Ремонт геометрии турбины и её чистка: процесс диагностики и восстановление узла

Устройство направляющего аппарата, признаки неисправности

Турбины с изменяемой геометрией чаще используются на дизельных моторах, которые способны работать при более низких температурах. Но они все чаще устанавливаются и на бензиновые авто.

Популярность подобных агрегатов определяется способностью оптимизировать производительность турбокомпрессора с учетом оказываемых нагрузок. Требуемый результат достигается за счет использования в конструкции специального аппарата, способного менять проходное сечение и угол атаки выхлопов.

Если в работе геометрии возникают неполадки, можно заметить:

• падение мощности транспорта, значительно ухудшаются динамические показатели;
• во время работы появляются нехарактерные звуки, свист;
• возникает передув турбины.

Важно! Мы хотим обратить внимание, что неполадки в работе геометрии не появляются просто так. Если провести ремонт, чистку, не определив причину дефекта, вскоре потребуется повторное обращение в сервис. А при усугублении ситуации не обойтись без замены агрегата. Поэтому мы проводим диагностику, оценку состояния системы, устраняем проблемы, приводящие к нарушениям.

Чем может быть опасна самостоятельная чистка турбины

Именно отложившийся нагар в геометрии часто становится виновником неподвижности лопаток. Детали нужно своевременно чистить от загрязнений, иначе турбина нормально функционировать не будет.

Самостоятельная чистка турбины допустима, но при отсутствии навыков можно лишь навредить. Во время демонтажа корпуса часто срезает крепежные болты. Высверливание обломков приводит к новым проблемам, например, нарушению балансировки вала.

В общем, без знаний сложно выполнить чистку геометрии. Если проводить частичную разборку турбины и не разбирать картридж, то повторную балансировку можно не делать. Но эффекта от такой процедуры будет мало. Поскольку загрязнение лопаток является следствием, а не причиной. А сама первопричина часто кроется в износе деталей картриджа, например, уплотнений ротора или других. Вот и выходит, что смазку из цилиндров турбодвигателя выкидывает в выхлопной коллектор. Оттуда она направляется в турбину, где и закоксовывается. Для профилактики нагара можно периодически использовать химические средства, заливающиеся в бак или разбрызгивающиеся на детали. Однако не на каждом дизеле от этой «операции» будет виден эффект. Да и нельзя проводить чистку таким способом, если отложений уже много – нужно искать первопричину недодува турбины.

Чистим геометрию турбины

Турбины с изменяемой геометрией появились не так давно, чуть более четверти века назад: впервые турбина такой конструкции появилась в 1989 году на Крайслере. Да и сегодня они устанавливаются только на двигатели автомобилей класса премиум. Поэтому далеко не во всех автосервисах есть специалисты, способные исправить дефекты, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации турбины.

Первая – загрязнение лопастей турбины остатками сгоревшего топлива, отработанным маслом либо попавшими в турбину песчинками, гранитной крошкой, а то и фрагментами резиновых прокладок корпуса. Вторая – физический износ подвижных лопастей и появление в механизме чрезмерных люфтов. В результате, лопасти либо начинают поворачиваться неравномерно, либо вообще перестают это делать.

Если для устранения первой причины в большинстве случаев достаточно лишь тщательно очистить детали турбины от гари и промыть их в специальном растворе, то с устранением второй придется попотеть. Нет смысла, да и технической возможности заменить одну вышедшую из строя лопасть – придется подвергнуть замене всю крыльчатку.

Во-первых, замена одного элемента крыльчатки нецелесообразна с экономической точки зрения; во-вторых, не факт, что новая лопасть идеально встанет на место прежней (точность подгонки элементов крыльчатки турбины с изменяемой геометрией составляет доли микрона, чего возможно добиться только в заводских условиях); в-третьих, производители турбин не очень-то поощряют такую «самодеятельность» даже профильным автосервисам.

В результате возникновения люфта, лопасть в процессе работы начинает бить по основанию самой крыльчатки, что также приводит к ее преждевременному износу. Дальше – больше: разбалансированная крыльчатка начинает бить уже по корпусу турбины, и если вовремя поломку не устранить, турбина становится неремонтопригодной полностью, и владельцу автомобиля придется раскошеливаться на новую.

Также причиной, вызывающей необходимость ремонта геометрии турбины, может стать поломка ее электронной начинки – реле, управляющего механизмом поворота лопастей. Но чем это реле напичкано, не знает, наверное, никто, кроме его производителя. Поэтому выход только один: менять.

Когда и почему нужен ремонт геометрии турбины?

Столь частые поломки элементы связаны с большим количеством вращающихся деталей – лопастей, которые подвержены загрязнению при несвоевременной очистке.

Признаки того, что требуется ремонт, бывают следующие:

1. Систематический передув турбины. Когда фактическое давление, подаваемое нагнетателем несоответствует показаниям проборов при проверке диагностическим оборудованием. Как правило, зашкаливает в сторону «+».
2. Во время нагрузки турбина постоянно источает свист.
3. Вялая динамика разгона, набора оборотов. При наборе скорости (обгоне) нагнетатель может внезапно отключится.

Характерные поломки геометрии таковы:

• фактор брака при изготовлении на заводе;
• некачественно проведённый предыдущий ремонт;
• неплотная посадка на штатное место вследствие чего произошло искривление или перекос; деталь пришла в негодность;
• повреждение металлической части сторонним предметом, вследствие чего выхлопные газы просачиваются наружу;
• дефект корпусной части улитки горячей или холодной камер, что привело к потере целостности и вакуума.

Избежать поломок не удастся де-факто, но можно снизить степень их критичности своевременным прохождением технического осмотра. Рекомендовано на постоянной основе заправлять качественное высокооктановое топливо с минимальным содержанием сторонних примесей. Различного рода химические добавки негативно влияют на работу турбины и мотора в целом. Не превышать рекомендованные скоростные режимы для конкретного вида авто. Излишняя скорость приводит к образованию нагара внутри картриджа, выбросу сажи с превышением нормы. В совокупности ускоряется процедура капитального ремонта оборудования.

Строение и принцип работы турбины

Турбина устанавливается непосредственно на корпусную часть выпускного коллектора, из полости которого выходят аккумулированные потоки газов. Они в свою очередь, под воздействием кинетической энергии приводят к вращению крыльчатку горячей камеры. Проворот последней приводит в движение крыльчатку на противоположной стороне холодной камеры. Вторая лопасть в процессе вращения захватывает поток кислорода из вне и направляет его внутрь камеры сгорания.

Как правило, большинство турбин имеют идентичное строение, независимо от марки и модели технического средства:

• корпусная часть, состоящая из улитки холодной и горячей камеры;
• осевой вал;
• центрирующая втулка;
• картридж системы;
• крыльчатка;
• изменяемая геометрия;
• упорный подшипник;
• стопорные кольца, различные крепежи.

В процессе работы агрегата при использовании низкокачественного топлива внутри полости образуется чрезмерное количество нагара, сажи, перегоревшего масла, что негативно сказывается на работе оборудования. Чаще всего, из строя выходит изменяемая геометрия внутри картриджа турбины.

Изменяемая геометрия предназначена для автоматической корректировки наклона лопастей с целью максимального притока воздуха в камеры сгорания, тем самым обеспечивается максимальный прирост мощности мотора.

Почему возникает необходимость в ремонте геометрии турбины?

Направляющий аппарат турбокомпрессора может выходить из строя по двум причинам.

Ситуации, требующие внимания:

• естественный износ элементов, втулок, подвижных составляющих, которым приходится работать в суровых условиях (образуются зазоры);
• усиленное нагарообразование, сопровождающееся нарушением подвижности узлов (заклинивает привод, лопатки, из-за чего образующееся давление не соответствует требуемым показателям).

Нагарообразование – главная причина неполадок. Если возникли нарушения в работе геометрии, требуется диагностика, поиск первопричины подобного дефекта. Ведь сам агрегат является надежным и производительным устройством.

Почему происходит чрезмерное образование нагара, закоксовывание:

1. Если используется низкокачественное топливо с примесями, образуются продукты сгорания. Их чрезмерное содержание в выхлопах опасно для системы.
2. Нарушения в процессе топливообразования также сказываются на качестве и составе выхлопных газов.
3. Неисправности двигателя – износ поршневых колец, клапанов – приводит к проникновению рабочей жидкости и ее последующему закоксовыванию.
4. Нарушение условий эксплуатации – активная езда на непрогретом моторе, преждевременное переключение передач – приводит к износу.
5. Неполадки, связанные с самим турбокомпрессором, проблемы с уплотнениями ротора в картридже сопровождаются попаданием масла.

Важно! Мы также хотим обратить внимание на условия эксплуатации автомобилей с дизельными моторами. Здесь имеют значение темп езды и неполадки в работе сажевого фильтра. Движение на небольших скоростях способствует большему образованию частичек сажи, которые скапливаются и в направляющем аппарате. Фильтр сажевых частиц напрямую не влияет на геометрию, но затрудняет выход выхлопов, что сопровождается ростом давления, развитием неполадок.

Заклинивание, отказ системы случается и по другим причинам:

1. Со стороны выпускного коллектора попадают инородные тела.
2. Происходит перегрев турбины и разрушение лопаток направляющего аппарата.
3. В случае обрыва колеса турбокомпрессора механизм повреждается.

В подобных ситуациях ремонт предполагает замену геометрии, так как восстановление невозможно. Столь серьезные дефекты происходят при несвоевременном обращении в сервис.

Чистка геометрии не снимая турбину

Чистка турбины с изменяемой геометрией без демонтажа с 1.9 tdi или другого мотора проводится по определенному алгоритму. Обязательно процедура выполняется на прогретом турбодвигателе.

1. Снимаем наливной шланг, он расположен между турбокомпрессором и воздушным фильтром. При этом не забываем послабить зажимы.
2. Разбираем воздухозаборник.
3. На холостых с помощью шприца на 5 кубиков заливаем в воздухозаборник растворитель. Чтобы не спровоцировать перенабор оборотов и вибрации мотора, средство заливаем небольшими порциями, дожидаясь стабилизации оборотов.
4. Даем поработать двигателю с очистителем внутри. Будет достаточно 2-4 минут.
5. Останавливаем силовой агрегат и монтируем воздухозаборную трубку.
6. Проезжаем несколько км на автомобиле – обороты не более 3 тыс.
7. Останавливаемся и еще минуту двигатель работает на холостых оборотах.

Вот и все, чистка геометрии турбины окончена. Этот способ советуют применять в профилактических целях. Со значительным нагаром он не справится.

Чистка геометрии со снятием турбины

Когда нагара много или лопатки механизма изменения геометрии потеряли свою подвижность, производится полный демонтаж и чистка турбины. Иначе нормальное функционирование узла не восстановить.

А если турбине уже пора в ремонт, обратиться можно к нашим специалистам. Качественный ремонт турбин, с гарантией, соблюдением заводских технологий и 100% дешевле чем в вашем городе. Переходи по ссылке, чтобы узнать подробнее.

Снятие и установка турбокомпрессора — довольно ответственное дело, ведь в процессе демонтажа турбины нужно быть максимально аккуратным, чтобы не повредить сам механизм и соседние с ним узлы. В первую очередь следует очистить от нагара крыльчатки. При этом нагнетающую лучше не снимать, а просто почистить ее сверху.

На улитке выхлопных газов обычно собирается много сажи. Все загрязнения нужно тщательно удалить. Во время чистки геометрии турбины поочередно проходятся по каждой лопатке.

Если чистка геометрии происходила с частичной разборкой турбины, то скорее всего балансировка не потребуется. При полной разборке велика вероятность обрезания болтов. Их обломки приходится высверливать. В гаражных условиях аккуратно выполнить процедуру невозможно. Это приводит к повреждению отверстий под крепежи, а также нарушению балансировки вала. Своими силами отбалансировать и настроить турбину потом уже не получится.

Чем чревата самостоятельная чистка турбины

«Можно ли самостоятельно снять, почистить и поставить обратно турбину без проведения ее балансировки? Чем это может быть еще чревато?»

Проведение балансировки потребуется, если при чистке турбокомпрессора будет разобран картридж, представляющий собой центральную секцию ТКР, внутри которой проходит ротор и расположен подшипниковый узел. Случалось также, что при разборке ТКР картридж по неосмотрительности роняли на пол, что приводило к повреждению или деформации, например, лопастей колес. Других возможностей нарушить балансировку без разборки картриджа мы не видим.

К тому же вряд ли внутреннее состояние картриджа вызывает озабоченность у нашего читателя, интересующегося возможностью чистки турбины. В таком случае есть встречный вопрос: какая проблема побуждает к чистке ТКР?

Обсуждая этот вопрос с Алексеем Оргишем из компании «Турбохэлп», мы предположили, что, возможно, из-за нагара, отложившегося в направляющем аппарате механизма изменения геометрии, потеряли подвижность его лопатки. Пока их от нагара не освободишь, турбина работать как надо не будет.

Необходимостью последующей балансировки чистка механизма изменения геометрии не чревата, зато при отсоединении корпуса механизма высока вероятность обрезания крепежных болтов. Высверливание обломков болтов в кустарных условиях проблематично и часто ведет к повреждению отверстий под болты, что порождает новые проблемы. Без разборки очистить же механизм и тем самым вернуть его лопаткам подвижность практически невозможно.

Не исключено также, что с ТКР были сняты патрубки, после чего обнаружилось сильное замасливание колес. Или, быть может, ТКР собираются купить среди «бэушного» товара, и аналогичный вид имеет присмотренный для покупки агрегат.

Опять-таки корпуса колес можно отсоединить от картриджа, не разбирая последний, что исключает необходимость балансировки. Однако что даст очистка, если говорить о ТКР, стоящем на двигателе? Одной из распространенных причин забрасывания колес турбины маслом и образования на их лопастях нагара является износ поршневых колец и деталей клапанной группы, после чего масло выбрасывается из цилиндров двигателя в выхлопной коллектор, затем поступает в турбину, где и коксуется.

Подобное наблюдается и при выходе из строя уплотнений ротора в картридже самого турбокомпрессора. Если теперь вернуться к механизму изменения геометрии, то, скорее всего, внутри него нагар тоже отложился неспроста. Надо искать, чем было обусловлено появление внутри ТКР такого нагара, что появилась необходимость его удалить. Пока не будут найдены и устранены первопричины, не стоит ожидать, что чистка турбины станет решением проблемы. Поэтому самое главное, чем чревата самостоятельная чистка турбины без приведения в порядок двигателя, — практически она бесполезна.

Когда нужна чистка турбины

Просто так чистку ТКР делать не нужно, полностью исправная улитка самоочищается во время работы. Проводят процедуру, если засвистела турбина, на крыльчатках появились следы масла или геометрия забилась сажей. В любом из случаев сначала необходима диагностика турбины. Когда причина найдена, устраняют засор.

Частые первопричины сбоя работы геометрии:

• пробой прокладки;
• изношенные втулки;
• аномальное давление картерных газов;
• забитый сапун турбины.

Бывает, что и изношенные поршни провоцируют чрезмерные отложения сажи. Без ликвидации первопричины чистка турбины лишь на время исправит последствия. Поэтому ремонт и замена износившихся деталей крайне необходимы.

Работоспособность геометрии турбины можно проверить самостоятельно. Для этого от клапана управления геометрией (по-простому – «грибка») следует отключить вакуумный шланг управления улиткой. Процедуру выполняют на холостых оборотах. Шток сразу резко сползет вниз, а потом поднимется вверх. Ход штока должен быть плавным – диапазон по нормативам 12 мм. Геометрию нужно чистить, если отсутствует плавность движения.

Диагностика и профилактика

Полная диагностика изначально проводится мастером визуально, в то время, как турбина установлена на штатном месте. При отсутствии явных признаков неисправности начинается демонтаж оборудования и полный разбор. В процессе особое внимание уделяется степени изношенности и загрязнению каждой детали узла. Обязательно изымаются комплектующие, несоответствующие параметрам для последующей замены новыми.

После отделения холодной и горячей улитки мастер обследует картридж турбины, осевой вал, центрирующую втулку, изменяемую геометрию на предмет работоспособности. Первично проверить исправность геометрии можно провернув лопасти из стороны в сторону. Если это сделать невозможно или крайне трудно, значить их основы закоксованы, требуют очистки. Далее обследуется контур на целостность и отсутствие дефектов. Завершается этап опусканием деталей в ультразвуковую ванну типа для очистки.

Когда дефектоскопия проведена, компоненты очищены, мастер приступает к сборке нагнетателя с обязательной заменой новыми деталями. По окончанию проводится проверка скоростного режима турбины с помощью специального стенда высокого давления.

Какое средство использовать для чистки турбины

Выпускается несколько видов химических средств для чистки нагара, позволяющих справиться с загрязнениями без демонтажа турбины. Одни просто разбрызгивают на запчасти, а другие — заливают в бак.

Средство для бака начинает работать после разгона автомобиля до 100 км. Присадки постепенно чистят турбину от нагара. Эффект будет заметным не сразу, примерно через 200-250 км пробега.

Концентрат для разбрызгивания, попадая на детали турбины, образует пену. Состав растворяет смолы и углеродные отложения. Применять данный продукт можно как для чистки без снятия турбины, так и для замачивания деталей в случае демонтажа.

Подобные химикаты справляются только с незначительными отложениями сажи. Чистка сильного нагара им не под силу. Их нельзя использовать, если имеются какие-либо серьезные поломки турбины.

При не полной разборке ТКР сажу и отложения нагара с запчастей удаляют с помощью наждачной бумаги или специальной насадки на дрель. Для этих целей также можно использовать щетку по металлу. В случае капитального снятия узла отдельные комплектующие замачивают в солярке, она очень хорошо растворяет нагар.

В общем, снимать турбину или нет, а также чем ее почистить каждый автовладелец решает сам. Но без демонтажа сильные отложения вычистить практически невозможно. Продаваемые средства малоэффективны в этом вопросе.

Для чего проводится чистка геометрии турбины?

Чистка в автосервисе – это обычная промывка корпусной части, основы геометрии нагнетателя, с целью удаления сажевого нагара, наслоения продуктов распада угарных газов. Чрезмерное накопление препятствует свободному вращению лопастей геометрии, вследствие чего не происходит корректировка воздушного потока и фактическое давление не соответствует необходимой норме.

Диагностические мероприятия в автосервисе

Прежде чем приступить к ремонту, чистке направляющего аппарата, мы проводим сканирование, используя спецоборудование. Завершив компьютерную диагностику, мастер расшифровывает коды ошибок, выявляя неисправность и сопутствующие дефекты.

Как мы выполняем внешний осмотр, проверку работоспособности:

• когда авто находится на холостом ходу, нужно разъединить вакуумный шланг и привод пневмоклапана;
• в этот момент шток клапана должен уйти вниз;
• мастер подсоединяет, надевает трубку обратно;
• после этого происходит постепенное поднятие штока в первоначальное положение.

Важно! Отсутствие плавного хода явно указывает на необходимость чистки, ремонта геометрии. Выполняется снятие и разборка устройства, что позволяет нам оценить состояние элементов узла. Если причина заключается в залипании сажи, ремонт подразумевает чистку. В случае механических неисправностей возможна замена привода при нарушении его работоспособности. Иные механические дефекты предполагают замену устройства.