Як глушити турбодизель

Володарі турбомоторів часто задаються питанням щодо необхідності охолодження турбіни перед тим, як заглушити мотор. Подібне охолодження передбачає кілька хвилин роботи ДВЗ на холостому ходу. Для отримання точної відповіді необхідно з’ясувати, в яких умовах працює турбокомпресор двигуна. Відпрацьовані гази несуть у собі велику кількість корисної енергії, яка отримана в результаті згоряння палива в циліндрах. Перенаправлення потоку вихлопу на турбінне колесо дозволяє реалізувати ефективний привід для компресора. Так вдається отримати нагнітання повітря під тиском без відбору потужності у ДВЗ, що принципово відрізняє турбокомпресор від механічного нагнітача.

Рекомендуємо також прочитати статтю про те, як самому перевірити турбіну дизельного двигуна. З цієї статті ви дізнаєтеся про різні способи діагностики нагнітача своїми руками.

Турбокомпресор є віссю, на кінцях якої присутні колеса з лопатками. Виділяють турбінне та компресорне колесо. Зазначені колеса знаходяться в спеціальних корпусах. Нагнітач ставиться у випускному тракті, так як турбінне колесо обертається від контакту з відпрацьованими газами. Таке обертання дозволяє компресорного колеса обертатися паралельно, засмоктувати і стискати повітря для подачі в циліндри двигуна.

Умови роботи турбіни

Температура вихлопних газів дизельного двигуна на виході перед турбіною в середньому становить 750-850 градусів за Цельсієм. Бензинові агрегати мають ще більш розігрітий вихлоп. Такі розпечені гази рухаються з великою швидкістю і зустрічаються з турбінним колесом.

Турбокомпресор відрізняється високою продуктивністю і споживає досить багато енергії відпрацьованих газів (в середньому близько 25-30 кВт та більше). Турбодизель з робочим об’ємом 2.0 літра в режимі холостого ходу споживає близько 800 літрів повітря за 60 секунд. У режимі максимальної потужності даний показник доходить до 4 м3. Якщо врахувати, що турбокомпресор також нагнітає надлишок тиску до 1 атмосфери, тоді загальний обсяг нагнітається пристроєм повітря набагато більше.

Під час роботи ДВЗ на пікових навантаженнях турбінне колесо розкручується до 150 тис. об/хв і більше, нагрів колеса досягає 800-900 градусів за Цельсієм. Після взаємодії з турбінним колесом температура вихлопу помітно падає до середньої відмітки 400-500 градусів.

В режимі холостого ходу відпрацьовані гази дизеля мають температуру близько 100 градусів за Цельсієм і рухаються з невеликою швидкістю. Для ефективного обертання колеса турбіни і паралельного обертання компресорного колеса цієї енергії достатньо тільки для того, щоб турбокомпресор не перешкоджав проходу через нього повітря в обсязі, який необхідний для підтримання стабільної роботи ДВЗ на холостих обертах.

Охолодження і змащення турбокомпресора

Колесо турбіни виконано зі спеціальної жаростійкої сталі, компресорне колесо виготовляють із сплавів алюмінію. Різні матеріали застосовуються для зниження інерційності турбіни. Вал турбіни (вісь, стрижень) закріплений і обертається в плаваючих підшипниках ковзання. Також в деяких турбокомпресорах можуть використовуватися кулькові підшипники. 

Для змащення підшипників турбокомпресора реалізований підведення моторного масла із системи змащення двигуна. Крім зниження втрат на тертя і перешкоджання зносу тертьових елементів змащення турбіни також виконує важливу функцію щодо відведення тепла з області тертя. 

В тертьових елементів турбіни виділяється велика кількість тепла. Сама вісь нагнітача нагрівається від контакту з розігрітим турбінним колесом, нагрів ще більш посилюється в результаті високої частоти обертання і виникає тертя. Під час роботи ДВС масло активно подається до підшипників, охолоджуючи їх. Якщо заглушити мотор відразу після серйозних навантажень на двигун, тоді нагріта вісь зупиниться практично відразу після зупинки двигуна. Подача масла до підшипників відразу припиняється, а сам вал і підшипники посилено нагріваються від розпеченого колеса турбіни. Сильне нагрівання призводить до того, що масло в турбіні починає закоксовываться.

Рекомендуємо також прочитати статтю про ресурс турбіни дизельного двигуна. З цієї статті ви дізнаєтеся про те, які чинники впливають на термін служби турбонагнітача.

В момент наступного пуску турбомотора закоксовавшееся масло і відкладення перешкоджають нормальному доступу свіжого мастила в перші секунди після запуску. Цілком очевидно, що присутній сильний знос підшипників турбіни. Для вирішення цієї проблеми рекомендується не відразу глушити мотор після їзди, а дати силового агрегату попрацювати на холостих обертах від 2-х до 5-и хвилин. Температура вихлопу на холостому ходу впаде до 100 градусів Цельсія, інтенсивність обертання турбіни знизиться. Цього часу буде достатньо для того, щоб колесо турбіни і вісь встигли охолонути до такої температури, коли коксування масла не станеться після зупинки ДВС. Відсутність коксу значно подовжує ресурс турбіни дизельного або бензинового двигуна.

Для ефективного охолодження турбіни після зупинки двигуна і мінімізації ризиків перегріву використовується автоматичне електронне пристрій під назвою турботаймер. Принцип роботи даного рішення спрощує процедуру охолодження.

Водій зупиняє машину, виймає ключ із замка запалювання і може відразу покинути автомобіль. Двигун продовжує працювати ще кілька хвилин, після чого буде заглушений автоматично. Єдиною незручністю можна вважати те, що доводиться постійно користуватися стоянковим гальмом і слідкувати за його справністю, так як відразу поставити автомобіль на передачу при наявності МКПП не можна.

Ссылка на основную публикацию