Неисправности и ремонт турбин дизельных двигателей

Неисправности и ремонт турбин дизельных двигателей

Турбины дизельных двигателей предназначены для того, чтобы принудительно подавать дополнительный воздух в двигатель, используя при этом энергию отработанных газов. В этой публикации мы расскажем читателю, как выполняется ремонт турбин дизельных двигателей. Но сначала несколько слов об их устройстве.

Если бы не было турбины, дизельный двигатель бы тратил больше энергии для того, чтобы засасывать воздух в камеру сгорания. Но и это еще не все. Из-за того, что воздух поступал бы в двигатель только под действием разряжения, которое происходит во время движения цилиндров вниз, этого бы воздуха реально не хватало для обеспечения полного сжигания топлива. Т.е. какая-то часть дизельного топлива оставалась бы не сожженной и просто покидала бы цилиндры вместе с выхлопными газами. Таким образом, получается, что КПД двигателя с турбиной гораздо выше, чем КПД дизельного двигателя без турбины.

Устройство и принцип работы турбин дизельных двигателей

На одном валу расположены лопасть (лопасти) турбины и компрессор. Горячий выхлоп двигателя, который берется от выпускного коллектора, раскручивает лопасти турбины. Причем движение лопастей начинается сразу после того, как двигатель запускается.

Энергия вращения передается на вал, и благодаря вращению вала начинает вращаться крыльчатка компрессора, которая засасывает воздух внутрь улитки турбины. Дальше воздух подается в дизельный двигатель. В некоторых конструкциях предусмотрен радиатор, через который проходит нагнетаемый воздух перед тем, как попадает в цилиндры дизельного двигателя. И чем сильнее охлаждение воздуха в радиаторе, тем лучше для работы двигателя.

Вал вращается на подшипниках, которые опираются на седла в кожухе турбины. Именно подшипники и испытывают серьезные нагрузки от вращения вала.

В некоторых моделях турбин для дизельных двигателей используются вариативные крыльчатки турбин. Это весьма сложная конструкция, позволяющая турбине эффективно работать на различных оборотах двигателя. Крыльчатки вариативных турбин имеют разный размер и включаются в работу в зависимости от количества подаваемого отработанного газа. Регулировка включения может происходить как по вакуумному принципу, так и с использованием электронного блока управления, который подключен к датчику оборотов двигателя.

Температура отработанных газов, поступающих в турбину, очень высокая. Поэтому многие элементы и детали узла сделаны из металла с высокой термической стойкостью. Те же крыльчатки турбины сделаны из жаропрочной стали, чтобы не возникало термического коробления крыльчатки.

Для того чтобы обеспечивать нормальное вращение вала, в подшипники постоянно подается масло, которое не только смазывает трущиеся поверхности, но и способствует отводу тепла от подшипников. Масло подается по маслопроводным магистралям, которые подключены в общую систему маслопровода.

На больших оборотах может возникнуть такая ситуация, что давление подающегося воздуха превышает допустимое. Т.е. двигатель не успевает «переработать» весь воздух, который вырабатывает турбина. Чтобы исключить критическое поднятие давления, на некоторых моделях турбин устанавливают клапан, который сбрасывает давление внутри системы.

Рекомендуем читателю это видео, в котором рассмотрено устройство турбины дизельного двигателя:

Неисправности и ремонт турбины дизельного двигателя

Прежде чем выполнять ремонт турбин дизельных двигателей, необходимо выполнить диагностику, выявить причины неисправности. Основные возможные неполадки турбин следующие.

При работе дизельного двигателя начинает появляться темный дым из выхлопной трубы. Это означает, что топливо полностью не сгорает в цилиндрах. И одна из причин может крыться в недостаточном количестве воздуха, который подается турбиной в двигатель.

Причина заключается в том, что произошла разгерметизация патрубка связывающего турбину с впускным коллектором. В тоже время подобное может наблюдаться, если произошла разгерметизация на выходе из выпускного коллектора. Т.е. выхлопные газы не в полной мере поступают на крыльчатку турбины. Даже при больших оборотах двигателя, крыльчатка не раскручивается, так как надо, и соответственно двигателю не хватает воздуха.

Устранение такой неполадки заключается в замене патрубков или подтягивании соединительных элементов.

Если из выхлопной трубы начинает идти дым сизого цвета, это означает, что в выпускной коллектор попало масло. В том числе, это масло может попадать и из магистралей турбины. Причины могут заключаться в засорении масляной магистрали. И получается, что масляный нанос не в состоянии дать такое давление, чтобы масло шло по нужному направлению, и оно идет в выпускной коллектор. Для того чтобы устранить эту причину промываются масляные магистрали.

Во время работы турбины возникают посторонние шумы. Это может быть связано с состоянием подшипников, в которые не подавалось в нужном количестве масло. Впрочем, у подшипников, работающих в сложных условиях высоких температур, может просто выработаться ресурс. Хотя их ресурс достаточно большой и подобное происходит только, если подшипники работали в условиях масляного голодания. В этом случае поможет промывание масляных магистралей и замена подшипников.

Если установлена вариативная турбина, где регулирование включения различных крыльчаток происходит вакуумным способом, может возникнуть проблема, когда турбина не переключается на нужную крыльчатку при высоких оборотах двигателя. В этом случае воздуха двигателю перестает хватать, падает мощность двигателя, появляется темный дым из выхлопной трубы. Практически всегда решение проблемы заключается в тщательном снятии различные наслоений, пыли, грязи которые скапливаются внутри турбины. Обычно после такой операции турбина начинает нормально работать на разных оборотах двигателя.

Несколько сложнее ремонт турбин дизельных двигателей, если вариативная турбина управляется электроникой. Тут причины неполадок могут быть самыми разнообразными. Например, датчик оборотов не выдает сигнал на блок управления крыльчаткой или еще что-то подобное, связанной с электроникой. Исправить проблему без специалистов в этой ситуации не получится.

В конце следует сказать, что турбина – достаточно простое устройство, и ломаться в ней особо нечему. Обычно ресурс турбины равен ресурсу двигателя и основная часть проблем может быть связана с загрязнением и неправильной подачей масла. Каких-то особых механических повреждений у турбины не может быть.

Клапан ЕГР в дизельном двигателе

Разработчики современных автомобилей постоянно совершенствуют двигатели для улучшения в них экологической составляющей. Система ЕГР – один из механизмов, позволяющих свести к минимуму токсичные выбросы в атмосферу за счет возврата части выхлопных газов в камеру сгорания, при этом работа дизеля становится более «мягкой». При эксплуатации силового агрегата с EGR, многие владельцы автомобилей сталкиваются с поломками или сбоями в работе системы рециркуляции. Новая деталь для замены стоит достаточно дорого, но она вполне поддается чистке, ремонту или система просто отключается.

Как работает ЕГР на турбодизеле

Главная функция системы EGR – это частичный возврат отработанного газа во впускной коллектор с целью дожигания. На дизельном двигателе такое решение позволяет добиться более мягкой и плавной работы двигателя, что улучшает его эксплуатационные качества и уменьшает расход горючего, а выхлоп снижает свою токсичность. Появление отработанных газов во впуске не меняет соотношения основных компонентов горючей смеси, мощность на разных режимах работы не теряется, и экономится топливо.

Принцип действия клапана ЕГР на дизелях – это соединение части отработанных газов с поступающим через впускной коллектор воздухом. В выхлопе двигателя содержатся окислы азота из-за повышенного нагрева газов в камере сгорания. При задействовании системы EGR, сгорание происходит при более низкой температуре, а уровень содержания вредных веществ в выхлопе становится меньше. На дизелях клапан открывается автоматически на холостых оборотах, а при нагрузке и максимальных мощностях закрывается.

Для чего глушат клапан ЕГР

При длительной эксплуатации дизеля, оснащенного системой EGR, автовладельцы часто ощущают снижение мощности и появление дымления выхлопа. Любители тюнинга двигателя утверждают, что рециркуляция газов «душит» силовой агрегат, не позволяя ему проявить весь потенциал мощности. Основываясь на подобных доводах, многие водители решают заглушить систему ЕГР. Подобная процедура представляет собой отключение системы рециркуляции, что теоретически должно прибавить мощности.

Существует мнение, что быстрое образование нагара на клапане ЕГР и впуск выхлопных газов во впускной коллектор провоцируют усиленное нагарообразование и закоксовывание камеры сгорания. Неисправность системы ЕГР, связанная с выходом из строя клапана, приводит к перерасходу топлива и неустойчивой работе двигателя. В камеру сгорания попадают смолы и сажа, из-за которых дизельное масло быстро окисляется, а общий моторесурс силового агрегата снижается.

Необходимость отключения ЕГР появляется при пробеге 80-120 тыс. км, потому как наличие такого пробега обуславливает определенный износ двигателя. Выхлопные газы, перенаправленные вовнутрь, имеют высокую степень загрязнения. После их дальнейшего смешивания с картерными газами, появляется толстый слой смолистых отложений в коллекторе впуска, клапане ЕГР и клапанах головки двигателя. Забитая система вызывает появление ошибок и может спровоцировать резкий переход автомобиля в аварийный режим.

Неисправности ЕГР на дизеле

Клапан ЕГР – это деталь, выполняющая перепускную функцию, который или пропускает часть выхлопных газов из коллектора в подающую магистраль, где они смешиваются с воздухом (в случае исправности), или нет. При неисправности клапана, ЭБУ выдаст соответствующую ошибку на индикатор приборной панели. Неисправностями ЕГР на дизеле могут быть следующие:

1. Нагар в системе, который затрагивает клапан и пластину EGR. Чрезмерное образование нагара происходит при эксплуатации двигателя на низкокачественном топливе, при неполном сгорании топливной смеси, нарушении системы отвода картерных газов.
2. Засорение клапана, при котором происходит его заклинивание при открытии или закрытии, или некорректная работа в виде несвоевременного срабатывания, что заметно при работе мотора на холостом ходу.

Выявить поломку системы рециркуляции возможно при визуальном осмотре состояния трубопроводов и разъемов датчиков. Точная диагностика включает в себя электронное сканирование и другие процедуры, при которых проверяют функционирование приводов и клапана ЕГР.

Ремонт ЕГР на дизеле

Ремонт системы EGR заключается в ее механической очистке от нагара и отложений при помощи небольшой металлической щетки и промывке очистителем «WD», который предназначен для снятия отложений и ржавчины с металла. В конце процедуры клапан изнутри протирают ветошью, смоченной в растворителе. В ремонт ЕГР на дизеле входит и очистка соленоида (при наличии такового), который выполняет функцию фильтрующего элемента, предохраняющего от попадания мусора в вакуумную систему.

Промывка от гари клапана ЕГР осуществляется после его снятия, обработки через отверстия специальным аэрозолем, применяющимся для очистки карбюраторов, далее деталь помещают в емкость, наполненную осветительным керосином. После разбирают, отвинтив 4 болта, и очищают изнутри. Такое обслуживание устранит признаки неисправности клапана EGR, и восстановит его правильную работу. Процедура должна проводиться регулярно через 60-100 тыс. км пробега.

Как правильно заглушить клапан ЕГР на дизеле

Правильное отключение EGR на дизеле предполагает:

1. Механический способ глушения клапана.
2. Отключение при помощи блока управления.

На первом этапе устанавливают механическую заглушку клапана, после чего систему отключают на электронном оборудовании. Следует знать, что только физически заглушить клапан бывает достаточно лишь на некоторых автомобилях. После осуществления механического блокирования клапана требуется его программное отключение в ЭБУ, иначе на панели приборов будет гореть лампа «check» по причине ошибки системы рециркуляции, а двигатель задействует аварийный режим, при котором ограничивается отдаваемая мощность.

Самый простой вариант заглушки клапана осуществляется следующим образом:

1. Клапан, который чаще всего располагают возле впускного коллектора, снимают, открутив несколько болтов.
2. Если необходимо, демонтируют впускной коллектор и чистят его каналы от загрязнений.
3. Извлекают прокладку, расположенную на месте крепления клапана.
4. Снятая прокладка используется в роли шаблона, по которой вырезают из стального листа прокладку-заглушку, и проделывают в ней отверстия под болты. Нередко заглушку под некоторые модели автомобилей можно встретить в продаже.
5. Обратная установка клапана с применением прокладки и заглушки. Затяжка болтов производится с особой осторожностью из-за их хрупкости.
6. Отключают вакуумные шланги, так как они в системе открытия клапанов больше не задействуются.
7. Внесение изменения в прошивку ЭБУ, чтобы избавиться от ошибки EGR.

Неисправности судовых ДВС

Судовые дизельные двигатели внутреннего сгорания имеют запас прочности – их непросто вывести из строя. Однако сбои в работе случаются, и важно уметь их своевременно устранять. Некоторые неисправности можно ликвидировать своими силами, а в отдельных случаях не обойтись без обращения к специалисту дилерского центра.

При обслуживании двигателей для судов можно заранее заметить изменения в работе оборудования. В этом случае рекомендуется обратиться к журналу с записями об обслуживании агрегата. В нем указываются все предыдущие неисправности и процедуры по замене деталей, обслуживанию. Это поможет разобраться в ситуации. Ниже перечислены основные неисправности двигателей Yanmar серии 6HYM.

Отказ пуска и внезапная остановка двигателя

Если двигатель не запускается, причин может быть несколько. Самые простые причины: повышенная вязкость масла или падение заряда в аккумуляторе. Эти неисправности можно устранить самостоятельно – достаточно зарядить батарею или заменить масло. Если причина в зажигании, то проблема может быть в пустом топливном баке, засорении топливного фильтра, закрытии клапана бака, низком цетановом числе дизельного топлива. Эти проблемы тоже устраняются самостоятельно. Мастер может открыть клапан топливного бака, почистить фильтр. Также причина может быть в попадании воздуха в топливную систему.

Однако существуют неисправности, с которыми лучше обратиться в дилерский центр. Специалист от центра нужен, когда:

• в двигателе заклинили подвижные части (поршни, гильзы цилиндров, подшипники распределительного или коленчатого вала);
• неисправность – в стартере;
• вышел из строя насос предварительной подачи топлива;
• неправильно отрегулированы клапана или повреждены седла клапанов.

Причины внезапной остановки мотора – засорение топливного фильтра, пустой бак, воздух в топливной системе. Однако причинами остановки могут быть и заклинившие части, как и при отказе в запуске.

Падение скорости вращения и неравномерная работа цилиндров

Обычно в таких ситуациях можно решить проблему самостоятельно. Скорость может падать при попадании воздуха или влаги в топливную систему, засорении топливного фильтра. Если попала вода, надо просто высушить фильтр и бак. При попадании воздуха необходимо восстановить герметичность системы. Самостоятельный ремонт запрещен, когда надо разбирать двигатель, то есть при заклинивании отдельных комплектующих: турбокомпрессора, подшипника коленвала, поршней.

Цилиндры могут работать неравномерно при попадании воздуха или влаги в топливную систему. Однако иногда возникает более серьезная проблема – неравномерный объем впрыска. В такой ситуации производитель рекомендует обратиться к дилеру.

Выхлопные газы имеют «неправильный» цвет, слышен стук в двигателе

Если выхлоп изменил цвет, причина может крыться в загрязнении компрессора, турбины, засорении фильтра предварительно очистки. Здесь достаточно провести работы по очистке комплектующих. Часто выхлоп имеет «неправильный» цвет из-за низкого качества топлива. Рекомендуется как можно быстрее заменить его. Еще одна причина – перегрузка двигателя. Если снизить уровень нагрузки, цвет выхлопа снова нормализуется.

Изменение цвета отработавших газов может быть связано и с более серьезными проблемами:

• неправильной регулировкой зазоров клапанов;
• повреждением седел клапанов;
• несвоевременным впрыском;
• залипанием клапанов;
• повреждением кулачков распредвала.

В таких ситуациях нужно обратиться к специалисту – требуется разборка двигателя. Неправильная регулировка зазоров и несвоевременный впрыск также приводят к стукам в двигателе.

Высокая температура охлаждающей жидкости, выхлопных газов

Температура охлаждающей жидкости может быть высокой из-за недостаточного уровня охлаждающего реагента или наличия протечки. Также проблема возникает по причине засорения канала впуска воды, поломок или неисправностей крыльчатки насоса морской воды. Эти неисправности можно устранить самостоятельно. Если залипает клапан термостата или возникли поломки в насосе для охлаждающей жидкости, лучше обратиться к дилеру.

Повышенная температура выхлопа связана с недостатком воды в интеркулере и неисправностью водяного насоса для морской воды. На выхлоп оказывает влияние топливо и уровень нагрузки. Достаточно снизить нагрузку и повысить качество топлива, чтобы в большинстве случаев устранить проблему. Стоит также проверить вентиляцию машинного отделения – проблема может быть тут.

Низкое давление смазочного масла

Неисправности судового дизеля, связанные с давлением смазочного масла, обычно решаются путем замены масляного фильтра. Также неисправность может быть связана с ослаблением патрубков. Если после проведения этих процедур ситуация не изменилась, стоит обратиться к дилеру.

В дилерский центр за исправлением поломок стоит обращаться в случае, если ремонт требует переборки двигателя. Разбирать мотор самостоятельно крайне не рекомендуется. Стоит добраться до берега и обратиться за обслуживанием. Подготовленные работники сервисного центра быстро устранят неисправности. Допускается самостоятельный ремонт отдельных комплектующих, который не требует разборки двигателя.

Дизельный двигатель

Профессиональный и недорогой ремонт дизельных двигателей с гарантией качества на Софийской, 59 в автосервисе Bosch Контроль Транс Сервис.

Телефон: +7 (812) 916-73-33 . Звоните!

Благодаря высокой эффективности дизельный двигатель широко применяется не только на грузовых автомобилях, но и на легковых. В Европе свыше 50% новых легковых автомобилей имеют дизельный двигатель, а именно быстроходный дизель, обладающий высокой эластичностью, т.е. способностью развивать номинальный крутящий момент в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала.

Принцип работы дизельного двигателя основан на самопроизвольном (компрессионном) воспламенении дизельного топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания и смешиваемого со сжатым и нагретым до высокой температуры воздухом. Работа дизельного двигателя зависит от неоднородности топливно-воздушной смеси, в отличие от бензинового двигателя, в котором процесс работы дизеля зависит от коэффициента избытка воздуха.

Дизельный двигатель имеет ряд отличительных особенностей:

• имеет высокий коэффициент полезного действия из-за большей степени сжатия
• больший вес и габариты
• низкий расход топлива благодаря системе впрыска и впускной системе
• имеет низкие обороты коленчатого вала и как следствие меньшую удельную мощность, с неполным сгоранием топлива, отсюда сажеобразование;
• развивает высокий крутящий момент на низких оборотах из-за отсутствия дроссельной заслонки
• высокие требования к качеству топлива из-за сложной конструкци топливной аппаратуры.

Дальнейшее развитие дизельных двигателей предполагает:

• снижение расхода топлива;
• снижение токсичности отработавших газов;
• повышение мощности двигателя;
• снижение уровня шума;
• облегчение холодного запуска.

Ниже системы предназначенные для реализации этих требований на современных дизельных двигателях.

• снижение расхода топлива
• снижение токсичности отработавших газов;
• снижение уровня шума

• снижение токсичности отработавших газов

Система рециркуляции отработавших газов

• снижение токсичности отработавших газов

• снижение расхода топлива;

снижение токсичности отработавших газов;

• повышение мощности двигателя

• снижение расхода топлива;
• снижение токсичности отработавших газов;
• повышение мощности двигателя

Система предпускового подогрева

• облегчение холодного запуска

Система впрыска Common Rail предполагает накопление топлива с помощью ТНВД в аккумуляторе высокого давления и его впрыск электронно-управляемыми форсунками. Благодаря электронике впрыск топлива происходит порциями и при этом достигается высокая экономия, полное сгорание и повышение мощности. Так же топливо может впрыскиваться многократно в течение одного цикла.

Выпускная система в современных дизельных двигателях снижает уровень сажеобразования из-за неполного сгорания топлива при помощи сажевого фильтра. Накапливаемая в фильтре сажа удаляется путем регенерации.

Система рециркуляции отработавших газов предназначена для снижения токсичности отработавших газов, а именно для уменьшения в них количества оксида азота, для чего часть газов возвращается во впускной коллектор. Так как оксид азота образуется при высоких температурах, то для повышения эффективности работы системы отработавшие газы принудительно охлаждаются в специальном охладителе, включенном в систему охлаждения двигателя.

Впускная система отвечает за наполнение цилиндров топливовоздушной смесью. Именно от параметров этой системы зависит мощность и крутящий момент двигателя. Основными компонентами системы являются дроссельные заслонки. Применение заслонок обеспечивает завихрение воздушного потока и улучшенное смесеобразование на всех режимах. При высокой частоте вращения коленчатого вала и высоком крутящем моменте заслонки открыты. Закрытие заслонок приводит к снижению в отработавших газах оксида углерода и несгоревших углеводородов.

Турбонаддув является наиболее эффективной системой повышения мощности дизельного двигателя. Для создания оптимального давления наддува на всех режимах работы двигателя в системе используется турбонагнетатель или турбокомпрессор с изменяемой геометрией турбины.

Система предпускового разогрева применяется для облегчения запуска дизельного двигателя в холодное время. Представляет собой электронно-управляемые свечи накаливания во впускном коллекторе. Дополнительно автомобиль может быть оснащен подогревателем дизельного топлива.