(7 голосов, среднее: 4. 1 из 5)

Как диагностировать и отремонтировать неисправный турбокомпрессор вашего дизеля

Современные дизельные двигатели великолепны. Они работают тихо, очень мало загрязняют окружающую среду, производят тонны крутящего момента и очень эффективны при перемещении тяжелых транспортных средств, в которые они установлены. Средний 3/4- и 1-тонный пикап в настоящее время весит ошеломляющие 8000 фунтов или более, но вас может удивить, что даже с массой и аэродинамикой взрослого слона они все еще могут достигать 20 миль на галлон в пустом состоянии. . Кроме того, эти пикапы по-прежнему относительно проворны, учитывая их массу, и могут быстро уйти с дороги благодаря 1000 фунт-футам. или крутящий момент.

Есть несколько причин, по которым дизельный двигатель может достигать таких выдающихся результатов. Во-первых, они имеют степень сжатия около 16:1, что помогает увеличить выработку мощности, во-вторых, они впрыскивают топливо в камеру сгорания под чрезвычайно высоким давлением, что приводит к максимально эффективному сжиганию топлива, в-третьих, они имеют сложные блоки управления двигателем. которые постоянно контролируют и регулируют условия эксплуатации, и, наконец, используют турбокомпрессор.

Как работает турбо

Безнаддувный двигатель смешивает воздух с топливом для создания мощности, но количество воздуха, которое он может проглотить (и, в конечном счете, количество энергии, которое он может произвести), ограничено его физическим рабочим объемом и количеством времени, в течение которого клапан открыт, когда поршень движется вниз на такте впуска. Двигатель с турбонаддувом преодолевает этот предел, принудительно подавая воздух в камеру сгорания, и вместе с дополнительным воздухом он может впрыскивать больше топлива, что приводит к увеличению мощности и крутящего момента. Бензиновые двигатели с турбонаддувом, такие как Ecoboost V6 в F-150, развивают максимальное давление наддува около 15 фунтов на квадратный дюйм, но в дизельных двигателях эти цифры намного выше. Стандартные грузовики работают под давлением около 30 фунтов на квадратный дюйм, но на модифицированном дизеле значения могут варьироваться от 40 до 100 фунтов на квадратный дюйм (а иногда даже больше).

После выхода из двигателя выхлопные газы направляются в корпус турбины, где они вращают турбинное колесо. С турбиной соединен вал, а с противоположной стороны находится колесо компрессора, которое всасывает свежий воздух и нагнетает его в двигатель. Если бы вся энергия выхлопа двигателя могла вращать турбокомпрессор, он создавал бы слишком большое давление наддува и превышал бы скорость турбонагнетателя, поэтому есть два разных метода, используемых для удержания турбонагнетателя под контролем. Первый — это простое механическое устройство, называемое вестгейтом. Это клапан, который находится в потоке выхлопных газов перед корпусом турбины, и при достижении желаемого давления наддува или скорости турбонаддува клапан открывается с помощью диафрагменного привода и позволяет некоторому количеству выхлопных газов обходить турбину и выходить через выхлопную трубу. Дизельные модели с вестгейтом включают LB7 Duramax, 5,9Cummins (2007 г. и ранее) и 7.3 Powerstroke.

По мере развития технологий двигателей в середине 2000-х годов конструкторы нашли лучший способ не только ограничить скорость вращения вала турбонагнетателя, но и сократить время разгона турбонагнетателя при низких оборотах двигателя с помощью турбонагнетателей с изменяемой геометрией. Звучит сложно, но, по сути, внутри выхлопной трубы есть ряд лопастей или сопел, которые направляют газы в разные области турбинного колеса. Это позволяет турбонаддуву реагировать быстрее и производить больше лошадиных сил при низких оборотах двигателя, а также обеспечивает достаточный объем потока при высоких оборотах двигателя без чрезмерного вращения турбокомпрессора. VGT сочетают в себе преимущества как малого, так и большого турбонаддува и играют центральную роль в эффективности и мощности современных двигателей с системой Common Rail. Грузовики, использующие VGT, включают Ford 2003 года и новее, GM 2004. 5 и новее, а также Ram 2007.5 и новее.

Может ли Турбо выйти из строя?

По большей части заводские турбокомпрессоры очень надежны и редко выходят из строя, но когда они выходят из строя, может быть трудно правильно диагностировать их и производить ремонт, а из-за стоимости нового турбокомпрессора его не хочется заменять если это действительно необходимо. Если турбонаддув находится на выходе, он может проявлять такие симптомы, как снижение мощности, уменьшение расхода топлива, странные жужжащие/свистящие звуки, иногда избыточный дым из выхлопных газов, и в большинстве случаев будет отображаться индикатор проверки двигателя или сообщение. на приборной панели. Если у вашего грузовика есть манометр наддува, он, скорее всего, покажет более низкое давление, чем обычно, поэтому обратите внимание и на это. Если вы заметили более низкое давление, чем обычно, но никаких других симптомов, разумно выполнить тест на утечку наддува, прежде чем двигаться дальше, чтобы убедиться, что вы не теряете воздух через порванный чехол или поврежденную трубку охладителя наддувочного воздуха.

Центральный вал турбокомпрессора вращается либо на бронзовой втулке, либо на шарикоподшипнике, но в любом случае вал смазывается маслом под давлением из двигателя. Из-за скоростей, с которыми вращается вал, смазка имеет решающее значение для длительного срока службы, но иногда из-за пренебрежительного обслуживания, утечек или даже засорения подающих линий турбокомпрессору может не хватать масла. Когда это происходит, вал не будет вращаться так быстро, как обычно, а количество трения и тепла внутри значительно возрастет. Это может вызвать ускоренный износ главного вала, а колесо компрессора или турбины может даже удариться о стенки корпуса, что приведет к катастрофическому отказу турбокомпрессора. Если вы заметили какие-либо симптомы и подозреваете, что это происходит, лучше всего снять впускную трубу с турбонаддува и заглянуть внутрь. Визуальные признаки могут включать чрезмерную масляную пленку внутри корпуса компрессора, царапины в местах трения компрессора о корпус или повреждение лопастей компрессора. Одним из явных признаков того, что у вас проблема со смазкой и подшипником, будет люфт на конце вала. Турбина с шарикоподшипником обычно не имеет никакого люфта, а турбина с опорным подшипником обычно имеет незначительный люфт из стороны в сторону, но если вы можете переместить колесо компрессора достаточно, чтобы коснуться корпуса, и вы увидите доказательства того, что это происходит, когда двигатель работает (например, царапины), турбина расстреляна и должна быть заменена.

Обычно такое повреждение наблюдается только на двигателях с очень большим пробегом или на очень старых грузовиках, но гораздо более распространенная проблема с современным дизельным турбокомпрессором связана с VGT. Поскольку в очень горячей и грязной зоне есть несколько движущихся частей, иногда лопасти в турбине VGT могут застрять, металлические детали, отвечающие за их перемещение, могут изнашиваться или приводной механизм может выйти из строя. В турбинах Cummins 6.7, 6.4 Powerstroke и L5P Duramax используется привод электродвигателя, а в турбинах 6. 0 Powerstroke, LLY через LML Duramax и 6.7 Powerstroke используется электронный соленоид и давление моторного масла для управления положением лопасти. Есть несколько способов проверить каждый из них, и на масляном соленоиде Garrett VGT (используемом как в приложениях Duramax, так и в Powerstroke) это делается путем измерения сопротивления на электрической катушке соленоида. Если оно составляет от 3,4 до 4,2 Ом при температуре моторного масла 73°F, соленоид в порядке, а проблема заключается в заклинивших лопастях или изношенном унисонном кольце внутри турбины. Чаще всего, если у вас возникают проблемы с VGT, это происходит из-за чрезмерного накопления внутри выхлопной трубы. На движущихся частях может скапливаться много сажи или нагара, и как только он станет достаточно густым, лопасти больше не смогут двигаться, когда привод пытается это сделать, что приводит к вялой реакции турбонаддува.

Предлагаемые запасные части и модернизация

Если вы подозреваете, что привод или соленоид управления вышли из строя, стандартные запасные части легко доступны, и заменить их обычно несложно. Кроме того, в большинстве случаев, когда у вас возникают проблемы с турбокомпрессором, его необходимо полностью снять с двигателя и разобрать, чтобы осмотреть внутренние детали. Если проблема заключается только в скоплении грязи, вы можете обойтись тщательной очисткой и вернуться в путь, но если есть внутреннее механическое повреждение, решение состоит в том, чтобы заменить все это, а не восстанавливать его. Да, доступны ремонтные комплекты с новыми подшипниками и уплотнениями, и, конечно, вы можете купить новые колеса компрессора и турбины, но обычно, если вам нужны новые вращающиеся части, корпуса также будут повреждены, и в этот момент вы Лучше просто взять совершенно новую турбину. К счастью, стандартные сменные турбокомпрессоры доступны для всех распространенных дизельных грузовиков, и они будут поставляться в комплекте с новыми соленоидами, приводами, датчиками, а также новыми механическими деталями.

Я никогда не упущу возможности для модернизации, и положительная сторона неисправного турбокомпрессора заключается в том, что вы можете улучшить приемистость, мощность и эффективность своего двигателя, установив турбонагнетатель вторичного рынка. Такие компании, как BD-Power, ATS Diesel, Calibrated Power или Fleece Performance, могут взять серийный турбокомпрессор и добавить немного своего специального соуса, чтобы улучшить поток воздуха через выхлопные лопасти, установить немного больший компрессор и турбинное колесо, а также модернизировать подшипники. Это дает вам более надежный турбонаддув, который пропускает больше воздуха и раскручивается быстрее, чем стандартная версия, что означает большую мощность, лучшую реакцию дроссельной заслонки и более холодный выхлопной газ. Самое популярное снижение при обновлении находится в диапазоне 63-64 мм, и в этом размере практически нет недостатков. Они встанут прямо там, где вышел ваш оригинал, а это значит, что все ваши существующие впускные и выпускные трубы будут по-прежнему работать, а турбонаддув может поддерживать мощность около 650 лошадиных сил.

Еще одна модернизация, которую стоит установить, если турбонагнетатель должен выйти, — это выпускной коллектор (ы), верхняя и нижняя трубы для увеличения потока выхлопных газов в и из вашего нового турбокомпрессора. Например, на Duramax коллекторы высокого расхода PPE и верхние трубы снизят температуру выхлопных газов, сократят время включения и снизят давление в выхлопном приводе. Они подключаются к вашим заводским компонентам турбонаддува и выбросов без каких-либо модификаций, что означает, что они также легальны в 50 штатах. Если у вас есть Cummins, вам не нужно модернизировать верхние трубы, потому что турбонаддув соединяется непосредственно с выпускным коллектором, но выпускной коллектор ATS Pulse Flow предлагает те же преимущества, что и коллекторы PPE на Duramax. В дополнение к более низкому EGT, более быстрому запуску и большей мощности, коллектор ATS состоит из двух частей с соединением со скользящей посадкой посередине. Известно, что из-за длины двигателя Cummins цельные стоковые коллекторы трескаются из-за теплового расширения, но конструкция двухкомпонентного коллектора ATS со скользящей посадкой предотвращает это. Опять же, все ваше существующее оборудование для выбросов по-прежнему будет прикреплено, что делает ATS Pulse Flow законным обновлением в 50 штатах. 9Высокопроизводительный выпускной коллектор и верхние трубы 0003 PPE практически на любой год. Duramax — одна из лучших инвестиций, которые вы можете сделать, и самое лучшее время, когда вы меняете турбину.

Снятие турбонаддува Cummins

Снятие турбонаддува с любого дизельного двигателя можно выполнить в домашних условиях с помощью в основном основных ручных инструментов, и мы начнем обзор с Cummins. Первый шаг — отсоединить кабели от обеих батарей, а затем удалить простые вещи, которые мешают, такие как воздухозаборная трубка и коробка фильтра. Затем отсоедините трубку CAC, идущую от турбокомпрессора к промежуточному охладителю, а затем отсоедините выпускную трубу. Там будет линия подачи и возврата масла, которую необходимо отсоединить, а также линии охлаждающей жидкости. Если у вас Cummins 2007.5 или более поздней версии, необходимо отсоединить жгут привода VGT. Там будет четыре болта, которые крепят турбину к выпускному коллектору, и как только они будут ослаблены, турбину можно будет убрать с дороги. Можно снять турбину с выпускным коллектором, все еще прикрепленным болтами к двигателю, но доступ к двум ближайшим к блоку болтам турбины очень затруднен. Хотя может показаться, что это немного больше работы, вы также можете оставить турбонаддув прикрученным к выпускному коллектору, но вместо этого снимите коллектор с двигателя с прикрепленным турбонаддувом, но просто приготовьтесь к небольшому подъему тяжестей. С коллектором и турбиной на скамейке будет очень легко снять те, что внутри двух креплений. Если вы планируете модернизацию выпускного коллектора, сейчас самое время это сделать. После завершения разборки осмотрите линии подачи и слива масла на наличие повреждений или ограничений и при необходимости замените их. Затем установите несколько новых прокладок, прикрутите новую турбину и поблагодарите свою счастливую звезду, что у вас нет дизельного двигателя V8.

Снятие турбокомпрессора Duramax

На Duramax турбокомпрессор находится в задней части долины, но, к сожалению, большинство важных соединений находятся на задней части турбокомпрессора между двигателем и брандмауэром. Снять впускную трубу легко, как и трубку промежуточного охладителя, но дальше предстоит тяжелая битва. Довольно легко добраться до хомутов, удерживающих нижнюю трубу, но для того, чтобы вытащить ее из грузовика, требуется усилие, обычно через боковое отверстие в крыле. Верхние трубы крепятся к турбине тремя болтами каждая, и они будут очень тугими, и места для ударного пистолета не так много. Вы можете рассчитывать на несколько сломанных суставов, и, если вам повезет, болты не сломаются. Линия слива масла проходит под верхней трубой и крепится к задней части корпуса двигателя, и как только все будет отсоединено, вы можете ослабить три болта крепления турбонагнетателя (они также очень тугие и до них трудно добраться), а затем бороться с турбонаддувом. из долины двигателя.

Снятие турбокомпрессора Powerstroke

Поскольку компания Ford за многие годы внесла так много изменений в конструкцию, в каждом поколении двигателей используются несколько разные этапы. Турбину 6.0 Powerstroke снять проще всего, а поскольку она установлена ​​под углом 45 градусов к двигателю и на ее пути мало деталей, довольно легко все отсоединить и снять турбину. Кроме того, Ford использовал V-образные хомуты вместо фланцевых болтов, что упрощает жизнь.

Однако если у вас Powerstroke 6.4, вас ждет угощение. Большинство людей предлагают снять кабину с рамы, чтобы снять турбодвигатель 6.4, но это не обязательно. Поскольку в 6.4 используются заводские составные турбокомпрессоры, пространство в большом дефиците. Рассчитывайте на большее количество сломанных суставов и, возможно, сломанных инструментов, пытающихся снять верхнюю трубу с болтами турбонаддува. Затем, как только вы отсоедините все оборудование, вам придется одновременно отсоединять от двигателя две турбины, и когда вы будете собирать все обратно, будет очень сложно выровнять трубки для слива масла.

На 6.7 Powerstroke снятие турбокомпрессора не так плохо как на 6.4, но по какой-то причине Форд решил установить свою систему рециркуляции отработавших газов и систему впуска воздуха поверх турбонагнетателя, так что на 6. 7 большая часть времени тратится только на снятие трубы и сантехника, чтобы получить доступ к турбине, но как только она будет открыта, фактическая замена турбины будет довольно простой.

Ремонт один раз в жизни

Надеюсь, замена турбины — это не то, что вам придется делать слишком часто, потому что по шкале «заноза в заднице» она занимает одно из первых мест. Это работа, которую вы должны тщательно изучить в первую очередь, и убедиться, что вы не экономите и не используете повторно какие-либо мелкие детали, такие как прокладки, крепежные детали или маслопроводы, которые могут позже укусить вас в зад, если они выйдут из строя. Без сомнения, выполнение работы доставит вам некоторое огорчение, но экономия затрат на рабочую силу позволит вам одновременно сделать несколько апгрейдов, которые могут повысить надежность и функциональность вашего грузовика.

Технические советы: общие проблемы с дизельным турбокомпрессором

Все современные дизельные двигатели имеют турбокомпрессоры. Увеличение потенциала вашего двигателя внутреннего сгорания как в физическом, так и в переносном смысле не является чем-то новым. Дизельные двигатели десятилетиями используют впустую выхлопные газы.

Это один из лучших и наиболее эффективных способов получить дополнительную мощность, крутящий момент и реакцию дроссельной заслонки на ленивую настройку. Дизельные двигатели известны тем, что развивают невероятный крутящий момент, но не отличаются большим «бодрством». К счастью, инженеры очень рано поняли, что добавление турбокомпрессора увеличит мощность и крутящий момент. Сейчас это рассматривается как необходимое требование для любого дизельного двигателя.

Вы думаете, что ваш турбокомпрессор не работает с максимальной производительностью? Дыма и копоти стало больше? Мы здесь, чтобы помочь вам понять, как работает современный турбокомпрессор и что может привести к его преждевременному выходу из строя. Для тех, кто хочет получить более подробную информацию, компания Highway & Heavy Parts уже подготовила удобное руководство по диагностике неисправностей. Он предназначен для того, чтобы помочь вам определить, является ли ваш турбонаддув причиной проблем с двигателем.

Однако контрольный список служит только в качестве руководства, и понимание того, почему турбонагнетатели вообще выходят из строя, не менее важно. Взгляните на некоторые из наиболее распространенных проблем, которые приводят к их сбою.

Проблемы с турбиной со стороны компрессора

Засорение воздушного фильтра

Это не должно вызывать удивления, но профилактическое обслуживание чрезвычайно важно. Чтобы получить как можно больше энергии, необходимо обеспечить неограниченные дыхательные пути. Но мы не можем допустить, чтобы всасываемый воздух, смешанный с пылью, грязью и мусором, поступал в турбокомпрессор, который вращается со скоростью выше 60 000 об/мин.

Забитый воздушный фильтр может создать вакуум на стороне компрессора, что может привести к засасыванию масла и вызвать «разгон». В Интернете есть несколько видеороликов, но суть их в том, что ваш дизельный двигатель больше нельзя остановить, просто отключив зажигание. Небольшие детали, такие как поддержание чистоты воздушного фильтра, могут помочь предотвратить ненужный износ сальников и потенциально помочь предотвратить серьезные проблемы.

Давление в картере

Слишком большое давление воздуха в картере может иметь разрушительные последствия. Это еще одна распространенная проблема, из-за которой уплотнения турбокомпрессора могут оказаться на грани разрушения. Эту проблему легко заметить благодаря тому, что моторное масло попадает как на сторону компрессора, так и на сторону турбины. Масло предназначено для охлаждения турбонагнетателя и ни в коем случае не должно присутствовать во впускном или выпускном патрубках.

Наиболее распространенной причиной повышенного давления в картере является забитый сапун картера. Каждая часть вашего дизельного двигателя, независимо от того, есть ли у вас CAT 3406E или просто шестицилиндровый Cummins, рассчитана на работу с очень специфическими допусками. Снимите крышку маслозаливной горловины и проверьте наличие избыточного воздуха. Если сапун выглядит нормально, это может быть признаком того, что ваши поршневые кольца начинают выходить из строя и потребуется полная переборка.

Проблемы с турбонаддувом со стороны турбины 

Ограниченная сливная линия

Сливная линия системы турбонагнетателя предназначена для возврата масла, используемого для охлаждения системы, обратно в двигатель. Иногда, особенно в старых двигателях с большим пробегом, линии возврата масла могут засориться.

Если масло не может попасть обратно в картер, оно будет пробиваться через уплотнения и попадет на сторону турбины. В некоторых случаях используемая сливная линия может вздуться и треснуть из-за экстремальных температур, создаваемых турбокомпрессором. Небольшой силиконовый термостойкий шланг может быть всем, что нужно, чтобы предотвратить дальнейшие проблемы. Если сомневаетесь, поменяйте.

Неисправный клапан или поршневые кольца

Сальники клапанов и поршневые кольца в дизельном двигателе выполняют несколько функций, но ни одна из них не включает в себя допуск масла. Со временем как клапан, так и поршневые кольца изнашиваются до такой степени, что масло может проходить сквозь них.

Затем масло может попасть в выхлоп и на сторону турбины турбонагнетателя. Немного масла пойдет на пользу, верно? Неправильный! Турбокомпрессор следует смазывать, но не через негерметичные поршневые и клапанные кольца. Наиболее распространенным признаком изношенных или дефектных поршневых колец является сизый дым из выхлопной трубы. В большинстве случаев снятие шлангов интеркулера подтвердит ваши мысли наличием остатков масла внутри.

Распространенные проблемы с турбонаддувом

Повреждение колеса компрессора

Как упоминалось ранее, турбонагнетатели дизельного двигателя могут вращаться со скоростью более 60 000 раз в минуту. В таком случае даже малейшие дефекты или посторонние частицы могут повредить крыльчатку и корпус компрессора.

Если ребра согнуты, повреждены или даже отсутствуют, корпус разрушится изнутри. Подшипники на вашем турбокомпрессоре также являются ключевым компонентом. Квалифицированный технический специалист должен периодически осматривать их на наличие люфта или чрезмерного износа. Это одна из многих услуг, которые мы предлагаем здесь, в Highway & Heavy Parts.

Поврежденное колесо турбины 

Подобно компрессору, турбина работает с чрезвычайно жесткими допусками. Любое повреждение или деформация ребер или корпуса может привести к катастрофе для турбокомпрессора. Почему это происходит? Это может быть несколько причин, но чаще всего повреждение турбинного колеса происходит из-за попадания посторонних предметов в выпускной коллектор.

Конечно, в проблемах, связанных с повреждением турбинных колес, могут быть виноваты подшипники, а в тяжелых случаях двигатель выплевывает куски материала. Как только они войдут в турборежим, полное уничтожение станет лишь вопросом времени.

Неисправность подшипника турбокомпрессора. Распространенные причины

Подводя итог, можно сказать, что турбонагнетатели могут выйти из строя одним из нескольких способов как на компрессоре, так и на турбинном колесе. Вот некоторые из наиболее распространенных причин неисправности турбокомпрессора дизельного двигателя.

• Плохое обслуживание системы. Такая простая вещь, как несвоевременная замена воздушного фильтра, может иметь серьезные последствия в будущем. Самое главное, регулярная замена масла может помочь поддерживать как двигатель, так и турбокомпрессор в отличном рабочем состоянии.

• Ослабленные хомуты. Подшипники вашего турбокомпрессора созданы для того, чтобы выдерживать удары, но система не может работать вечно. Независимо от того, являетесь ли вы владельцем, водителем или механиком, периодическая проверка целостности всех хомутов и шлангов является одной из лучших мер предосторожности, которую можно предпринять.

• Масляное голодание. Охлаждение — не единственное, для чего моторное масло используется в турбокомпрессоре. «Черное золото», как его называют некоторые, играет еще одну важную роль. Это известно как смазка. Если в подшипники турбокомпрессора поступает недостаточно масла, трение и тепло, создаваемые контактом металла с металлом, быстро поглотят их.

• Неисправность вестгейта. Чтобы лучше понять, как работает вестгейт, прочитайте нашу статью «Как вестгейт работает на дизельном двигателе». Важно знать, что вестгейт работает в пределах заданных параметров и его нельзя снимать или «пережимать» какие-либо шланги.

Заключительные слова

Турбокомпрессоры — это гениальные и революционные образцы современной техники. Без функционального турбокомпрессора дизельные двигатели были бы чрезвычайно медленными. В результате вашему грузовику или большегрузному оборудованию потребуется много времени, чтобы набрать скорость.

Сертифицированные ASE технические специалисты Highway & Heavy Part готовы ответить на любые ваши вопросы о турбокомпрессорах или дизельных двигателях в целом. Позвоните нам по телефону 844-215-3406 или запросите расценки онлайн уже сегодня!

ДОРОЖНЫЕ И ТЯЖЕЛЫЕ ДЕТАЛИ ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ О ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ: TURBOCH ARGERS

БОЛЬШЕ, ЧЕМ ПРОИЗВОДИТЕЛЬ: ЗНАЙТЕ СВОИ ВАРИАНТЫ ТУРБО

ПРИЗНАКИ, СВЯЗАННЫЕ С ОБСЛУЖИВАНИЕМ ТУРБОНАГНЕТАТЕЛЯ

ПОЧЕМУ ЗАМЕНА МАСЛА В ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ ВАЖНА ДЛЯ ВАШЕГО VGT TURBO