в турбине масло что это такое
Утечка масла из турбокомпрессора (турбины): причины возникновения и способы ее устранения
ПРИЧИНЫ УТЕЧКИ МАСЛА ИЗ ИСПРАВНОГО ТУРБОКОМПРЕССОРА:
1) Повышенный уровень масла в двигателе.
2) Повышенное картерное давление (износ поршневой группы двигателя, засор вентиляции картера).
3) Засор сливного патрубка турбокомпрессора.
4) Использование герметиков и прокладок между турбокомпрессором и масло-сливным патрубком, уменьшающих диаметр масло-сливного патрубка.
5) Забитый (засоренный) воздушный фильтр.
6)Утечка масла из турбокомпрессора при долгой работе двигателя на холостых и низких оборотах.
7) Забитый катализатор (нейтрализатор выхлопных газов).
ОТВЕТЫ:
С 1 по 4. пункты имеют смежные ответы, во всех этих случаях мы имеем дело с препятствием на пути слива масла из турбокомпрессора.
Масло под давлением через маслоподающую магистраль подается в корпус турбокомпрессора. Проходя через подшипники с большой скоростью, масло смешивается с воздухом и выхлопными газами. На выходе из подшипников масло, смешанное с воздухом и небольшим количеством выхлопных газов, представляет собой уже некую масляную пену, которая под действием силы тяжести сначала стекает вниз корпуса турбокомпрессора, а затем по сливной магистрали в поддон двигателя. Если на ее пути окажется какое-либо препятствие, то она начнет собираться в корпусе турбокомпрессора. Когда уровень масляной пены превысит уровень уплотнений, масло начнет поступать в корпусы турбинного и компрессорного колес через промежуток в уплотнительных кольцах. В этом случаи необходимо убедиться в том, что сливная гидролиния находится в вертикальном положении (максимально допускается 35 градусное отклонение от вертикального положения), и что она не имеет загибов, в которых может собираться масло. Также необходимо убедиться в том, что маслосливная гидролиния присоединяется к двигателю в таком месте, которое не создает дополнительного сопротивления течению масла и находится выше уровня масла в картере. Также проверьте состояние поршневой группы и вентиляции картера.
Заблуждение про уплотнения турбокомпрессора
Ошибкой в представлениях о турбокомпрессоре (турбине) является представление о назначении уплотнений со сторон турбинного и компрессорного колес. Основным назначением этих уплотнений является предотвращение попадания газов под высоким давлением в корпус турбокомпрессора и далее в картер двигателя. Тот факт, что эти уплотнения не дают маслу попадать в корпуса турбинного и компрессорного колес, вторичен. Турбокомпрессора некоторых моделей производятся даже без уплотнения со стороны турбинного колеса. Почти во всех случаях утечка масла из турбокомпрессора не является следствием нарушения уплотнений, хотя существуют и исключения из этого правила.
5-6. Пункты также имеют схожие причины возникновения утечки масла.
Масло на выходе из компрессорной части турбокомпрессора.
Воздушный фильтр сухого типа после продолжительной работы забивается частицами пыли, его сопротивление увеличивается и следовательно увеличивается падение давления на нем. Появляется небольшой вакуум на входе в компрессорную часть турбокомпрессора. Этот вакуум не влияет на утечку масла, если двигатель работает при средних или больших нагрузках, потому что за компрессорным колесом существует избыточное давление. При работе двигателя на холостых оборотах или при малых нагрузках вакуум образуется не только на входе в компрессор, но и на выходе из него (т.к. турбокомпрессор давление не создает, а двигатель воздух потребляет). Если такое состояния продлится некоторое время, то масло начнет высасываться из корпуса турбокомпрессора и попадать во впускной коллектор двигателя. Решение такой проблемы простое. Чаще заглядывайте под капот и проверяйте воздушный фильтр, либо можно установить датчик между воздушным фильтром и турбокомпрессором, который будет показывать когда необходимо заменить фильтр.
Аналогичная утечка масла из турбокомпрессора (турбины) может быть и при долгой работе двигателя на холостых оборотах, когда турбокомпрессор не создает давления, а двигатель потребляет воздух. В этом случаи также создается разряжение между воздушным фильтром и турбокомпрессором, именно оно и вытягивает масло из турбины.
7. Пункт- Забитый катализатор (нейтрализатор выхлопных газов).
В этом случае создается избыточное давление выхлопных газов со стороны турбинной части турбокомпрессора. Оно в свою очередь увеличивает аксиальную нагрузку на ротор турбокомпрессора, что приводит к износу аксиального (осевого подшипника) и выходу уплотнений из допусков. Правда в этом случаи без ремонта турбокомпрессора скорее всего не обойтись.
Повышенный расход и наличие масла в интеркулере. Всегда ли причина в турбине?
Всем привет. Решили начать наш блог с разбора наверное самой частой проблемы из нашей практики – повышенного расхода масла, и его наличия в интеркулере, патрубках и турбине.
В основном данная проблема трактуется на ресурсах интернета как следствие неисправной работы турбокомпрессора, мол «устала», пробег-то поди уже больше 100 тыщ, пора «перетряхнуть» турбинку. Зачастую, такое скорое принятие решения отремонтировать турбину, в итоге ни к чему не приводит, — масло как уходило из двигателя, так и уходит. Виноваты конечно же турбинщики – плохо отремонтировали. На самом деле вина ремонтной организации действительно есть, но скорее не в некачественном ремонте, а в том, что полностью не удосужились разобраться в ситуации, «вылечили здорового», а истинная проблема осталась нерешенной.
Из-за чего же помимо сломанной турбины может уходить масло? Суть проблемы заключается в том, что в картере образуется избыточное давление газов. Во-первых, создается эффект, как будто сливной патрубок турбины заткнули пробкой. Соответственно масло, которое подается в турбину под давлением, просто начинает «щемиться» во все щели – как в сторону интеркулера вместе с нагнетаемым воздухом, так и в сторону глушителя. Во-вторых, обильные пары масла из картера поступают через сапун на всасывание турбины, проходят через нее и попадают опять же в интеркулер.
Что же может быть причиной повышенного давления газов в картере?
— прорыв газов из камеры сгорания в картер вследствие залегших поршневых колец или через неплотно прилегающие форсунки (если речь о дизельном двигателе где «тело» форсунки находится под крышкой клапанов)
— некорректная работа клапана вентиляции картера
— забитый катализатор / сажевый фильтр. Сопровождается некоторым падением динамики. Кстати, при чип-тюнинге может не быть ошибок при забитых катализаторе или сажевом.
Удивительно, но более 90% обратившихся к нам заказчиков стабильно проверяют наличие масла в нагнетательном патрубке и в интеркулере, т.е. на выходе из турбины, но практически никто не придает значения состоянию патрубка на входе в турбину от воздушного фильтра. А ведь именно в него врезан сапун, и наличие масла в патрубке на входе в турбину является прямым показателем неисправности двигателя. Также факт прорыва выхлопа в картер можно обнаружить по состоянию компрессорной (воздушной крыльчатки) — наличию копоти на лопатках. Самым ярко выраженным следствием прорыва газов с поршневой является наличие масляного кокса на тыльной стороне крыльчатки. Это прям показатель того, что газы из картера врывались в турбину через сливной патрубок, естественно препятствуя сливу масла.
Замечу, что все вышеописанное не исключает наличия неисправности турбины. По правильному в такой ситуации как минимум сделать проверку состояния деталей турбокомпрессора. Главное – это не ограничиваться чем-то одним, проблему нужно решать комплексно!
Почему Турбина «ест масло»
«Турбина ест масло» или «Турбина гонит масло»— такое выражение можно часто услышать от водителей или мастеров, ремонтирующих турбированные моторы автомобилей, и это означает то, что узел приходит в негодность, и его в скором времени придется менять. При изношенности деталей турбины теряется мощность, пропадает динамика авто, приходится проверять уровень и доливать моторное масло через каждую 1 тыс. км, а то и чаще.
Турбина – достаточно «капризная» вещь, выходит из строя по разным причинам. Чтобы она служила как можно дольше, необходимо проводить ряд профилактических мер, иначе замены автомобильного турбокомпрессора не избежать – ремонт здесь обходится не дешевле, чем само устройство в сборе, и во многих случаях нецелесообразен.
Для чего нужна автомобильная турбина
Турбокомпрессор предназначен для нагнетания дополнительной порции кислорода в камеры сгорания ДВС (двигателя внутреннего сгорания), так как при стандартной подаче топливовоздушной смеси в цилиндры воздуха не хватает, из-за этого теряется КПД, соответственно, эффективность работы мотора снижается.
Система сконструирована так, что часть выпускных газов поступает в корпус турбины на «горячую» крыльчатку, которая, вращаясь, начинает нагнетать воздух во впускной тракт ДВС. Вал крыльчатки вращается в подшипниках, сам механизм от раскаленного выхлопа сильно нагревается. Чтобы как-то охладить работающий узел, придуман интеркулер, который остужает воздушный поток до температуры 50-60 градусов. ИЗОБРАЖЕНИЕ
Также в турбине имеется и другая крыльчатка, «холодная», которая закачивает воздух со стороны впускного коллектора, но она тоже нагревается от остальных частей механизма, только не настолько сильно. Одним словом, турбина устанавливается для того, чтобы увеличить мощность двигателя, повысить коэффициент полезного действия автомобильного двигателя, сделать мотор более приемистым и динамичным. Но турбокомпрессор работает при большой нагрузке и в тяжелом температурном режиме, поэтому требует ухода и соблюдения правил эксплуатации авто.
Наиболее частые поломки в системе турбонаддува
В процессе эксплуатации автомобиля турбированный двигатель подвергается износу, так как все узлы и агрегаты ДВС имеют свой определенный ресурс. Также со временем изнашиваются детали турбины, но турбокомпрессор может выйти из строя и раньше положенного времени, и основные причины неисправностей здесь следующие:
В основном поломки в системе турбонаддува происходят из-за нарушений правила эксплуатации авто, несвоевременного техобслуживания.
1. Механические повреждения турбины
Крыльчатка, подшипники или вал могут пострадать в результате удара во время аварии, в таком случае турбину ремонтировать бесполезно, ее следует менять. Может произойти и другая ситуация, например, на лопасти попал посторонний предмет (гайка, болт и прочее). Поэтому перед установкой турбокомпрессора необходимо внимательно проверить каналы впускного и выпускного тракта, здесь не должно быть лишних деталей. Также коллекторы следует очистить от пыли и грязи, из-за загрязнения происходит интенсивный износ трущихся частей турбокомпрессора.
Повреждения лопастей «холодной» крыльчатки свидетельствует о том, что во впускной тракт попал посторонний предмет, это может быть крепеж, ветошь или что-то другое. Если повреждаются лопасти «горячей» крыльчатки (со стороны выпускного коллектора), большая вероятность того, что имеются серьезные неисправности в самом двигателе. Когда «горячая» крыльчатка имеет повреждения, вероятно, что в двигателе повреждены поршни, поршневые кольца или седла клапанов. Правда, здесь следует оговориться: если разрушается седло клапана, оно сразу же разлетается по всем цилиндрам, появляется сильный стук, и мотор может заклинить в любой момент.
Если вы занимаетесь снятием и установкой турбины, ее очисткой от грязи, ни в коем случае не сгибайте лопасти – это приведет к поломке турбокомпрессора, и последствия таких действий будут весьма печальными.
2. Последствия работы мотора на грязном масле
О своевременной смене масла в ДВС сказано много, также понятно, что нельзя использовать расходные материалы низкого качества, а тем более фальсификат. Но грязь, частицы абразива и кокс, присутствующие в смазке, оказывают негативное влияние не только на ДВС, но и на детали турбокомпрессора – изнашиваются подшипники и вал ротора, из-за попадания абразивных частиц в узел происходит перегрев. Грязным масло бывает не только из-за того, что оно не вовремя меняется, или не соответствует требованиям к качеству, здесь причины еще могут быть следующими:
Чтобы избежать преждевременной поломки турбины, следует использовать только высококачественные моторные масла и маслофильтры, применять лишь те расходные материалы, которые рекомендованы заводом-изготовителем.
3. Низкий уровень масла в ДВС
Для любого дизельного двигателя ямз необходимо поддерживать достаточный уровень масла, если смазки в системе будет меньше, чем нужно, может произойти масляное голодание, и даже застучать коленчатый вал. Но если для ДВС кратковременная нехватка смазки еще как-то допустима (например, уровень масла по щупу немного ниже отметки MIN), то турбина не терпит масляного голодания. В этом случае детали турбокомпрессора подвержены интенсивному износу в результате перегрева и работы «на сухую».
Другие причины, из-за которых могло произойти масляное голодание турбины:
Чтобы турбина не пострадала от масляного голодания, водителю необходимо регулярно проверять уровень масла по щупу, следить за давлением в масляной системе по датчикам, периодически осматривать состояние масляных патрубков.
4. Перегрев турбокомпрессора
Чтобы турбина лишний раз не перегревалась, а ее детали достаточно смазывались, прежде чем заглушить мотор, необходимо дать ДВС некоторое время поработать на холостых оборотах. В этом случае нагрузка на турбокомпрессор будет минимальной, и он успеет остыть. Также водителю следует учитывать, что работа двигателя с повышенной нагрузкой приводит к деформации подшипников вал ротора, подгоранию масла, вследствие чего образуется кокс. Из-за перегрева на валу ротора образуются задиры, теряют свою герметичность уплотнения.
Другие причины, по которым может перегреваться турбокомпрессор:
Из-за перегрева разрушаются различные части турбокомпрессора, в том числе и «улитки» (корпуса) впускной и выпускной системы. Также перегрев происходит из-за тяжелых условий эксплуатации – при высокой нагрузке, постоянной работе двигателя в пыльных условиях, в жаркое время года.
Почему из турбины может вытекать масло
Течь масла через турбокомпрессор – достаточно частое явление, и оно не всегда проявляется из-за дефектов самой турбины.
Причины здесь могут быть разными:
По всем вышеперечисленным причинам можно понять, что многие из них связаны с проблемами слива масла. В «улитку» турбины смазка подается под давлением через подающую магистраль, затем происходит ее смешивание с воздухом и выпускными газами. В результате образуется масляная пенка, в дальнейшем она стекает в нижнюю часть корпуса турбины, и только затем попадает в маслосливную магистраль, а по ней уже возвращается в поддон двигателя.
Если сливной канал будет недостаточно широким, или масла окажется больше нормы, оно будет задерживаться в корпусе турбокомпрессора, вытекать через уплотнители. Здесь нужно удостовериться, что в сливе нет лишних изгибов, где может скапливаться масло. Также следует проверить, что сливная линия расположена выше уровня смазки в поддоне ДВС. Если все в порядке, можно приступать к проверке состояния вентиляционной системы двигателя, проводить диагностику поршневой.
Уплотнительные кольца в турбине
Многие ошибочно думают, что уплотнения турбокомпрессора предназначены только для того, чтобы не происходило попадание масла в корпус турбины. Отчасти это так, но основная задача уплотнений – не позволять газам под большим давлением попадать в «улитку» турбины, а затем и в картер ДВС. Некоторые марки турбокомпрессоров выпускаются промышленностью вообще без уплотнительного кольца со стороны впускного тракта, несмотря на это, течи масла здесь не происходит.
Течь масла в результате засора воздушного фильтра
Во время эксплуатации автомобиля от пыльного и грязного воздуха постепенно начинает засоряться воздушный фильтр ДВС, в фильтрующем элементе скапливаются пылинки, частички абразива. Сопротивление воздушному потоку увеличивается, и за счет этого на входе турбокомпрессора создается некоторый вакуум. На средних и больших оборотах при засоренном фильтре двигатель ведет себя нормально, так как за колесом компрессора имеется избыток давления, поэтому течи масла нет.
Но на холостом ходу и малых оборотах вакуум создается на выходе и входе, когда мотор работает на малой нагрузке долго, масло под воздействием разрежения начинает подниматься с нижней части корпуса турбины и появляться во впускном коллекторе. Решить проблему здесь достаточно просто – нужно из корпуса воздушного фильтра достать фильтрующий элемент и произвести его визуальный осмотр на предмет засорения. Если нет возможности сразу купить новый фильтр, его можно продуть сжатым воздухом. Вообще замену фильтра следует проводить по регламенту, установленному заводом-изготовителем, но если авто ездит по пыльным дорогам, элемент меняется чаще.
Влияние засоренного катализатора на турбину
Если копотью и сажей забивается катализатор, то в этом случае создается сопротивление выпускным газам, из-за чего возрастает нагрузка на ротор турбокомпрессора. Эксплуатация автомобиля с забитым каталитическим нейтрализатором приводит не только к повышенному расходу топлива, ухудшению динамики и снижению мощности ДВС, но и к преждевременному износу подшипников ротора турбины. В результате приходится или ремонтировать турбокомпрессор, или полностью его менять.
Что делать, если течет турбина
Причин течи масла из турбокомпрессора много, но если в этом виновата лишь сама турбина, ее необходимо менять:
Если вы определили, что через турбокомпрессор течет масло, рекомендуется сразу же обращаться к квалифицированным мастерам на станцию техобслуживания.
Продление срока службы турбокомпрессора
Основная причина масляной течи через турбину – избыток давления, создаваемый в картере двигателя, чтобы его не возникало, необходимо регулярно проводить ряд профилактических мер. Также следует не забывать о своевременном ТО, профессионалы автомобильного ремонта советуют выполнять следующее:
Эксплуатируя автомобиль с турбированным двигателем, нельзя экономить на расходных материалах: следует заливать в мотор лишь качественное моторное масло, использовать фильтры оригинального производства. Также нужно помнить, что серийная машина с турбодвигателем не предназначена для гонок, хотя и обладает достаточно мощным силовым агрегатом.
В случае выхода из строя турбины ее замену нужно доверять профессионалам, и на собственные силы не надеяться. Есть немало примеров, когда самостоятельный монтаж и демонтаж турбокомпрессора приводил к плачевным результатам, и владельцу автомобиля приходилось дорого расплачиваться за свою неквалифицированную работу.
Турбина гонит масло — точно ли дело в турбине?
Одной из типичных неисправностей турбокомпрессора является выброс моторного масла во впускной коллектор (или в интеркулер, если он есть) или в выхлопную систему. Но всегда ли при таких симптомах можно однозначно судить о неисправности турбины? Нет, далеко не всегда. Существует ряд причин, по которым даже полностью исправный турбокомпрессор выбрасывает масло в горячую или в холодную улитку, или в обе сразу.
Рассмотрим конструкцию одного из самых распространенных по применяемости на легковых автомобилях турбокомпрессора производства Garrett GT15. Внутренняя полость корпуса подшипников турбокомпрессора изолирована от системы впуска двигателя уплотнительным кольцом и от системы выпуска уплотнительным кольцом. Но, несмотря на то, что эти кольца помогают избежать утечек масла (особенно на холостом ходу двигателя, когда обороты ротора турбокомпрессора невысокие), они в действительности не являются основными масляными уплотнениями. Их нужно рассматривать как элементы, затрудняющие утечку воздуха и газов между турбиной, компрессором и корпусом подшипников. В обычном режиме работы турбокомпрессора давление в турбине и компрессоре больше давления в корпусе подшипников. Часть газов из турбины и часть воздуха, сжатого в компрессоре, попадают в корпус подшипников и вместе с моторным маслом по сливному маслопроводу проходят в масляный картер двигателя.
Основные масляные уплотнения турбокомпрессора являются уплотнениями динамического типа, работающие на основе использования центробежных сил для предотвращения утечек масла из корпуса подшипников. На валу со стороны турбинного колеса выполняются две канавки. Канавка, расположенная ближе к турбинному колесу, предназначена для установки в нее уплотнительного кольца. Вторая канавка и разница диаметров выполняют роль динамического масляного уплотнения.Отработанное масло под действием центробежных сил разбрызгивается внутри корпуса подшипников и далее стекает через маслосливное отверстие турбокомпрессора.
Аналогично работает динамическое масляное уплотнение со стороны компрессора. Его роль выполняет разница диаметров наружней упорной втулки.
Использование иных масляных уплотнений в турбокомпрессорах (например сальников, манжет и т.д.) не представляется возможным из-за огромных скоростей вращения валов, при которых контактные системы уплотнений во-первых создадут слишком большое сопротивление вращению вала, во-вторых слишком быстро выйдут из строя. Правда существуют так называемые карбоновые масляные уплотнения — аналог сальниковых уплотнений (такие уплотнения применяются в автомобильных водяных насосах), но карбоновые уплотнения применяются только на низкооборотистых турбинах (до 80 тыс. об/мин), и то далеко не на всех.
Итак, основным условием нормальной работы турбокомпрессора (в плане отсутствия утечек масла) является нормальная работа его динамических уплотнений. Динамические уплотнения, в свою очередь, могут нормально работать только в воздушном пространстве, то есть только тогда, когда внутренняя полость корпуса подшипников свободна от моторного масла. Если корпус подшипников по каким-либо причинам заполняется («подпирается») маслом или нарушается баланс давлений внутри корпуса подшипников и извне его, динамические уплотнения практически перестают работать, происходит утечка масла через уплотнительные кольца в корпус комрессора и в корпус турбины.
Рассмотрим причины, по которым возникает такая ситуация.
Не работает (или плохо работает) по каким-либо причинам система вентиляции картера двигателя.
Система вентиляции картера любого двигателя внутреннего сгорания предназначена для устранения избыточного давления в картере двигателя, возникающего вследствие прорыва газов из камеры сгорания в картер при работе двигателя. Патрубок вентиляции картера любого ДВС подключаестя к зоне пониженного давления (т.е. разряжения). В нетурбированных двигателях это, как правило, впускной коллектор, в двигателях с турбонаддувом это всасывающий патрубок турбокомпрессора. Сливная масляная магистраль турбокомпрессора подключается к масляной системе двигателя, как правило, ниже нормального уровня масла в картере. Таким образом, если в картере возникает избыточное давление картерных газов, масло не может нормально сливаться по сливной магистрали турбокомпрессора, оно «подпирается» в корпусе подшипников со всеми вытекающими отсюда последствиями. Причиной этого может быть сильная закоксованность масляного сепаратора системы вентиляции картера, закоксованность патрубка системы вентиляции картера, перелом или зажатие этого патрубка и т.д.
Затруднен нормальный слив отработанного масла по сливной магистрали турбокомпрессора по различным причинам (закоксованность, попадание посторонних предметов, остатков старой прокладки, герметика). Определить и устранить эту причину не составляет большого труда.
Затруднен забор воздуха на турбокомпрессор. Попросту говоря, «забит» воздушный фильтр или частично заблокирован воздухозаборный патрубок (например сильно перегнут, за счет чего уменьшается его проходное сечение).
При работе турбокомпрессора за счет динамических сил за вращающимся на огромной скорости турбинным колесом создается некоторое разрежение. Если возникает излишнее сопротивление забору воздуха, это разрежение многократно увеличивается, масло просто «высасывается» из среднего корпуса турбокомпрессора.
Затруднен выброс отработанных газов через выхлопную систему.
Излишнее сопротивление в выхлопной системе (засорен или закоксован катализатор, неисправна или замята банка глушителя и т.д.) вызывает увеличение давления в «горячей» улитке турбокомпрессора, что вызовет прорыв выхлопных газов в средний корпус турбокомпрессора и увеличение давления внутри его, что, в свою очередь, вызовет выброс масла со стороны компрессора.
При наличии одной или нескольких вышеприведенных причин даже полностью исправный турбокомпрессор будет выбрасывать масло, а из выхлопной трубы будет валить сизый дым.
В итоге хочу заметить, что появление масла во впускном коллекторе или в интеркулере вообще может не иметь отношения к турбине. В первую очередь при появлении таких симптомов следует проверить всю ту же систему вентиляции картера двигателя, в каком она состоянии и что в ней делается. При неисправности системы вентиляции или, в конце концов, самого двигателя, масло через патрубок вентиляции картера будет попадать в воздухоподающий патрубок турбокомпрессора и далее в интеркулер и впускной коллектор.
Информация взята из поста на форуме ауди-клуб от участника с ником «спортсмен 44».