Перефразовуючи відоме прислів'я, можна впевнено сказати: "Поганий той автолюбитель, який не мріє мати автомобіль з потужним двигуном". Однак не кожному власнику авто вдається втілити мрію в життя. Купівля автомобіля, оснащеного потужним мотором, пов'язана з додатковими витратами – як первинними, так і наступними: адже у потужного "движка" і "апетит" на паливо відповідний.

На щастя, конструктори-автомобілісти давно знайшли технічне рішення цієї проблеми. Це – турбокомпресор, або, якщо коротко, турбіна. Нагадаємо нижче, що являє собою цей агрегат.

Турбіна автомобільного двигуна: призначення та особливості конструкції

Турбіна автомобільного двигуна, або турбокомпресор, являє собою пристрій, призначений для збільшення потужності двигуна шляхом нагнітання більшої кількості повітря в циліндри. Основна мета турбіни – підвищити ефективність згоряння палива, що, своєю чергою, збільшує потужність двигуна без необхідності збільшувати його об'єм, призводить до підвищення ККД завдяки використанню енергії вихлопних газів, яка зазвичай іде в атмосферу, а також сприяє економії палива завдяки ефективнішому його згорянню.

Основні компоненти та принцип роботи турбокомпресора

• Турбінне колесо – розташоване на стороні вихлопних газів. Вихлопні гази, проходячи через турбіну, обертають колесо;
• Компресорне колесо – з'єднане з турбінним колесом через вал. Коли турбінне колесо обертається, воно змушує обертатися і компресорне колесо, яке засмоктує і стискає повітря, збільшуючи його густину і температуру;
• Інтеркулер – теплообмінник, який служить для охолодження стисненого повітря, щоб воно було щільнішим і не спричиняло детонацію. Щільне повітря покращує процес згоряння;
• Впускний колектор – через нього стиснене повітря надходить у циліндри двигуна.

Отже, турбіна дає змогу автомобілю бути потужнішим та економнішим, особливо під час руху на високих обертах.

Фактори, які слід врахувати під час вибору турбіни

Відповіді на це запитання ми об'єднали у дві великі групи.

1. Якщо турбокомпресор попередньо встановлений на двигуні вашого автомобіля.

Припустимо гіпотетичну ситуацію, що один з перерахованих компонентів турбіни вийшов з ладу. Як бути? У цьому разі ви вирушаєте в спеціалізований автомагазин, наприклад, такий як Master.Shop https://master.shop/ru/remkomplekt-turbini_13, і підбираєте ремонтний комплект або окрему деталь турбіни, дотримуючись такої інструкції:

1.1. Пошук за маркою і моделлю автомобіля;
1.2. Пошук за параметрами: торговою маркою, типом турбіни та її станом (нова, б/в, відновлена);
1.3. Пошук за найменуванням компонента системи турбонаддуву (наприклад, вал турбіни, компресор наддуву повітря, підшипник, прокладка турбіни, радіатор інтеркулера тощо).

На даний момент в каталозі зазначеного магазину представлено 379 найменувань, які відносяться до системи турбонаддува двигуна.

2. Якщо ви бажаєте встановити систему турбонаддуву на своєму автомобілі.

Важливо зазначити, що встановлення системи турбонаддуву на автомобільному двигуні – це доволі складна процедура, яка потребує значних доопрацювань різних систем автомобіля. Для успішного встановлення турбокомпресора необхідно врахувати низку чинників, щоб система працювала ефективно і не призвела до пошкодження двигуна.

2.1. Перевірка стану двигуна

Перед установкою турбіни важливо переконатися, що двигун перебуває в хорошому технічному стані. Зношені або недостатньо міцні деталі та вузли можуть не витримати додаткового навантаження, яке створить турбіна.

2.2.Вибір відповідного турбокомпресора

• Розмір турбіни. Турбокомпресори розрізняються за потужністю і призначенням. Маленькі турбіни забезпечують швидкий відгук на низьких обертах, але обмежені за максимальною потужністю. Великі турбіни можуть розвивати більше потужності, але мають турбояму (затримку) на низьких обертах. Вибір турбіни повинен відповідати типу двигуна і цілям власника (економія палива або збільшення потужності);
• Облік тиску наддуву. Занадто високий тиск наддуву на атмосферному двигуні може призвести до детонації та пошкодження двигуна. Важливо правильно налаштувати тиск і переконатися, що система управління паливом і запалюванням адаптована під новий режим роботи.

2.3. Модифікація двигуна

• Заміна поршнів. У турбованих двигунах зазвичай застосовують поршні з міцніших матеріалів (наприклад, ковані поршні), які здатні витримувати більш високі температури і навантаження;
• Посилення прокладок і ущільнень. Важливо використовувати прокладки, які розраховані на високий тиск і температуру;
• Зниження ступеня стиснення. Часом необхідно знизити ступінь стиснення двигуна (наприклад, встановивши поршні з виїмкою), щоб запобігти детонації і забезпечити безпечну роботу турбіни.

2.4. Модифікація системи подачі палива

• Встановлення більш продуктивних форсунок, щоб забезпечити подачу достатньої кількості палива;
• Встановлення паливного насоса підвищеної продуктивності, який міг би впоратися зі збільшеною подачею палива;
• Налаштування або заміна стандартного блоку управління двигуном (ECU), здатного підтримувати роботу з турбонаддувом.

2.5. Модифікація системи вихлопу

• Збільшення діаметра вихлопних труб. Турбіна створює значний опір потоку вихлопних газів, тому необхідно збільшити діаметр вихлопної системи для зниження цього опору;
• Встановлення спортивного випускного колектора. Стандартні вихлопні колектори не завжди розраховані на роботу з турбонаддувом. Спортивні колектори поліпшать потік газів і підвищать ефективність турбокомпресора.

2.6. Встановлення інтеркулера

Нагадаємо, для чого потрібен інтеркулер. Турбіна стискає повітря, внаслідок чого воно не тільки щільнішає, а й нагрівається, що знижує ефективність згоряння і може призвести до детонації. Інтеркулер – це теплообмінник, який виконує кілька завдань:

• охолоджує стиснене повітря перед подачею в циліндри і за рахунок цього запобігає детонації – передчасному самозайманню палива в циліндрі, яке може пошкодити двигун. Таким чином інтеркулер допомагає знизити теплове навантаження на двигун і його компоненти, продовжуючи термін їхньої служби;
• підвищує щільність повітря. Охолоджене і більш щільне повітря містить більше кисню, що дає змогу спалювати більше палива і генерувати більше енергії під час кожного циклу згоряння. Це збільшує вихідну потужність двигуна, сприяє повнішому згорянню палива і зменшенню викидів шкідливих речовин в атмосферу.

Для забезпечення ефективного охолодження необхідно вибрати інтеркулер відповідного типу і розміру, який зможе ефективно працювати в умовах вашого двигуна і турбонаддуву. Існують два основних типи інтеркулерів:

• Повітряно-повітряний інтеркулер (Air-to-Air). Охолодження стисненого повітря перед його подачею в циліндри двигуна відбувається за рахунок потоку повітря, що проходить через радіатор інтеркулера;
• Повітряно-рідинний інтеркулер (Air-to-Water). Для охолодження стисненого повітря використовується охолоджувальна рідина, яка циркулює через спеціальну систему і охолоджується в окремому радіаторі.

2.7. Модифікація системи охолодження двигуна

Турбокомпресор збільшує теплове навантаження на двигун, тому може знадобитися поліпшена система охолодження. Це може включати встановлення більш продуктивного радіатора, модернізацію водяного насоса або встановлення додаткового масляного охолоджувача.

2.8. Встановлення додаткових датчиків і систем контролю

• Для моніторингу тиску турбіни рекомендується встановити датчик тиску наддуву (Boost Gauge). Це дасть змогу уникнути надмірного тиску та запобігти пошкодженню двигуна;
• Для контролю за паливоповітряною сумішшю та запобігання збідненій суміші, яка може спричинити детонацію, знадобиться широкосмуговий датчик кисню;
• Для моніторингу температури вихлопних газів, які можуть призвести до перегріву двигуна, необхідно встановити температурний датчик вихлопних газів (EGT).

2.9. Налаштування системи керування двигуном

Після встановлення всіх перерахованих компонентів важливо провести налаштування блока керування двигуном (ECU) за допомогою спеціалізованого ПЗ. Це необхідно для коректної роботи паливоподачі, запалювання і системи наддуву відповідно до нових умов роботи двигуна.

Прочитавши настільки довгий список заходів, які необхідно вжити для встановлення турбокомпресора на автомобілі, його власник десять разів подумає, перш ніж піти на такий непростий апгрейд свого авто. Інша справа, коли ви придбали автотранспортний засіб, спочатку обладнаний системою турбонаддуву. Через деякий час ця система може почати давати збій і/або повністю перестане функціонувати. Далі пропонуємо вашій увазі "розбір польотів", а саме:

Найпоширеніші причини поломки турбіни автомобільного двигуна

1. Недостатнє змащування турбіни, використання неякісної оливи або її несвоєчасна заміна можуть призвести до зносу підшипників і вала турбіни та до її заклинювання;
2. Потрапляння сторонніх часток (пилу, бруду, металевих частинок) у компресорну або турбінну частину через несправний повітряний фільтр або з вихлопної системи. Такі частинки можуть пошкодити лопатки компресора або турбіни, через що турбіна може вийти з ладу;
3. Перегрів турбіни через високу температуру вихлопних газів. Якщо водій не дає двигуну охолонути перед вимкненням, це може призвести до перегріву турбокомпресора, поломки корпусу турбіни, деформації кілець ущільнювачів і до витоку масла. Також перегрів турбіни може бути викликаний системою охолодження двигуна, що працює з перебоями;
4. Знос кілець ущільнювачів (сальників) турбіни. Згодом ці ущільнення зношуються, особливо в разі частих перегрівів або неправильної експлуатації. Це призводить до витоку оливи в компресорну і випускну частину турбіни та забруднення впускної системи двигуна;
5. Перепади тиску. Наприклад, несправний клапан керування турбіною (Wastegate або Blow-off) може призвести до стрибків тиску в турбіні, що негативно позначиться на роботі турбокомпресора. Зокрема, через стрибки тиску можуть пошкодитися лопатки компресора;
6. Проблеми з впускною системою. Бруд і сторонні частинки, що потрапляють до турбіни через повітряний фільтр, що погано працює, або негерметичну впускну систему, можуть призвести до пошкодження деталей турбіни, включно з лопатками компресора і корпусом турбіни;
7. Несправності системи випуску відпрацьованих газів, що можуть бути спричинені засміченням системи випуску газів (наприклад, засмічений каталізатор), здатні створювати надлишковий тиск, що перевантажує турбіну і призводить до руйнування її лопаток та зниження продуктивності турбіни;
8. Несправності системи управління турбіною (наприклад, поломка електромеханічних клапанів, програмні помилки в цих системах) можуть призвести до неправильної роботи турбокомпресора.

Як бачимо, найчастіші причини поломок турбіни пов'язані з недостатнім змащенням, перегрівом і потраплянням сторонніх часток. Насамперед під час поломки страждають підшипники, лопатки турбіни і кільця ущільнювачів. Щоб уникнути цих проблем, важливо регулярно міняти мастило, використовувати якісні фільтри і стежити за системою охолодження і випуску.

Реклама