Турбомотор — особенности эксплуатации

Статья об особенностях работы турбомотора — характеристики турбированных двигателей, нюансы функционирования. В конце статьи — видео о том, чего нельзя делать на турбомоторах.

Содержание статьи:

• О турбине
• Особенности эксплуатации турбомотора
• Запуск турбодвигателя
• Выключение двигателя с турбиной (термоудар)
• Турботаймер
• Работа турбомотора на низких оборотах
• Важность качества масла
• Воздушный фильтр
• Ремонт турбодвигателя
• Дизельный турбомотор
• Минусы турбодвигателей
• Видео о том, чего нельзя делать на турбомоторах

Силовые установки с турбонаддувом уже давно не являются редкостью. Они более мощные, имеют небольшой объем и невероятно «пламенный» характер. Турбомоторы могут быть как бензиновыми, так и дизельными. Первые модификации турбинных двигателей имели репутацию не очень надежных. И действительно, турбина имела повышенный износ, из-за чего новым владельцам подержанных автомобилей с турбинным двигателем приходилось вкладывать в ремонт немалые средства.

Однако за последнее десятилетие турбинное моторостроение серьезно продвинулось в плане качества. Улучшилась сборка, а важные элементы турбодвигателя стали изготавливать из более термостойких и износостойких материалов. В результате существенно увеличился ресурс системы впуска, а срок службы турбины сравнялся со сроком службы самого двигателя (разумеется, при условии соблюдения правил эксплуатации).

О турбине

Турбина, которую часто называют «турбонаддувом», бывает двух типов: низкого и высокого давления. Турбина первого типа (низкого давления) создает турбулентные воздушные потоки в моторе и обеспечивает более качественное сгорание топлива. Однако наибольшей эффективностью обладает турбонаддув второго типа (высокого давления), который увеличивает мощность турбодвигателя примерно в 1.5 раза по сравнению с «атмосферным» агрегатом.

Некоторые автовладельцы и производители устанавливают на двигатель даже по две турбины сразу, делая из малолитражных моторов мощные агрегаты, не уступающие двигателям с большим объемом. Такие 2-х турбинные моторы оснащают дополнительными элементами:

• клапаном для снятия избыточного давления, которое может повредить двигатель;
• интеркулером для охлаждения воздушной массы, нагревающейся при высоких оборотах турбины.

Особенности эксплуатации турбомотора

Почти все владельцы автомобилей с турбодвигателями допускают одни и те же ошибки при их эксплуатации. Например, уделяют недостаточно внимания системам впуска и смазки, которые наиболее часто выходят из строя, делая невозможным эксплуатацию всего агрегата.

Чтобы предотвратить возможные неисправности, необходимо учитывать некоторые особенности эксплуатации турбированных моторов, что позволит продлить срок их службы и получить максимум пользы при их эксплуатации. При этом особое внимание следует уделять следующим факторам:

• Запуск турбодвигателя, в том числе при низкой температуре;
• Выключение двигателя с турбиной (термоудар);
• Работа турбодвигателя на холостых оборотах;
• Качество масла и топлива;
• Воздушный фильтр.

Запуск турбодвигателя

Правильный запуск турбодвигателя имеет важное значение для его срока службы. При запуске непрогретого турбированного мотора нельзя увлекаться педалью газа – турбодвигатель должен спокойно поработать на холостых оборотах не менее двух-трех минут, без «прогазовки».

При «газовке» с непрогретым двигателем ротор турбины будет работать (на начальном этапе) с недостаточным количеством смазки. Если турбина будет часто работать на максимальных оборотах даже несколько секунд без достаточного количества смазки, это приведет либо к ее поломке либо к существенному сокращению срока ее службы.

Запуск турбодвигателя при низкой температуре

Запускать турбодвигатель при низкой температуре рекомендуется с предварительной прокруткой. Сначала стартером делаются 2 – 3 короткие прокрутки, после чего производится запуск турбодвигателя на холостых оборотах. Предварительная прокрутка позволяет запустить циркуляцию масла в двигателе и начать постепенное заполнение системы маслом, что предотвратит резкое возникновение внутренней нагрузки.

И, конечно же, после запуска турбомотора в морозную погоду ему нужно дать время прогреться, чтобы нагрелось масло. В противном случае холодное масло не будет иметь нужной вязкости, что при подаче нагрузки станет причиной «кавитации» (пустоты), которая окажет разрушительное воздействие на подшипники.

Выключение двигателя с турбиной (термоудар)

Правильная остановка (выключение) турбодвигателя так же важна для его долговечности, как и правильный запуск. Перед полной остановкой турбированного двигателя необходимо дать ему возможность плавно остыть.

Охлаждение турбины происходит с помощью масла, циркулирующего в самом устройстве. Если охлаждающий поток масла остановится, то турбина перегреется и выйдет из строя.

Очень часто водители сначала гоняют свой автомобиль на пределе возможностей, а потом останавливаются и сразу глушат двигатель, лишая его тем самым охлаждающего потока. В результате раскаленные детали двигателя лишаются охлаждения и прикипают, что при повторном запуске становится причиной поломки агрегата. Нередко после такой поломки приходится менять целые узлы в сборе.

После остановки автомобиля автоматическую коробку необходимо перевести в паркинговый режим и дать турбодвигателю поработать на холостом ходу хотя бы пару минут, чтобы масляный поток успел снять с деталей турбонаддува переизбыток температуры. Не нужно «газовать до упора» перед остановкой двигателя.

Помимо всего прочего, резкое выключение турбодвигателя приводит к коксованию масла, с образованием нагара на поверхности вращающихся частей турбины.

Турботаймер

Для увеличения срока службы турбины существует специальное устройство – «турботаймер» (или сигнализация с турботаймером), который не входит в базовую комплектацию турбодвигателей и не устанавливается производителями.

При этом водителю необязательно дожидаться остановки двигателя – достаточно просто включить турботаймер, закрыть машину, и можно уходить.

Конечно, водитель и сам может подождать несколько минут и отключить двигатель. Но часто бывают ситуации, когда водители элементарно забывают о нужной задержке отключения или попросту куда-то спешат. Кстати, многие автомобили с турбодвигателями оснащены специальным разъемом для подключения турботаймерной сигнализации.

Исходя из вышесказанного, главное правило для владельцев турбированных двигателей — дать турбине правильно остыть после интенсивной езды.

Работа турбомотора на холостых оборотах

Перед началом движения турбодвигателю нужно дать поработать на холостых оборотах, но не более 30 минут. Такое временное ограничение связано с тем, что на холостых оборотах происходит генерация низкого давления, которое может привести к протечкам масла в местах соединений.

Появление таких протечек можно определить по синему выхлопу из выхлопной трубы. Дело в том, что давление масла в турбине намного больше давления накачиваемого воздуха, что приводит к просачиванию масла в местах соединений узлов. При этом жидкость оседает на деталях турбины с образованием нагара, что значительно снижает ресурс самой турбины.

Важность качества масла

Вторым по значимости «врагом» турбины является низкокачественное масло. При сильном нагревании от плохого масла образуются нагары и отложения, которые «убивают» сложный и тонкий впускной механизм. Именно поэтому двигатели с турбонаддувом требуют к себе более внимательного отношения.

В турбодвигатель должно заливаться только то масло, которое рекомендовано производителем, со строгим соблюдением сроков его замены. А воздушный и масляный фильтры всегда должны содержаться в надлежащем состоянии, в соответствии с требованиями производителей.

Воздушный фильтр

От воздушного фильтра в турбодвигателе зависит не только чистота воздушной массы, нагнетаемой турбиной в двигатель, но и степень охлаждения турбины. Вследствие этого, за состоянием фильтра нужно следить регулярно и менять его через каждые 10 тыс. км пробега.

Однако если автомобиль эксплуатируется в условиях большого запыления, то менять фильтр нужно чаще. Несвоевременная замена воздушного фильтра на турбодвигателе может привести к нехватке воздуха для турбокомпрессора, который способен разрушить фильтр своим давлением, с последующим засасыванием скопившегося в фильтре мусора (пыли, листьев, насекомых и др.).

Более того, мощность турбокомпрессора позволяет засасывать и более серьезные посторонние предметы (даже гайки), что может привести к разрушению компрессорных лопастей и мгновенной поломке турбины. Именно по этой причине на спортивных автомобилях с турбонаддувом воздушные фильтры защищают металлической сеткой с мелкими ячейками.

Ремонт турбодвигателя

После ремонта турбодвигателя перед его запуском необходима обязательная проверка уровня и чистоты масла. Также нужно убедиться в циркуляции масла в системе под давлением, для чего при заглушенном двигателе прокручивают коленвал. Для проверки работы самого турбодвигателя, а также его системы смазки и турбинных подшипников двигателю нужно дать поработать на холостом ходу 5 – 10 минут.

Если осуществлялся ремонт турбины, ей потребуется обкатка при скорости до 90 км/ч в течение 1 тыс. км пробега. При техническом обслуживании турбодвигателя необходимо всегда выполнять проверку клапанов рециркуляции выхлопных газов (EGR), а также производить очистку вентиляционной системы картера.

Дизельный турбомотор

Владельцам автомобилей с дизельным турбодвигателем следует более придирчиво относиться к качеству дизтоплива. Использование низкокачественного дизельного топлива гарантированно приведет к загрязнению топливной системы, потере мощности двигателя и к переходу турбодизеля в режим работы с восполнением оборотов, что существенно снизит его износостойкость.

В принципе, турбомоторы имеют повышенную чувствительность к качеству любого топлива, как бензинового, так и дизельного. Однако качество дизельного топлива имеет большее значение, так как последствия использования плохого топлива намного серьезнее и потребуют больших затрат на восстановление системы. Поэтому рекомендуется покупать дизтопливо только на проверенных автозаправках. Если у Вас возникли сомнения в его качестве, а другого топлива нет, то лучше его отфильтровать.

Минусы турбодвигателей

Помимо очевидных достоинств, турбодвигатели имеют и свои минусы. И это не какие-то незначительные недостатки в виде мелкого брака или недоделок на производстве, а объективные факторы:

• повышенные требования к качеству масла и топлива (особенно дизельного);
• более частая замена и контроль качества масла не только в двигателе, но и в турбине.

Специфика работы турбодвигателя требует более тщательного контроля за качеством масла. При этом существенно не только качество жидкости, но и короткие периоды между ее заменой, что, естественно, предполагает более частые закупки масла.

В заключение

Разумеется, любому автомобилю требуется правильный уход, однако машина с турбодвигателем требуют больше внимания и знаний особенностей эксплуатации. Если обладатель турбированного автомобиля будет соблюдать все правила и особенности эксплуатации турбомотора, то ресурс его турбины может составить 150 – 200 тыс. км. Однако это не относится к спортивным дрифт-карам, где турбины «сгорают» намного чаще из-за специфики их эксплуатации.

Видео о том, чего нельзя делать на турбомоторах:

Турбированный двигатель: плюсы и минусы

Современные автопроизводители в последнее время всё чаще устанавливают на свои модели турбированные двигатели взамен атмосферных. Казалось бы, это логично, поскольку турбонаддув придаёт мотору дополнительную мощность при сохранении небольшого рабочего объёма, но на деле всё не так просто. Поэтому специалисты советуют изучить плюсы и минусы турбированного двигателя и проанализировать особенности его эксплуатации, прежде чем приобретать автомобиль.

Что такое турбированный двигатель в автомобиле

Первые турбированные двигатели были сконструированы ещё в 1905 году, однако на легковые автомобили их начали устанавливать во второй половине 20-го века. Турбонаддув – система нагнетания в цилиндры атмосферного двигателя дополнительного воздуха, вследствие чего происходит повышение среднего эффективного давления в цилиндрах. Это увеличивает мощность мотора без внесения изменений в его конструкцию. Работу мотора с турбонаддувом обеспечивает приводной нагнетатель, использующий энергию отработанных газов. Они приводят в движение колесо турбины, которая в свою очередь вращает колесо компрессора с помощью роторного вала. Компрессорное колесо сжимает воздух, который нагревается, а после поступления в интеркулер охлаждается и подаётся в цилиндры.

Это важно! Энергия отработанных газов растёт по мере увеличения числа вращения движка. Чем интенсивнее работает мотор, тем больше становится энергетический потенциал и растёт подача сжатого воздуха.

До недавнего времени двигатели с турбонаддувом устанавливались исключительно на дорогостоящие спортивные модели автомобилей. Но, по утверждению маркетологов, в настоящее время доля моделей с такими моторами стремительно увеличивается, и турбина становится практически обязательным элементов престижных марок авто.

Турбины устанавливают гораздо чаще на дизельных двигателях, чем на бензиновых

Производители машин делают акцент на том, что турбодвигатели беспощадно теснят «атмосферники», и большинство покупателей хороших машин предпочитают именно такой тип двигателя. Но так ли хорош турбомотор, как это расписывают конструкторы и инженеры автопредприятий? Чтобы сделать выводы, стоит рассмотреть его конструктивные особенности и поближе познакомиться с принципом действия.

Конструктивные особенности

Система турбонаддува состоит из компрессора, интеркулера, регулятора давления наддува и других узлов. Главная деталь – турбокомпрессор, регулирующий рост давления в системе впуска воздуха. Интеркулер охлаждает воздух и повышает его плотность.

Схема движения воздуха во время работы турбированного двигателя

Всей системой управляет регулятор наддува. Это перепускной клапан, ограничивающий давление отработанных газов. Отсекая некоторое их количество, клапан делает давление наддува оптимальным.

Турбокомпрессор работает следующим образом:

1. Воздух проходит через воздушный фильтр и поступает во входное отверстие.
2. Происходит сжатие воздуха, и в нём увеличивается содержание кислорода. Воздух нагревается, и его плотность снижается.
3. Массы воздуха покидают турбокомпрессор и попадают в интеркулер, в котором происходит охлаждение.
4. Сжатый воздух проникает через дроссель и впускной коллектор в цилиндры мотора.
5. Часть выхлопных газов, образовавшихся при сгорании топлива в цилиндрах, передаётся турбодвигателем назад в коллектор турбины. Этот поток воздуха запускает движение вала, на противоположном конце которого расположен компрессор. Здесь начинается повторное сжатие воздуха.

Это важно! Результат работы турбонаддува – увеличение уровня сжатия кислорода при сохранении объёма цилиндров. За один такт работы турбомотор сжигает больше топливной смеси, чем атмосферный двигатель того же объёма.

Плюсы и минусы

Турбированные двигатели имеют свои сильные и слабые стороны, поэтому верить заявлениям автопроизводителей об их однозначном преимуществе не стоит. Прежде чем принимать решение о выборе машины, оснащённой турбонаддувом бензинового двигателя, стоит взвесить все «за» и «против».

Преимущества

Главное достоинство турбированного мотора – его повышенная мощность, и в этом с производителями нельзя не согласиться. По мощности при аналогичном объёме цилиндров агрегат превосходит атмосферные моторы на 20–30%. Дополнительные плюсы установки на мотор турбонаддува состоят в следующем:

1. Повышение эффективности работы за счёт оптимизации процесса сгорания безвоздушной смеси в цилиндрах. Благодаря этому расход топлива на обеспечение работы аналогичного количества атмосферного мотора лошадиных сил значительно снижается.
2. Уменьшенный уровень шума и вибрации во время движения.
3. Экологичность. Эффективное сгорание топлива внутри цилиндров значительно уменьшает количество выбросов в атмосферу через выхлопную трубу. Специалисты утверждают, что введение в Европе и США новых норм токсичности выхлопа увеличило производство автомобилей с турбированными бензиновыми двигателями на 25%.
4. Компактные размеры. Мотор на трёх и даже двух цилиндрах по мощности сопоставим с четырёхцилиндровым «атмосферником». Благодаря оптимальным размерам такой двигатель имеет большее число вариантов расположения в автомобиле.

Недостатки

При всех своих достоинствах турбонаддув имеет и некоторые негативные стороны:

1. Повышенная чувствительность к качеству топлива. Отсюда вытекает необходимость использования бензина более высокого класса. Турбированный двигатель быстро выйдет из строя, если заставлять его работать на 92 бензине.
2. При активном использовании турбины расход топлива увеличивается в 1,5 раза. Любители езды в стиле «газ в пол» будут заполнять бак своего автомобиля в два раза чаще.
3. Необходимость частой замены масла. Смазка добавляется в мотор и непосредственно в турбокомпрессорную установку, поэтому его расход увеличивается. Требования к марке масла также довольно жёсткие: можно использовать только качественные марки синтетики, стоимость которых на порядок выше минеральных или полусинтетических смазок. К этому стоит добавить необходимость частой замены масла: каждые 8 000 километров. В то время как в атмосферных двигателях процедуру можно проводить через 12 и даже 15 тысяч километров. Несвоевременная замена масла и фильтров приведёт к изменению параметров турбины и скорому выходу её из строя.
4. Дорогостоящий ремонт. Комплектующие для турбированных моторов имеют достаточно высокую цену, поэтому их ремонт требует значительного вложения средств. Стоимость ремонта возрастает дополнительно из-за отсутствия квалифицированных работников СТО. Отремонтировать мотор с турбонаддувом возьмутся не на каждом автосервисе, а за квалификацию мастеров придётся заплатить на 40–50% больше. Капитальный ремонт двигателя с турбонаддувом требуется каждые 150–200 тысяч километров пробега.
5. Особенности эксплуатации. Машину с турбодвигателем нужно правильно заводить и глушить. После запуска двигатель должен поработать вхолостую, причём, чем автомобиль старше, тем «прогон» нужен более длительный. После остановки автомобиля также нельзя сразу глушить мотор.
6. Проявление эффекта «турбоямы». Так именуют характерный провал, когда машина вяло реагирует на нажатие педали газа. Двигатель «не тянет» на низких оборотах, в результате машина не может резко тронуться с места. При интенсивном движении и непростой дорожной обстановке в мегаполисах это достаточно опасное явление. Конструкторы предлагают для решения проблемы устанавливать на мотор две турбины, одна из которых будет работать на малых оборотах за счёт оснащения электроприводом. Это снизит риск возникновения «турбоям», но дополнительно увеличит стоимость двигателя и одновременно снизит его надёжность.

Турбированный двигатель чаще подвергается дорогостоящему ремонту и требует высококачественного топлива

Это важно! Новейшие автомобили почти избавлены от недостатка, связанного с «турбоямами» за счёт установки турбин с изменяемой геометрией. Но идеальной остроты отклика во время дозирования тяги в процессе дросселирования, которая свойственна атмосферным моторам, конструкторам добиться пока не удаётся.

Какой двигатель лучше: атмосферный или турбированный

Долгий спор поклонников атмосферных и турбированных двигателей далёк от логического завершения. У каждого варианта есть свои достоинства и недостатки. Не дают перевесить какой-либо чаше весов постоянные разработки инженеров и конструкторов, добавляющие преимущества то одному, то другому варианту.

Большинство автовладельцев сходятся во мнении, что атмосферный двигатель, хоть и уступает по мощности турбированному, но всё-таки более надёжен в эксплуатации. Он неприхотлив в выборе марки бензина и масла, может быть отремонтирован в любой автомастерской. Для турбированных моторов такие «вольности» не допустимы.

Турбированный мотор – дорогое удовольствие: он требует большего внимания, тщательного ухода, правильной эксплуатации. Сама турбина, даже при соблюдении всех рекомендаций по эксплуатации, обладает ограниченным ресурсом работы и через достаточно непродолжительный срок требует замены.

Поэтому выбирать вариант мотора необходимо по собственным материальным возможностям. Атмосферный вариант предпочтителен для автовладельцев, ограниченных в бюджете и не готовых вкладывать в машину значительные средства. Обслуживание, эксплуатация и ремонт «атмосферника» явно проще и дешевле.

Турбированный двигатель – правильный выбор для тех, кто во главу угла ставит мощность мотора и динамику передвижения. Хотя такой мотор может доставить немало проблем и расходов в процессе эксплуатации.

Немаловажный фактор выбора мотора – стиль езды автовладельца. Для водителя, предпочитающего спокойное передвижение двигатель с турбонаддувом – бесполезная «фишка». В этом случае затраты на мотор повышенной мощности не оправданы, ведь турбина не будет выполнять свои функции. Но даже без использования силовой установки по назначению, обслуживать её придётся по правилам, а значит, попросту выбрасывать деньги на ветер.

Специалисты советуют при покупке машины с турбиной останавливать выбор на новых моделях. Только в этом случае можно быть уверенным, что агрегат правильно обслуживался и эксплуатировался. Автомобиль, с «убитой» предыдущим владельцем турбиной, доставит в разы больше проблем, чем удовольствия от езды на нём.

Видео: турбо- и атмосферный моторы: в чём разница?

Увеличение в современных условиях количества автомобилей с турбированными двигателями касается, прежде всего, дизельных агрегатов. В настоящее время почти все дизельные моторы снабжены турбонаддувом, поскольку именно эта деталь придаёт мотору на дизтопливе достойные эксплуатационные характеристики.

С турбо-бензиновыми моторами дело обстоит иначе. Большинство автопроизводителей продолжают выпускать модели с простыми атмосферными двигателями, и только в некоторые линейки добавляют турбомоторы на бензине. Меньше всего таких моделей на дорогах в странах СНГ. Объясняется это отсутствием спроса и политикой автодилеров, которые стараются оградить себя от возникающих при эксплуатации машин проблем и выполнения гарантийных обязательств. Продавцы учитывают низкое качество бензина и отсутствие на территории СНГ достаточного количества высококвалифицированных автослесарей.

Ответ на вопрос, стоит ли покупать бензиновый автомобиль, оснащённый турбиной, зависит от планов автолюбителя. Если на машине планируется покататься 3–5 лет и пройти 150–200 тысяч километров, при достаточном количестве свободных средств, почему бы и нет. Но тем покупателям, которые не готовы переплачивать за мощность и тратиться на дорогостоящее обслуживание автомобиля, лучше остановить выбор на традиционном «атмосфернике».

От покупки подержанного авто с турбонаддувом стоит однозначно отказаться, памятуя об ограниченном ресурсе турбины. Такие модели часто приобретают молодёжь и «гонщики», которые «укатывают» мощную машину и практически не ухаживают за нею по правилам. После использования агрегата на «всю катушку» им проще продать его, чем вкладываться в ремонт. Приобретённый «с рук» автомобиль с турбированным бензиновым двигателем стопроцентно доставит массу хлопот новому владельцу.