный воздух в цилиндры. С помощью наддува улучшилось качество сгорания топливо – воздушной смеси. Поэтому при повышении мощности двигателя расход топлива не вырос. Первый турбо двигатель получил мощность на 120% больше атмосферного собрата. Сначала их применение ограничивалось судостроением и авиацией. Так было до начала 1960-х годов.

Турбины и интеркулеры, как впрочем очень многие нововведения, появились в автомобилях благодаря автоспорту. Тяга к скорости и победам привели к установке на автомобили турбонагнетателей. При равном объёме, современный спортивный двигатель с турбонаддувом имеет в три раза большую мощность и крутящий момент.

Но, повысив мощность инженеры получили проблему, связанную теперь уже с качеством воздуха. Он нагревается дважды – горячей турбиной и из-за сильного сжатия. Получается, что чем сильнее давление, тем выше температура воздуха. Двигатель просто начинает «задыхаться» и плюсы турбонаддува превращаются в минусы. Двигатель в таком режиме сильнее греется, перерасходует топливо, теряет мощность и может детонировать.

Охладить воздух и уменьшить нагрев подаваемой в цилиндры топливо – воздушной смеси помог интеркулер. Как и всё гениальнее он прост и похож на обычный радиатор охлаждения. Устанавливается между турбиной и впускным коллектором. Проходя через него горячий воздух от турбины охлаждается и поступает в цилиндры с температурой 50 – 60 °C. Прохладным воздухом двигателю легче «дышится», поэтому установка охладителя может прибавить до 20% мощности.

По типу охлаждения интеркулеры различаются на два вида – воздушного и водяного.

Воздушный – это набор трубок через которые проходит воздух. Отводят тепло медные или алюминиевые пластины которые «нанизаны» на трубки. Конструкция проста и надежна. Но не лишена недостатков. Такой интеркулер имеет достаточно большие габариты и ему постоянно необходим обдув. Поэтому чаще всего располагают в бампере или перед радиатором охлаждения двигателя. В бампере делают отверстия для встречного потока воздуха.

В водяном, трубы заключены в теплообменник и охлаждаются жидкостью. Для него требуется ещё установка радиатора, насоса, труб и устройства управления. Сложная конструкция и специфика эксплуатации сделали его не очень популярным. Жидкостный приходит на помощь только, когда невозможно установить громоздкий воздушный.

Почему турбина гонит масло в интеркулер

Механизмы турбины работают на высоких оборотах и требуют хорошей смазки. Масло поступает из системы двигателя, смазывает узлы турбины и потом сбрасывается в картер. Именно это масло при неблагоприятных обстоятельствах, и может попасть в интеркулер.

Никому из автовладельцев не хочется услышать от мастера: Турбина погнала масло. Это значит, что устройство приходит в негодность и скоро потребуется ремонт или замена. Казалось бы, виновата сама турбина. Но это не так. Скорее всего её подвели помощники, по которым поступают масло и воздух. Турбина очень сложный и капризный механизм, работающий на больших оборотах. Что бы она хорошо справлялась с обязанностями нужны чистые масло и воздух, в достаточных количествах и под оптимальным давлением. Поэтому первым делом нужно обратить внимание на маслопровод, воздуховод и воздушный фильтр.

Деформация сливного маслопровода

Выяснить эту причину замасливания проще других. Достаточно осмотреть маслопровод. По нему смазка сбрасывается в картер двигателя. Если трубка пережата, деформирована или неправильно изогнута, то масло по ней плохо отходит из подшипникового узла. Оно просачивается через уплотнители в корпус турбины и нагнетается через интеркулер в цилиндры. В этом случае простая замена недорогой трубки убережёт от дорогостоящего ремонта.

Загрязнение маслопровода

Масло из турбины стекает в картер самотёком. Поэтому даже простое загрязнение трубки приводит к затруднению слива и повышению давления в узлах турбины. Причинами могут быть:

  • использование некачественного масла
  • несвоевременная замена
  • плохой герметик
  • неправильно установленные прокладки

Под воздействием температуры грязные и дешёвые масла образуют нагар на внутренней поверхности и забивают маслопровод. Плохо установленные прокладки перекрывают входные отверстия. Герметик под воздействием температуры может попасть в трубку. Поэтому нужно использовать рекомендованное автопроизводителем масло и своевременно его менять. При монтаже маслопроводов применять термо и маслостойкие герметики. Внимательно и аккуратно устанавливать прокладки под фланцы. А загрязненный маслопровод необходимо снять и промыть.

Неисправный воздуховод

Воздуховод это обычная резиновая трубка, которую можно проколоть, порвать, пережать или прожечь. Его неисправность нарушит работу турбины и вызовет появление масла в интеркулере. Обычно воздуховод легко доступен и осмотр не вызывает затруднений. Любые повреждения свидетельствуют в пользу покупки нового. Стоит он недорого и меняется легко.

Критическое загрязнение воздушного фильтра

Воздух поступающий в двигатель загрязнен пылью, абразивом, выхлопными газами и прочими вредными частицами. Вся грязь скапливается на воздушном фильтре и он успешно справляется с обязанностями до определённого времени. Засорение фильтра атмосферного ДВС ведет к потере мощности и перерасходу топлива. В турбо моторах к этим проблемам может добавиться появление масла в интеркулере.

Грязный фильтр затрудняет поступление воздуха и на входе в турбину создаётся разрежение. Разрушаются уплотнители, и масло поступает в камеру нагнетания. Турбина начинает гнать его через охладитель в цилиндры.

Турбированные двигатели потребляют много воздуха, поэтому фильтр забивается чаще обычных и требует повышенного внимания.

Очистка

Грязный интеркулер не пропускает воздух и нивелирует работу турбины. Поэтому после устранения неисправностей его необходимо очистить. Это можно сделать только демонтировав охладитель. При очистке нежелательно применение бензина, керосина, уайт-спирита и подобных веществ.

Для промывки нужно приобрести специальный очиститель масляного нагара. Важно, что бы он не был агрессивен к материалу из которого изготовлен интеркулер. Что бы промыть, нужно следовать инструкции очистителя. Затем необходимо промыть охладитель проточной водой без напора. Скорее всего потребуется пять – шесть промывок, прежде чем из трубок потечёт чистая вода. Остатки воды выгоняют воздухом. Она ни к чему в системе питания двигателя. Давление компрессора должно быть минимальным. После этого чистый и сухой кулер можно ставить на двигатель.

О важности своевременной диагностики

Масло в системе питания двигателя приводит к фатальным последствиям. Это поломка турбины, закоксовывание колец, прогорание поршней и клапанов и прочие неприятности. Даже небольшое появление масла в интеркулере должно насторожить владельца. Необходимо прекратить эксплуатацию авто и провести диагностику. Это убережёт от замены агрегатов и дорогостоящего ремонта двигателя.

Попадание масла в интеркулер – распространенная неисправность турбированных моторов. Она вызвана особенностями конструкции и работы турбины. Неприятный симптом, который сигнализирует, что двигателю нужно уделить пристальное внимание. Просто так эту проблему оставлять нельзя. Если самостоятельная диагностика не прояснила ситуацию, нужно обратиться к профессионалу.

Утечка масла из турбокомпрессора: причины и способы устранения

Наиболее часто владельцы турбированных машин обращаются к нам и нашим коллегам со словами «турбина погнала масло, отремонтировать сколько будет стоить, а есть такая нормальная бэушная?». Далее выбирается какой-либо вариант по тексту или ставится заглушка. Но на самом деле причиной утечки масла в большинстве случаев является не турбокомпрессор, а неправильная его установка или неправильные обслуживание и эксплуатация двигателя. Чтобы понять из-за чего же «турбина погнала масло» рассмотрим следующие моменты:

  1. Масло внутри турбокомпрессора
  2. Уплотнения
  3. Масло во впуске/выпуске компрессора
  4. Масло на выходе из компрессора
  5. Масло на выходе из турбины

Масло внутри ТКР

Масло под давлением через напорную магистраль подается в корпус подшипников турбокомпрессора. Проходя через подшипники с большой скоростью, масло смешивается с воздухом (картерными газами). На выходе из подшипников масло, смешанное с воздухом, представляет собой уже некую пену, которая под действием силы тяжести сначала стекает вниз корпуса подшипников турбокомпрессора, а затем по сливной магистрали в масляный поддон двигателя. Если на ее пути окажется какое-либо препятствие, то она начнет собираться в корпусе. Когда уровень масляной пены превысит уровень уплотнений, масло начнет поступать в корпусы турбинного и компрессорного колес(горячую и холодную улитки) через промежуток в уплотнительном кольце.

Уплотнения

Наиболее частой ошибкой в представлениях о турбокомпрессоре является представление о назначении уплотнений со сторон турбинного и компрессорного колес. Основным назначением этих уплотнений является предотвращение попадания газов под высоким давлением в корпус турбокомпрессора и далее в картер двигателя. Тот факт, что эти уплотнения не дают маслу попадать в корпуса турбинного и компрессорного колес, вторичен. Турбокомпрессоры некоторых моделей производятся даже без уплотнения со стороны турбинного колеса. Почти во всех случаях утечка масла из турбокомпрессора не является следствием нарушения уплотнений, хотя существуют и исключения из этого правила.

Масло во впуске/выпуске компрессора

Причиной некоторых «утечек» является воздушный фильтр. В воздушном фильтре (мокрого типа) с уже загрязненным маслом или недостаточной емкости воздух, проходящий через него с большой скоростью, может захватывать капли масла и нести их в корпус компрессора. Такаю «утечку» можно наблюдать только на выходе из компрессора, а чтобы ее устранить необходимо заменить либо масло в фильтре, либо заменить фильтр на другой.

Масло на выходе из компрессора

Воздушный фильтр сухого типа после продолжительной работы забивается частицами пыли, его сопротивление увеличивается и следовательно увеличивается падение давления на нем. Появляется небольшой вакуум на входе в компрессор. Этот вакуум никак не влияет на утечку масла, если двигатель работает при средних или больших нагрузках, потому что за компрессорным колесом существует избыточное давление. При работе двигателя на холостых оборотах или при малых нагрузках вакуум образуется не только на входе в компрессор, но на выходе из него. Если такое состояния продлится некоторое время, то масло начнет высасываться из корпуса подшипников турбокомпрессора и попадать во впускной коллектор двигателя. Решение такой проблемы довольно простое. Можно либо установить датчик между воздушным фильтром и турбокомпрессором, который будет показывать когда необходимо заменить фильтр, либо проводить замену фильтра в соответствии с требованиями производителя авто.

Масло на выходе из турбины

Обычно утечка масла на выходе из турбины свидетельствует о проблемах в дренажной системе. Что-то заставляет подниматься масляную пену выше уровня уплотнений. Необходимо убедиться в том, что сливная гидролиния находится в вертикальном положении (максимально допускается 35 градусное отклонение от вертикального положения), и что она не имеет загибов, в которых может собираться масло. Также необходимо убедиться в том, что сливная гидролиния присоединяется к двигателю в таком месте, которое не создает дополнительного сопротивления течению масла и находится выше уровня масла в картере.

Правила эксплуатации турбокомпрессора

Турбокомпрессор работает в тяжелых условиях: высокая температура отработавших газов (до 1050С) и большая частота вращения вала (до 280.000об/мин). Масло, подаваемое в турбокомпрессор для смазки и охлаждения, забирается из масляной системы двигателя, необходимо, чтобы оно было всегда чистым и соответсвовало требованиям, предъявляемым изготовителем двигателя. После запуска необходимо дать поработать двигателю в режиме холостых оборотов примерно 1 минуту. Это необходимо для того, чтобы давление масла в системе смазки поднялось до рабочего, и масло попало в подшипники турбокомпрессора. Перед выключением двигателя также следует дать ему поработать несколько минут(1-3) в режиме холостых оборотов для того, чтобы дать возможность деталям турбокомпрессора остыть.

Факторы, влияющие на срок службы турбокомпрессора (турбины).

Анализ повреждений турбокомпрессоров показывает, что около 40% повреждений являются следствием попадания посторонних предметов на лопатки компрессорного или турбинного колес. Еще 40% повреждений вызваны неисправностью системы смазки. Оставшиеся 20% повреждений вызваны другими причинами.

К посторонним предметам, которые часто попадают на лопатки турбинного колеса, относятся: отломившиеся части клапанов и камеры сгорания; неправильно установленная прокладка (части прокладки могут оторваться и попасть в выпускной коллектор); болты, гайки и шайбы, которые при замене турбокомпрессора падают в выпускной коллектор; отломившиеся части поршней ДВС. Все эти предметы, даже при незначительном своем размере, приводят к серьезному повреждению турбинного колеса.

Повреждение компрессорного колеса от попадания посторонних предметов случается реже, чем турбинного колеса. К посторонним предметам, попадающим на компрессорное колесо, относятся: элементы воздушного фильтра; кусочки резины или армирующей проволоки, оторвавшиеся от впускных патрубков; болты, гайки и шайбы, попавшие во впускной патрубок при замене турбокомпрессора.

Неисправностей системы смазки, вызывающих повреждения турбокомпрессора, может быть несколько. Наиболее часто встречаются отложения в трубопроводах, по которым подается и отводится масло в турбокомпрессор. Эти отложения значительно уменьшают площадь проходного сечения трубопровода, а иногда и полностью забивают трубопроводы. Для нормальной работы турбокомпрессора очень важно, чтобы при тяжелых условиях работы подавалось определенное производителем количество масла в подшипники турбокомпрессора. Масло перед подачей в подшипники обязательно должно пройти через фильтр. При постоянной подаче чистого масла в необходимых количествах подшипники турбокомпрессора могут проработать тысячи часов без заметного износа.

Повреждения турбокомпрессора могут быть вызваны также повышенной температурой отработавших газов при работе машины на больших высотах над уровнем моря. Любой двигатель, который работает при температурах близким к предельным на уровне моря, превысит эти температуры на высоте 1500м над уровнем моря. Также работа на таких высотах над уровнем моря может привести к превышению максимальной скорости вращения вала турбокомпрессора. Поэтому необходимо в соответствии с требованиями производителя изменить систему подачи топлива. Кроме этого, на увеличение температуры отработавших газов занчительное влияние оказывают: позднее зажигание, бедная сместь и поздний момент впрыска.

Повышенное сопротивление на впуске, причинами которого могут быть воздушный фильтр, поврежденные соединения или патрубки недостаточного диаметра, ведет к уменьшению количества воздуха, поступающего в цилиндры, и повышению температуры отработавших газов. Повышенное сопротивление на впуске и работа на больших высотах над уровнем моря могут привести к поломке корпуса турбинного колеса и даже к поломке самого турбинного колеса под действием высоких температур.

Если не менять воздушный фильтр в соответствии с требованиями производителя, то существует высокая вероятность отложения грязи в корпусе компрессорного колеса, что приведет к уменьшению поступления воздуха в цилиндры и далее к перегреву. Так же неплотно прилегающие прокладки во впускном и выпускном коллекторе приводят к уменьшению подачи воздуха.

Иногда соединения турбокомпрессора с впускным и выпускными коллекторами сделаны так, что расширение выпускного коллектора и других частей, соединенных с турбокомпрессором, вызывают действие больших нагрузок на элементы турбокомпрессора. Эти нагрузки могут привести к изменению размеров корпусов турбинного и компрессорного колес так, что колеса начнут тереться по корпусам. Недостаточно жесткое крепление турбокомпрессора к двигателю, которое не может предотвратить чрезмерную вибрацию турбокомпрессора, может вызвать так же искажение формы элементов турбокомпрессора и привести к поломкам.

Поломку турбокомпрессора можно практически исключить, если не допускать попадания посторонних предметов на лопатки турбинного и компрессорного колес, превышения допустимых температур работы турбокомпрессора и если обеспечить подачу качественного масла в турбокомпрессор в требуемом количестве.

TiAX › Блог › Турбина гонит масло — точно ли дело в турбине?

Одной из типичных неисправностей турбокомпрессора является выброс моторного масла во впускной коллектор (или в интеркулер, если он есть) или в выхлопную систему. Но всегда ли при таких симптомах можно однозначно судить о неисправности турбины? Нет, далеко не всегда. Существует ряд причин, по которым даже полностью исправный турбокомпрессор выбрасывает масло в горячую или в холодную улитку, или в обе сразу.

Рассмотрим конструкцию одного из самых распространенных по применяемости на легковых автомобилях турбокомпрессора производства Garrett GT15. Внутренняя полость корпуса подшипников турбокомпрессора изолирована от системы впуска двигателя уплотнительным кольцом и от системы выпуска уплотнительным кольцом. Но, несмотря на то, что эти кольца помогают избежать утечек масла (особенно на холостом ходу двигателя, когда обороты ротора турбокомпрессора невысокие), они в действительности не являются основными масляными уплотнениями. Их нужно рассматривать как элементы, затрудняющие утечку воздуха и газов между турбиной, компрессором и корпусом подшипников. В обычном режиме работы турбокомпрессора давление в турбине и компрессоре больше давления в корпусе подшипников. Часть газов из турбины и часть воздуха, сжатого в компрессоре, попадают в корпус подшипников и вместе с моторным маслом по сливному маслопроводу проходят в масляный картер двигателя.

Основные масляные уплотнения турбокомпрессора являются уплотнениями динамического типа, работающие на основе использования центробежных сил для предотвращения утечек масла из корпуса подшипников. На валу со стороны турбинного колеса выполняются две канавки. Канавка, расположенная ближе к турбинному колесу, предназначена для установки в нее уплотнительного кольца. Вторая канавка и разница диаметров выполняют роль динамического масляного уплотнения.Отработанное масло под действием центробежных сил разбрызгивается внутри корпуса подшипников и далее стекает через маслосливное отверстие турбокомпрессора.

Аналогично работает динамическое масляное уплотнение со стороны компрессора. Его роль выполняет разница диаметров наружней упорной втулки.

Использование иных масляных уплотнений в турбокомпрессорах (например сальников, манжет и т.д.) не представляется возможным из-за огромных скоростей вращения валов, при которых контактные системы уплотнений во-первых создадут слишком большое сопротивление вращению вала, во-вторых слишком быстро выйдут из строя. Правда существуют так называемые карбоновые масляные уплотнения — аналог сальниковых уплотнений (такие уплотнения применяются в автомобильных водяных насосах), но карбоновые уплотнения применяются только на низкооборотистых турбинах (до 80 тыс. об/мин), и то далеко не на всех.

Итак, основным условием нормальной работы турбокомпрессора (в плане отсутствия утечек масла) является нормальная работа его динамических уплотнений. Динамические уплотнения, в свою очередь, могут нормально работать только в воздушном пространстве, то есть только тогда, когда внутренняя полость корпуса подшипников свободна от моторного масла. Если корпус подшипников по каким-либо причинам заполняется (“подпирается”) маслом или нарушается баланс давлений внутри корпуса подшипников и извне его, динамические уплотнения практически перестают работать, происходит утечка масла через уплотнительные кольца в корпус комрессора и в корпус турбины.

Рассмотрим причины, по которым возникает такая ситуация.

Не работает (или плохо работает) по каким-либо причинам система вентиляции картера двигателя.

Система вентиляции картера любого двигателя внутреннего сгорания предназначена для устранения избыточного давления в картере двигателя, возникающего вследствие прорыва газов из камеры сгорания в картер при работе двигателя. Патрубок вентиляции картера любого ДВС подключаестя к зоне пониженного давления (т.е. разряжения). В нетурбированных двигателях это, как правило, впускной коллектор, в двигателях с турбонаддувом это всасывающий патрубок турбокомпрессора. Сливная масляная магистраль турбокомпрессора подключается к масляной системе двигателя, как правило, ниже нормального уровня масла в картере. Таким образом, если в картере возникает избыточное давление картерных газов, масло не может нормально сливаться по сливной магистрали турбокомпрессора, оно “подпирается” в корпусе подшипников со всеми вытекающими отсюда последствиями. Причиной этого может быть сильная закоксованность масляного сепаратора системы вентиляции картера, закоксованность патрубка системы вентиляции картера, перелом или зажатие этого патрубка и т.д.

Затруднен нормальный слив отработанного масла по сливной магистрали турбокомпрессора по различным причинам (закоксованность, попадание посторонних предметов, остатков старой прокладки, герметика). Определить и устранить эту причину не составляет большого труда.

Затруднен забор воздуха на турбокомпрессор. Попросту говоря, “забит” воздушный фильтр или частично заблокирован воздухозаборный патрубок (например сильно перегнут, за счет чего уменьшается его проходное сечение).

При работе турбокомпрессора за счет динамических сил за вращающимся на огромной скорости турбинным колесом создается некоторое разрежение. Если возникает излишнее сопротивление забору воздуха, это разрежение многократно увеличивается, масло просто “высасывается” из среднего корпуса турбокомпрессора.

Затруднен выброс отработанных газов через выхлопную систему.

Излишнее сопротивление в выхлопной системе (засорен или закоксован катализатор, неисправна или замята банка глушителя и т.д.) вызывает увеличение давления в “горячей” улитке турбокомпрессора, что вызовет прорыв выхлопных газов в средний корпус турбокомпрессора и увеличение давления внутри его, что, в свою очередь, вызовет выброс масла со стороны компрессора.

При наличии одной или нескольких вышеприведенных причин даже полностью исправный турбокомпрессор будет выбрасывать масло, а из выхлопной трубы будет валить сизый дым.

В итоге хочу заметить, что появление масла во впускном коллекторе или в интеркулере вообще может не иметь отношения к турбине. В первую очередь при появлении таких симптомов следует проверить всю ту же систему вентиляции картера двигателя, в каком она состоянии и что в ней делается. При неисправности системы вентиляции или, в конце концов, самого двигателя, масло через патрубок вентиляции картера будет попадать в воздухоподающий патрубок турбокомпрессора и далее в интеркулер и впускной коллектор.

Информация взята из поста на форуме ауди-клуб от участника с ником “спортсмен 44”.

Читать еще:  Как поменять лампочку ближнего света на калине
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector