В погоне за мощностью
ПОЧЕМ Кв?
Основная мысль турбонаддува – использовать часть энергии отработавших газов для привода компрессора, повышающего подачу воздуха в цилиндры мотора. Энергия, выкидываемая в атмосферу с жаркими газами, большая – приблизительно третья часть теплоты сгорания горючего! Но только маленькую часть этих утрат удается возвратить и использовать в деле – таковы законы термодинамики. К примеру, поставим в поток газов колесо турбины, пусть оно приводит какой-либо потребитель вроде генератора. Просто? Не торопитесь с выводами. Крохотное турбинное колесо выдает полную мощность при очень больших оборотах – до сотен тыщ за минуту. Как их увязать с оборотами генератора? Его пришлось бы подключить через массивный и дорогой понижающий редуктор. Но выгода от снятой с турбины мощности в данном случае невелика – стоило ли огород городить? Оказывается, при разумном подходе мощность турбины можно использовать не впрямую. За счет ее форсируют процессы в самом движке!
Четкий манометр для измерения давления в системе смазки мотора. Тут же набор переходников для различных марок движков. Еще сначала прошедшего века сообразили, что на общем валу с турбиной уживется колесо компрессора, который станет сжимать воздух и нагнетать его в цилиндры. При соответственной подаче горючего за счет наилучшего заполнения цилиндров мощностные характеристики значительно вырастают. Для выпускной системы турбина – это помеха, но за каждый потерянный на ней ватт можно получить существенно огромную надбавку действенной мощности мотора.
Турбокомпрессор компании APEXi. Воздушный фильтр снят, видны лопатки рабочего колеса компрессора. Но есть аспекты, осложняющие реализацию турбонаддува. Нельзя просто так оснастить им движок, который на это не рассчитан. Давление в конце такта сжатия выходит очень огромным, что порождает опасность детонации, а выросший вращающий момент наращивает напряжения в деталях и угрожает поломками. Ужесточаются требования к смазке и остыванию. В конце концов, нужно поменять опции систем питания, зажигания, газораспределения и выпуска. Короче, наддувный и атмосферный движки далековато не одно и то же.
Схема проверки давления газов в картере мотора. Этот обычный прибор позволяет определять перепад давления с высочайшей точностью, не опасается поломок и обойдется в копейки. Пару турбина–компрессор именуют турбокомпрессором – ТК. Мощность турбины, как и хоть какого мотора, связана с вращающим моментом через число оборотов. Чем турбина меньше, тем выше наилучшее число оборотов – у неких частота вращения добивается 200–250 тыщ за минуту. Хотя вращающий момент невелик, получаемой мощности довольно для привода колеса компрессора, нагнетающего воздух. Но при сжатии он греется – плотность выходит ниже хорошей, потому воздух пропускают через промежный охладитель, размещенный обычно впереди радиатора системы остывания. На это опять-таки тратится часть мощности, но конечный выигрыш больше. Термодинамика – наука непростая!
Схема проверки давления масла. Нужен четкий манометр с набором переходников под различные движки. ГЛАЗ ДА ГЛАЗ
Наука и технологии на месте не стоят – сегодня срок службы ТК, если с ним хорошо обращаются, сравним со сроком службы мотора. Как досадно бы это не звучало, многие обладатели третируют уходом – отсюда поломки, а ведь цены ТК на фирменных станциях обслуживания с 1500 у. е. только начинаются.
Промежный охладитель воздуха (интеркулер) позволяет лучше заполнять цилиндр рабочей консистенцией. Вал ТК крутится в подшипниках скольжения, масло к которым поступает из системы смазки мотора, а потом стекает в поддон картера. Износ мотора сказывается на состоянии ТК достаточно своеобразно: пока прорыв газов через поршневые кольца в границах нормы и давление в картере не очень велико, вал ТК отлично смазывается без лишнего расхода масла через лабиринтные уплотнения. Если же давление чрезмерное, масла в картер вытекает меньше, зато больше – из корпусов подшипников через зазоры наружу. Масло подхватывается потоком газов и воздуха: голубий дым за машиной указывает, что ТК стал заложником отвратительного состояния мотора.
Для контроля давления газов в картере есть высокоточные, дорогие манометры, подключать которые к очень изношенному движку сходу не стоит – можно разрушить прибор. Здесь довольно обычного приспособления на принципе сообщающихся сосудов, показанного на рисунке. Это изогнутая в виде латинской буковкы U прозрачная трубка или две трубки, связанные гибким шлангом, в которые налита подкрашенная вода. Один конец «прибора» связан с внутренней полостью картера через маслозаливную горловину, другой – с атмосферой. На исправном движке при малых оборотах холостого хода перепад давлений составляет около 20 мм. На завышенных оборотах, в особенности под нагрузкой, он может возрасти до 100 мм. На движках с наддувом давление в картере выше атмосферного!
Естественно, давление в картере зависит не только лишь от состояния цилиндро-поршневой группы и режима работы, да и от эффективности вентиляции картера. Трубки, забитые отложениями, обычно нет смысла чистить – лучше их поменять.
А вот другой случай. Движок, турбокомпрессор, система вентиляции в порядке, а расход масла велик. Здесь виновником возможно окажется засорившийся воздушный фильтр: разрежение во впускном патрубке стало больше, из зазоров в лабиринтных уплотнениях ТК масло сильней отсасывается в поток воздуха и попадает в цилиндры мотора. Тут ТК стал серьезным экзаменатором, напоминающим владельцу о необходимости во- время поменять воздушный фильтр.
КАК ПО МАСЛУ
Недостающее давление масла гибельно для подшипников ТК! Норма – около 4 бар – и пленка масла накрепко делит крутящийся с большими оборотами вал и недвижные Ремонт и эксплуатация. Если же давление низкое и масляного клина нет, подшипникам и валу конец! Прикиньте: допустим, поперечник вала – 6 мм, а частота вращения – «всего лишь» 120 000 об/мин, означает, окружная скорость вала относительно подшипников – практически 38 м/с. Если не будет смазки, то при таковой скорости полусухого (а тем паче сухого!) трения трагедия неизбежна.
Давление в системе смазки необходимо контролировать, но многие современные авто позволяют судить о нем очень приблизительно – полагаться на штатный указатель, лампочку и т.д. не стоит. Для проверки требуется четкий манометр в наборе с переходниками. Вывернув штатный датчик давления масла, ввертываем штуцер из набора и подключаем прибор. Давление ниже нормы значит, что, вероятнее всего, изношен маслонасос или забита сетка маслоприемника. Поддон картера придется снимать, по другому машину не починишь. Отслуживший насос остается поменять новым – его ремонт сложен и себя не оправдывает. Сетку маслоприемника обычно удается очистить либо помыть.
Еще одна любознательная деталь – узкая, с извивами трубка, по которой масло подается к турбокомпрессору. Ее длина на неких движках добивается метра, а ведь рядом раскаленный выпускной коллектор. Пока движок работает, такое соседство не очень небезопасно, масло повсевременно течет снутри трубки и перегреться не успевает. А вот после выключения жаркого мотора оно образует в трубке крепкие, как на сковородке, смолистые отложения. Проходное сечение трубки равномерно сокращается, а с ним и подача масла к ТК. Недосмотрите – неудача обещана!
Означает, трубку нужно инспектировать. Достаточно нередко бывает разумнее поменять ее новейшей – чистка оказывается очень сложным делом.
Часто турбокомпрессоры ломаются у беспамятных или «экономных» хозяев, изредка меняющих масло. В древнем масле много абразивных частиц, и хотя их размеры микроскопически малы, подшипники ТК изнашиваются еще интенсивней. Зазоры вырастают – масляная пленка разрывается, после этого наступает неминуемый конец.
Беспамятным гражданам советуем все принципиальные деяния с автомобилем, включая смену масла, записывать если не в сервисную книгу, то хотя бы в блокнот. А «экономным»... – этим уж ничем не поможешь. Легкомыслие пилюлями не лечится.
В заключение «утешим»: поломка ТК еще не повод отчаиваться и находить покупателя на автомобиль. Подходящий агрегат можно приобрести не только лишь на фирменной станции (за немалые Энциклопедия грузовых автомобилей): спец сервисные центры способны предложить восстановленный турбокомпрессор за приемлемую стоимость – зависимо от модели она колеблется меж 9000 и 15 000 руб. Желаем только предупредить: до того как поставить ТК на машину, непременно убрите причину поломки предшествующего!