Двигун внутрішнього згоряння / Система наддуву / Турбокомпресор

Турбокомпресор

Турбокомпресор - це вузол системи наддуву, який використовує енергію вихлопних газів для стискання повітря перед подачею у двигун. У побутовій мові його часто називають турбіною, хоча точніше турбіна є гарячою частиною вузла, а турбокомпресор включає і турбінну, і компресорну частину.

Завдання турбокомпресора - подати в циліндри більше повітря, ніж двигун міг би втягнути самостійно. Це дозволяє отримати вищий крутний момент і потужність без пропорційного збільшення робочого об'єму. Але турбокомпресор працює у дуже важких умовах: висока температура вихлопу, великі оберти ротора, навантаження на підшипники, вимоги до чистої оливи, герметичності впуску та точного керування наддувом.

Зразок правильного англійського перекладу: турбокомпресор - Turbocharger; компресорне колесо - Compressor Wheel; турбінне колесо - Turbine Wheel; вал турбокомпресора - Turbocharger Shaft; картридж турбокомпресора - Turbocharger Cartridge; актуатор турбіни - Turbocharger Actuator; змінна геометрія турбіни - Variable Geometry Turbocharger; тиск наддуву - Boost Pressure; люфт вала - Shaft Play.

Ця сторінка належить до системи наддуву і пов'язана зі сторінками «Радіатор інтеркулера», «Патрубок інтеркулера», «Привід турбокомпресора», «Привід, турбокомпресор», «Перетворювач тиску, турбокомпресор», «Перевірка люфту вала турбіни», «Перевірка маслоподачі турбіни», «Ремонт турбокомпресора», «Заміна турбокомпресора», «Турбіна не створює тиск», «Турбіна свистить» і «Масло у патрубках турбіни».

Для цієї теми релевантні турбокомпресор, ремкомплект турбіни, інтеркулер, патрубки, датчик тиску наддуву, витратомір повітря, датчики керування двигуном, система впуску, фільтр повітряний, моторні оливи, фільтр масляний, клапан EGR, паливна система і очисники знежирювачі.

Головний принцип: турбокомпресор не можна визнавати несправним лише за свистом, димом, оливою в патрубку або P0299. Спочатку перевіряють повітряний тракт, інтеркулер, патрубки, MAF, MAP, актуатор, маслоподачу, злив оливи, вентиляцію картера і фактичний тиск наддуву.

Не міняйте турбокомпресор без підтвердження причини несправності.
Не запускайте нову турбіну без перевірки маслоподачі та зливу.
Не залишайте оливу й уламки в інтеркулері після руйнування старої турбіни.
Не оцінюйте люфт вала без урахування конструктивних допусків.
Не регулюйте актуатор або шток без процедури виробника.
Не ігноруйте забитий повітряний фільтр, PCV, EGR або DPF.

Зміст

Для чого потрібен турбокомпресор
Як працює турбокомпресор
Основні частини турбокомпресора
Основні типи турбокомпресорів
Керування наддувом
Олива і змащення турбокомпресора
Охолодження турбокомпресора
Ознаки несправності
Недодув турбіни
Передув турбіни
Свист, шум і люфт
Дим і витрата оливи
Можливі коди несправностей
Діагностика турбокомпресора
Що перевірити перед заміною
Ремонт турбокомпресора
Заміна турбокомпресора
Контроль після ремонту
Типові помилки
Товарні групи TESMA
Часті питання

Для чого потрібен турбокомпресор

Двигун внутрішнього згоряння створює потужність за рахунок згоряння палива з повітрям. Чим більше повітря потрапляє в циліндри, тим більше палива можна спалити контрольовано і тим вищий крутний момент можна отримати. Турбокомпресор стискає повітря і подає його у двигун під наддувом.

підвищує кількість повітря у циліндрах;
збільшує крутний момент на низьких і середніх обертах;
дозволяє отримати більшу потужність з меншого робочого об'єму;
покращує еластичність двигуна під навантаженням;
працює разом з інтеркулером для охолодження повітря;
залежить від точного керування актуатором і датчиками;
чутливий до стану оливи, фільтрів, впуску і випуску;
може різко впливати на димність, тягу і аварійний режим.

Як працює турбокомпресор

Вихлопні гази проходять через турбінну частину і розкручують турбінне колесо. Воно сидить на одному валу з компресорним колесом. Коли вал обертається, компресорне колесо втягує повітря з впуску, стискає його і подає далі через патрубки до інтеркулера, а потім до двигуна.

Блок керування двигуном постійно порівнює потрібний і фактичний тиск наддуву. Якщо тиск нижчий або вищий за очікуваний, змінюється положення актуатора, геометрії або перепускного клапана. Тому турбокомпресор працює не ізольовано, а як частина системи з датчиками, патрубками, фільтрами, EGR, DPF, PCV і паливною системою.

Основні частини турбокомпресора

Турбінне колесо. Розкручується потоком вихлопних газів.
Компресорне колесо. Стискає повітря на стороні впуску.
Вал ротора. З'єднує турбінне і компресорне колеса.
Підшипниковий вузол. Утримує вал і працює з моторною оливою.
Корпус турбіни. Працює з гарячими вихлопними газами.
Корпус компресора. Формує потік стисненого повітря.
Картридж. Центральна частина з валом, підшипниками й ущільненнями.
Актуатор. Керує геометрією або перепускним механізмом.
Маслопровід подачі. Подає оливу до підшипників.
Маслопровід зливу. Відводить оливу назад у двигун.
Охолоджувальні канали. Є не на всіх конструкціях, але важливі для частини бензинових турбін.

Основні типи турбокомпресорів

Звичайний турбокомпресор з перепускним клапаном

Має механізм, який обмежує потік вихлопних газів через турбінне колесо. Якщо клапан або його привід заїдає, можливий передув або недодув.

Турбокомпресор зі змінною геометрією

Має рухомі лопатки, які змінюють потік вихлопних газів. Така конструкція добре керує наддувом на різних обертах, але чутлива до нагару, заїдання і неправильного актуатора.

Турбокомпресор з електронним актуатором

Керується точніше, але потребує справної проводки, датчика положення, адаптації і правильної механіки. Електронний актуатор не компенсує закоксовану геометрію.

Турбокомпресор з рідинним охолодженням

Має додаткові канали охолоджувальної рідини. Після ремонту важливо перевіряти не тільки оливу, а й герметичність охолоджувального контуру.

Бі-турбо або двоступеневий наддув

Використовує два турбокомпресори або складніший маршрут повітря. Діагностика потребує розуміння, який саме контур працює у режимі появи симптомів.

Керування наддувом

Турбокомпресор має створювати не максимальний, а потрібний тиск. За це відповідають блок керування, датчик тиску наддуву, MAF, актуатор, перетворювач тиску, патрубки, інтеркулер і механіка турбіни.

датчик тиску показує фактичний наддув;
MAF показує масу повітря, що проходить через впуск;
актуатор змінює положення геометрії або перепускного клапана;
перетворювач тиску керує вакуумом або тиском для актуатора;
інтеркулер охолоджує стиснене повітря;
патрубки мають утримувати тиск без витоку;
EGR і DPF можуть впливати на потік і протитиск;
паливна система має подавати паливо відповідно до повітря.

Олива і змащення турбокомпресора

Турбокомпресор змащується моторною оливою. Підшипники, вал і ущільнення працюють правильно лише тоді, коли олива чиста, має потрібний тиск, вільно надходить і вільно зливається. Порушення подачі або зливу швидко пошкоджує вузол.

Олива може потрапляти у впуск, інтеркулер, патрубки, вихлоп або назовні через маслопроводи. Але сама наявність оливного сліду не завжди означає, що несправний саме турбокомпресор.

перевірити рівень і тип моторної оливи;
перевірити тиск оливи;
перевірити маслопровід подачі;
перевірити маслопровід зливу;
перевірити, чи немає перегину або закоксування зливної трубки;
перевірити вентиляцію картера;
перевірити повітряний фільтр і обмеження впуску;
перевірити, чи не перевищений рівень оливи;
перевірити, чи немає розрідження оливи пальним;
перевірити інтеркулер і патрубки на накопичення оливи.

Охолодження турбокомпресора

Турбокомпресор працює поруч із дуже гарячим вихлопом. Частина турбін охолоджується лише оливою і потоком газів, частина має додаткове рідинне охолодження. Після високого навантаження небажано одразу глушити перегрітий двигун без короткого спокійного режиму, якщо конструкція і умови експлуатації цього потребують.

перегрів прискорює коксування оливи;
кокс може забити канали подачі або зливу;
перегрів шкодить ущільненням і підшипникам;
після швидкісної їзди або підйому потрібен спокійний режим;
несправність охолоджувального контуру може скоротити ресурс турбіни;
теплові екрани мають бути встановлені на місце;
після ремонту потрібно перевірити витік оливи й охолоджувальної рідини.

Ознаки несправності

автомобіль втрачає тягу під навантаженням;
турбіна не створює потрібний тиск;
після розгону з'являється аварійний режим;
з'являється свист, виття або металевий шум;
є чорний дим під навантаженням;
є синій дим із вихлопу;
олива накопичується в інтеркулері та патрубках;
рівень оливи швидко падає;
заданий і фактичний наддув не збігаються;
актуатор не проходить тест або адаптацію;
є P0299, P0234, P2263, P2563 або P00AF;
компресорне колесо має пошкодження;
є великий осьовий або радіальний люфт;
турбіна зачіпає колесом корпус;
після заміни турбіни проблема швидко повторюється.

Недодув турбіни

Недодув означає, що фактичний тиск наддуву нижчий за заданий. Причина може бути в самому турбокомпресорі, але частіше потрібно перевірити весь тракт.

витік у патрубках наддуву;
тріщина інтеркулера;
негерметична швидкорознімна муфта;
забитий повітряний фільтр;
пошкоджене компресорне колесо;
знос підшипників і зачіпання колеса;
закоксована геометрія;
актуатор не рухає шток;
перетворювач тиску не керує вакуумом;
MAF або MAP передають неправильні дані;
EGR або DPF створюють неправильні умови потоку;
паливна система не забезпечує потрібну подачу.

Передув турбіни

Передув означає, що фактичний тиск наддуву перевищує заданий. Це небезпечно для двигуна, турбокомпресора, патрубків, інтеркулера і системи випуску. Блок керування зазвичай обмежує потужність.

геометрія зависла у положенні високого наддуву;
перепускний механізм не відкривається;
актуатор неправильно відрегульований;
шток має неправильну довжину;
перетворювач тиску подає неправильне керування;
датчик тиску наддуву показує некоректні дані;
після тюнінгу перевищено допустимі межі;
після різкого розгону з'являється P0234;
після перезапуску симптом може тимчасово зникати.

Свист, шум і люфт

Турбокомпресор може мати характерний звук роботи, але новий гучний свист, виття, скрегіт або металевий шум потребують перевірки. Причиною може бути не тільки сама турбіна, а й витік повітря у патрубку, інтеркулері або стику.

Перевіряють:

компресорний вхід і вихід;
патрубки наддуву;
інтеркулер;
швидкорознімні муфти й ущільнення;
стан компресорного колеса;
радіальний люфт;
осьовий люфт;
сліди зачіпання колеса за корпус;
наявність сторонніх предметів у впуску;
стан повітряного фільтра;
масляні сліди на стиках.

Невеликий радіальний рух ротора без тиску оливи може бути конструктивною особливістю. Оцінку люфту потрібно порівнювати з документацією конкретного турбокомпресора, а не робити висновок лише «на дотик».

Дим і витрата оливи

Турбокомпресор може бути джерелом потрапляння оливи у впуск або вихлоп. Але синій дим і витрата оливи не завжди означають несправну турбіну. Подібні симптоми можуть створити поршневі кільця, вентиляція картера, клапанні сальники, неправильний рівень оливи або розрідження оливи пальним.

Синій дим

олива потрапляє у впуск через компресорну частину;
олива потрапляє у вихлоп через турбінну частину;
може бути знос підшипників і ущільнень;
може бути забитий злив оливи;
може бути надлишковий тиск у картері;
може бути перевищений рівень оливи.

Чорний дим

часто пов'язаний із недодувом;
можливий витік після турбіни;
можливий забитий інтеркулер або патрубок;
можливі неправильні дані MAF або MAP;
можлива проблема EGR або паливної системи;
на дизелі дим під навантаженням не доводить знос турбіни без перевірки.

Можливі коди несправностей

P0299 - недостатній тиск наддуву;
P0234 - надмірний тиск наддуву;
P2263 - продуктивність системи турбонаддуву;
P2563 - відхилення положення керування турбіною;
P00AF - заїдання або продуктивність модуля керування турбокомпресором;
P003A - проблема адаптації або навчання керування турбіною;
P0243-P0246 - коди клапана керування турбіною;
P0236-P0238 - відхилення сигналу тиску наддуву;
P0101 - невідповідність MAF;
P0068 - невідповідність дроселя, MAF і MAP;
P2279 - негерметичність впускної системи;
виробничі коди актуатора, геометрії, температури наддувного повітря або правдоподібності повітря.

Жоден з цих кодів не доводить автоматично потребу заміни турбокомпресора. Код показує напрям перевірки, а остаточний висновок роблять після огляду, вимірювань, тесту герметичності, перевірки керування і логу параметрів під навантаженням.

Діагностика турбокомпресора

Діагностика має йти від простого до складного. Якщо відразу міняти турбіну без перевірки повітряного тракту, оливи, актуатора і датчиків, є ризик не усунути причину і швидко пошкодити новий вузол.

Зчитати коди і зберегти стоп-кадри.
Уточнити умови появи симптомів: холодний двигун, прогрів, підйом, різкий розгін, спека, буксирування.
Порівняти заданий і фактичний тиск наддуву під навантаженням.
Перевірити MAF, MAP і температуру повітря.
Оглянути повітряний фільтр і корпус фільтра.
Перевірити впускний патрубок до турбіни.
Оглянути компресорний вхід і вихід.
Перевірити патрубки наддуву та інтеркулер.
Перевірити герметичність напірного тракту.
Перевірити актуатор і механіку геометрії або перепускного клапана.
Перевірити перетворювач тиску і вакуумні лінії, якщо система вакуумна.
Перевірити люфт вала та стан коліс.
Перевірити маслоподачу і злив оливи.
Перевірити вентиляцію картера.
Перевірити EGR, DPF і протитиск вихлопу, якщо це релевантно.
Після ремонту повторити лог у тих самих умовах.

Що перевірити перед заміною

Перед заміною турбокомпресора потрібно знайти не тільки несправний вузол, а й причину його пошкодження. Якщо встановити нову турбіну на двигун із забитим зливом оливи, слабкою маслоподачею, брудним впуском або забитим DPF, проблема може повторитися.

тиск і чистоту моторної оливи;
стан масляного фільтра;
чистоту маслопроводу подачі;
прохідність маслопроводу зливу;
тиск картерних газів;
стан PCV або вентиляції картера;
повітряний фільтр і герметичність корпусу;
наявність пилу або уламків у впуску;
інтеркулер і патрубки на оливу або уламки;
стан актуатора і геометрії;
протитиск у випуску;
стан EGR і DPF;
відповідність нової турбіни за номером і конструкцією.

Ремонт турбокомпресора

Ремонт можливий не завжди і залежить від характеру пошкодження. Заміна картриджа, підшипників, ущільнень або актуатора має сенс лише тоді, коли корпуси, геометрія і посадкові поверхні придатні до відновлення.

Під час ремонту оцінюють:

стан компресорного колеса;
стан турбінного колеса;
вал і поверхні підшипників;
корпус компресора;
корпус турбіни;
геометрію або перепускний механізм;
актуатор;
ущільнення і підшипники;
сліди перегріву;
пошкодження від сторонніх предметів;
потребу в балансуванні;
можливість адаптації після встановлення.

Якісний ремонт турбокомпресора неможливий без точної механічної перевірки і балансування. Просте встановлення ремкомплекту без діагностики причини часто дає повторну несправність.

Заміна турбокомпресора

Заміна потрібна тоді, коли турбокомпресор має підтверджений механічний знос або пошкодження, які не можна надійно усунути ремонтом. Важливо замінити не лише вузол, а й усунути причину, яка його зруйнувала.

великий осьовий люфт;
зачіпання колеса за корпус;
пошкоджене компресорне або турбінне колесо;
тріщина корпусу;
критичний знос підшипників;
масове потрапляння оливи у впуск або вихлоп;
заклинений ротор;
зруйнований картридж;
пошкодження після стороннього предмета;
неможливість відновити геометрію або перепускний механізм;
невдала адаптація через механічну несправність.

Контроль після ремонту

немає свіжих витоків оливи;
маслоподача і злив працюють нормально;
інтеркулер і патрубки очищені від небезпечної кількості оливи;
немає сторонніх предметів у впуску;
повітряний фільтр справний і правильно встановлений;
патрубки наддуву герметичні;
актуатор проходить тест і адаптацію, якщо вона потрібна;
заданий і фактичний наддув збігаються під навантаженням;
MAF і MAP показують правдоподібні значення;
немає P0299, P0234, P2263, P2563 або P00AF;
немає чорного або синього диму;
двигун не переходить в аварійний режим;
результат підтверджено повторною контрольною поїздкою.

Типові помилки

міняти турбокомпресор через один код P0299;
не перевіряти патрубки та інтеркулер;
не перевіряти актуатор і перетворювач тиску;
залишати старий забитий маслопровід подачі;
не перевіряти злив оливи;
не перевіряти вентиляцію картера;
не очищати інтеркулер після руйнування турбіни;
залишати уламки у впускному тракті;
не міняти оливу і фільтр після серйозного пошкодження;
не перевіряти DPF або протитиск випуску;
регулювати шток актуатора без процедури;
не виконувати адаптацію електронного актуатора;
оцінювати люфт лише пальцями без допусків;
не робити лог наддуву після ремонту.

Товарні групи TESMA

Нижче використані товарні посилання TESMA з перевіреного довідника. Для турбокомпресора важливо оцінювати не тільки сам вузол, а й патрубки, інтеркулер, датчики, оливу, фільтрацію, впуск, EGR і паливну систему.

Турбокомпресор і наддув

Датчики і керування

Олива, фільтрація і впуск

Паливо і сервісні матеріали

Часті питання

Турбіна і турбокомпресор - це одне й те саме?

У побутовій мові часто так кажуть, але технічно турбокомпресор складається з турбінної частини, компресорної частини, вала, підшипників, корпусів і керування. Турбіна - це лише гаряча частина, яку розкручують вихлопні гази.

Чи завжди свист означає несправну турбіну?

Ні. Свист може створювати тріщина патрубка, негерметичний інтеркулер, слабкий хомут, швидкорознімна муфта або витік у впуску. Турбокомпресор перевіряють після виключення цих причин.

Чи може турбокомпресор спричинити витрату оливи?

Так. Олива може потрапляти у впуск, інтеркулер, патрубки або вихлоп через знос підшипників, ущільнень, забитий злив, надлишковий тиск у картері або неправильний рівень оливи. Але спочатку потрібно перевірити PCV, маслопроводи, фільтр і рівень оливи.

Чи нормальна олива в патрубках турбіни?

Невелика масляна плівка можлива. Небезпечними є рідка олива, яка витікає зі знятого патрубка, швидке падіння рівня, синій дим, великий люфт ротора або накопичення оливи в інтеркулері.

Чи можна їздити з P0299?

Небажано відкладати діагностику. P0299 може бути витоком патрубка, проблемою актуатора, інтеркулера, MAF, MAP або турбокомпресора. Якщо є дим, сильний свист, аварійний режим або падіння рівня оливи, рух краще припинити до перевірки.

Чи можна поставити нову турбіну без очищення інтеркулера?

Після руйнування старої турбіни - ні. В інтеркулері можуть залишитися олива, металеві частинки або уламки. Вони можуть пошкодити нову турбіну або двигун.

Чому нова турбіна швидко зламалася?

Часті причини - слабка маслоподача, забитий злив, бруд у впуску, залишки оливи або уламків в інтеркулері, високий тиск картерних газів, забитий DPF, неправильний актуатор, відсутність адаптації або невідповідна олива.

Що підтверджує справність турбокомпресора після ремонту?

Потрібні нормальна маслоподача і злив, герметичний повітряний тракт, правильний хід актуатора, відсутність критичного люфту, чистий інтеркулер, збіг заданого і фактичного наддуву, відсутність повторних кодів, диму і аварійного режиму.

Пов'язані сторінки бази знань TESMA

Що ще почитати по цій темі

Висновок

Турбокомпресор є ключовим вузлом системи наддуву. Він стискає повітря за рахунок енергії вихлопних газів і впливає на тягу, димність, витрату оливи, температуру впуску і стабільність роботи двигуна під навантаженням.

Його несправності проявляються свистом, шумом, недодувом, передувом, чорною або синьою димністю, оливою в інтеркулері, люфтом вала, падінням тяги і кодами P0299, P0234, P2263, P2563 або P00AF. Але остаточний висновок роблять лише після перевірки патрубків, інтеркулера, актуатора, датчиків, маслоподачі, зливу оливи, вентиляції картера, EGR, DPF і контрольного логу під навантаженням.