Рейтинг:   / 1
ПлохоОтлично 

Ремонт турбин (турбокомпрессоров) любой сложности

Когда в двигателе с принудительным наддувом выходит из строя турбокомпрессор, не стоит сразу обвинять в этом саму «турбину». Разумнее исходить из принципа презумпции ее невиновности. Практикой установлено, что в большинстве случаев отказ турбокомпрессора вызывается «внешними» причинами. Например, неподходящим смазочным материалом...

Дело в том, что турбина - наиболее высоконагруженный агрегат двигателя. Условия, в которых работает турбокомпрессор, характеризуются огромным перепадом температур. В то время как его турбинная часть подвергается воздействию отработавших газов с температурой порядка 1000°С, со стороны компрессора температура конструкции почти на порядок ниже. Температурный фактор усугубляется высокими динамическими нагрузками, возникающими вследствие огромной частоты вращения ротора, которая может достигать величины 300000 мин. Номинальные режимы работы турбокомпрессора, определяющиеся требованиями разработчиков двигателей и зависящие от заявленных параметров мотора, близки к предельным.

Поэтому любые отклонения характеристик двигателя, даже на первый взгляд незначительные, оказывают губительное влияние на работоспособность ТК и могут привести к его отказу. С этой точки зрения турбину можно рассматривать как своего рода индикатор состояния двигателя. Ситуация усугубляется тем, что турбокомпрессору по определению суждено работать «на перекрестке» многих систем двигателя: системы впуска и выпуска отработавших газов, системы смазки и охлаждения, вакуумной системы и системы вентиляции, а также системы управления двигателем. Неисправность каждой из них оборачивается нарушением нормального (расчетного) режима работы ТК. Так что надежность турбокомпрессора зависит от многочисленных внешних факторов.

Ремонт турбин в Минске

Эти соображения, подкрепленные многолетними исследованиями причин отказов ТК, позволили сформулировать правило, которым следует руководствоваться при анализе неисправности системы турбонаддува.

Если вышел из строя турбокомпрессор, возможно, что причина неисправности кроется в нем самом. Если на одном двигателе отказали два турбокомпрессора, виноваты, скорее всего, не они. Если вышло из строя более двух турбокомпрессоров, то они здесь гарантированно не причем. Из этого правила, справедливость которого подтверждается опытом специалистов, занимающихся сервисом систем турбонаддува, следует логичный вывод. Прежде чем ставить новый турбокомпрессор вместо вышедшего из строя нужно обязательно выявить и устранить причину его отказа. Если этого не сделать, то с большой долей вероятности и новая турбина вскоре будет повреждена. Чтобы отсрочить замену турбокомпрессора или вовсе исключить ее, нужно иметь четкое представление о причинах, провоцирующих отказ турбокомпрессора, и принимать превентивные меры по их устранению.

Турбоужасы

Среди огромного числа возможных причин поломки турбокомпрессора производители ТК выделяют несколько основных факторов, которые вызывают до 90% всех отказов. На первом месте в «черном списке» значатся нарушения в работе системы смазки ротора. Для этой теплонагруженной детали, вращающейся с частотой, трудно поддающейся осмыслению, смазка играет важнейшую роль. Так вот, выражаясь образно, можно сказать, что турбокомпрессор, в отличие от каши, можно запросто испортить маслом. Причем на работоспособность турбины оказывает влияние и качество масла, и его количество.

Распространенная причина выхода из строя турбокомпрессора - присутствие в масле загрязнений. Чаще это бывают твердые части цы различного размера, к сожалению, обладающие абразивными свойствами. Попадая в зазоры между трущимися поверхностями, они вызывают их механический износ. Результат работы мелких, невидимых глазом частиц, выглядит как полирование контактных поверхностей вала и подшипников, сопровождающееся «зализыванием" их внешних кромок.

Крупные частицы оказывают более радикальное абразивное воздействие, интенсивно шлифуют поверхности трения с образованием глубоких рисок и задиров. Подшипники, изготовленные из более мягкого материала, повреждаются сильнее. И при мягкой, и при грубой механической обработке пар трения твердыми частицами конечный результат один - унос материала и увеличение зазоров, что в конечном счете приводит к резкому снижению прочности масляной пленки и ее разрушению. В первом случае агония турбокомпрессора длится дольше, во втором развязка наступает очень быстро. Причины загрязнения масла твердыми частицами хорошо известны: несвоевременная замена масла, применение некачественного масляного фильтра, плохое общее состояние системы смазки.

Ремонт турбин (турбокомпрессоров) любой сложности

Качество моторного масла, а вместе с ним и турбина могут пострадать от наличия в нем химических загрязнений. Наиболее распространенный случай - попадание в масло топлива вследствие нарушения рабочего процесса в двигателе или некомпетентного выполнения работ по его обслуживанию и ремонту, например, некорректного измерения компрессии. Еще один вариант химического загрязнения масла - чрезмерная «люкса-ция» масла различными добавками и присадками. Негативное воздействие химических загрязнений сводится к тому, что они снижают прочность масляной пленки. При высоких динамических нагрузках она разрушается и наступает губительное «сухое» трение. Характерным признаком отказа ТК в результате химического отравления масла является сильный износ трущихся поверхностей со следами перегрева в виде интенсивных цветов побежалости.

Примерно такую же картину, как и при химическом загрязнении масла, можно наблюдать, разобрав турбокомпрессор, испытывавший дефицит смазки или полное ее отсутствие. Если в зону трения масла поступает меньше, чем положено, это грозит серьезным нарушением работоспособности ТК. Недостаток масла в турбине может быть результатом неисправности системы смазки двигателя (износ масляного насоса, отказ редукционного клапана, засорение масляного фильтра и т.п.). Стоит отметить и более любопытную ситуацию, когда падение производительности системы смазки вызывается большим количеством отложений в поддоне двигателя. В этом случае при умеренных оборотах двигателя система развивает требуемое давление.

С повышением оборотов давление не только не возрастает, а напротив, падает практически до нуля. Увеличение потока масла, отбираемого из картера, приводит к тому, что поднимающийся со дна поддона мусор полностью блокирует сетку маслоприемной трубки. В результате и двигатель, и турбина лишаются смазки именно тогда, когда они нуждаются в ней больше всего. Иногда дефицит и даже полное отсутствие смазки ТК случается по более банальным причинам, например, из-за снижения пропускной способности трубки, по которой масло подается к турбокомпрессору. Она может быть засорена или повреждена механически. Такого рода неисправности могут носить чисто эксплуатационный характер или быть результатом неграмотного ремонта. Пример первого - хорошо известный массовый турбодвигатель семейства VW 1,8Т (модели ЛЕВ, AWT). В нем масло подается к турбине по длинной (порядка метра) металлической трубке небольшого сечения, проложенной в горячей зоне, непосредственно над выпускным коллектором. То есть конструктивно предусмотрено все, чтобы масло, остающееся в трубке после останова двигателя, коксовалось. И оно коксуется, причем так, что иногда перекрывает сечение маслопровода полностью, с соответствующими последствиями для турбокомпрессора.

В завершение темы о качестве моторного масла хочется напомнить о том. что для двигателей с турбонаддувом применяются специальные сорта масел. Их рецептура и характеристики отличаются от обычных с учетом более напряженных условий работы по температуре и нагрузкам.

Метрика