Турбина в дизельном моторе Cummins

Большая мощность — одно из главных достоинств дизельных двигателей. Этот параметр складывается из множества различных факторов, одним из которых является функция турбонаддува, которая имеется во многих дизельных моторах фирмы Cummins.

Зачем нужна турбина в дизельном двигателе?

Турбокомпрессор или в просторечии турбина — прибор, повышающий давление во впускной камере мотора с помощью отработанных газов. Компрессор нагнетает воздух в камеру сгорания, увеличивая тем самым объем газа, получаемого при сгорании топлива. Это становится причиной повышения давления в камере, которое толкает поршень, и тем самым повышается мощность двигателя.

Саму турбину приводят в действие ее лопасти, на которые воздействуют выхлопные газы. Так как по законам физики сжатие воздуха приводит к его сильному нагреву, который потенциально опасен для двигателя, в комплекте с турбиной идет интеркулер. Это устройство предназначено для частичного охлаждения воздуха, нагнетаемого турбиной в силовую установку.

Использование турбонаддува, хотя и усложняет конструкцию двигателя, несет в себе существенные преимущества. Во-первых, значительно уменьшается расход топлива, поскольку вместо него сжигается воздух. Во-вторых, возрастает мощность при сохранении прежнего объема двигателя и относительно невысоких оборотов мотора.

Конструкция турбокомпрессоров Cummins

Турбины Cummins считаются очень надежными, что является заслугой, в том числе, и предельной простоты их внутреннего устройства. Внутри корпуса находится вал, посаженный на два подшипника. К валу прикреплены две турбины с лопастями, которые вращают рабочее или компрессорное колесо.

В корпусе предусмотрены две основные камеры — рабочая и компрессорная. И в той, и в другой расположено по одному турбинному колесу. При помощи нескольких труб рабочая камера сообщается с выпускным коллектором мотора, а компрессорная — со впускным.

Выхлопные газы, попадая в рабочую камеру, раскручивают рабочее колесо турбины до большой угловой скорости (некоторые турбины раскручиваются до 130 тыс. об/мин). Это колесо посредством вала вращает компрессорное колесо, а оно в свою очередь создает необходимое давление воздуха, который из нагнетающей камеры отправляется во впускной коллектор и далее в цилиндры.

Поскольку турбину вращают горячие выхлопные газы, вся она сильно нагревается и нагревает воздух, нагнетаемый в двигатель. И то, и другое нежелательно. Для решения данной проблемы турбину комплектуют еще и системой охлаждения, также известной как интеркулер.

Его ставят между турбиной и впускным коллектором. Принцип действия интеркулера такой же, как и у радиатора. В нем сжатый воздух перед отправкой в цилиндры охлаждается и становится более плотным.

Разумеется, это лишь общая схема работы турбины. На практике всё несколько сложнее, особенно, если учесть, что в двигателях «Камминз» всей этой конструкцией управляет сложная электроника.

Неисправности турбокомпрессора

Причины, по которым чаще всего ломается система турбонаддува, сводятся к двум основным моментам — либо засорение подшипников (или других элементов турбины),либо проникновение под корпус посторонних частиц. Практика показывается, что обычно подобные инциденты происходит из-за некачественного или сильно загрязненного моторного масла.

Таким образом, опосредованной первопричиной поломки турбины является нарушение оптимальных сроков технического обслуживания двигателя и автомобиля в целом и в частности несвоевременная замена масляных фильтров или применение некачественных фильтров и смазки.

Хотя в принципе турбина поддается ремонту, опытные автомобилисты советуют сразу заменить ее, поскольку однажды сломанная она начнет сбоить повторно.

Назначение и принцип работы турбины CUMMINS (Камминс)

Нормализация подачи воздуха обеспечивает двигателю CUMMINS такие же условия работы, как если бы он находился на уровне моря. При эксплуатации машин CUMMINS на значительной высоте над уровнем моря необходимо применение турбин (Камминс) , увеличивающего подачу разреженного воздуха в двигатель CUMMINS . В противном случае следует отрегулировать состав топливовоздушной смеси во избежание ее переобогощения. Таким образом нормализация подачи воздуха позволяет двигателю (Камминс) развивать номинальную мощность в широком диапазоне высот над уровнем моря. Некоторые турбокомпрессоры CUMMINS снабжены специальным перепускным клапаном, направляющим часть отработавших газов в обводную магистраль при достижении определенного значения наддува. Данное конструктивное решение обеспечивает стабильную подачу воздуха при эксплуатации двигателя (Камминс) на различных высотах над уровнем моря. При анализе причин выхода турбокомпрессора CUMMINS из строя следует иметь в виду, что для нормализации подачи воздуха и обеспечения номинальной мощности двигателя (Камминс) при работе на большой высоте требуются повышенные обороты турбины CUMMINS . Следовательно, во избежание превышения оборотов турбокомпрессора (Камминс) при эксплуатации на высотах свыше 2100 м (7000 футов) над уровнем моря.

Несмотря на то что идея турбонаддува возникла уже давно, производство материалов, способных выдерживать высокие температуры отработавших газов, было налажено только в начале 40х годов прошлого столетия. Одно из первых коммерческих применений турбокомпрессоры CUMMINS нашли в самолетостроении. Они позволяли двигателям (Камминс) развивать полную мощность на больших высотах.

Вторая функция турбокомпрессора CUMMINS заключается в увеличении подачи воздуха в двигатель (Камминс) для максимальной подачи кислорода, что позволяет дополнительно увеличить подачу топлива, сохранив эффективность сгорания и малую шумность выпуска. Улучшение полноты сгорания обеспечивает не только снижение расхода топлива, но и меньшую токсичность отработавших газов.

Масло поступает в турбокомпрессор CUMMINS из напорной магистрали через центральный масло-подающий канал в верхней части центрального корпуса. Просверленные в корпусе каналы распределяют масло к подшипникам и вращающемуся валу. Некоторые маслоподающие каналы имеют небольшой диаметр (в особенности каналы смазки упорных подшипников) и могут быть блокированы или засорены частицами инородного материала. Следовательно, при монтаже или эксплуатации турбокомпрессоров (Камминс) следует соблюдать повышенную осторожность во избежание попадания мелких частиц в систему смазки. Слив масла из турбокомпрессора CUMMINS происходит под действием силы тяжести через сливное отверстие в нижней части корпуса и далее в картер двигателя (Камминс) . Горячие отработавшие газы поступают на наружную часть рабочего колеса турбины с большой скоростью. Попадая на лопатки, поток газов изменяет направление движения и выходит через центральное отверстие корпуса турбины CUMMINS , приводя ее во вращение. Жестко закрепленное на одном с турбиной (Камминс) валу рабочее колесо компрессора CUMMINS вращается с той же скоростью. Данное конструктивное решение позволяет с выгодой использовать энергию отработавших газов для сжатия входящего в двигатель CUMMINS воздуха, который засасывается в центральную часть рабочего колеса часть рабочего колеса компрессора (Камминс) и нагнетается в расположенную вокруг компрессора спиральную камеру. Таким образом во впускном коллекторе формируется повышенное давление воздуха, называемое наддувом. Коллектор CUMMINS в свою очередь подает сжатый воздух по впускному тракту в двигатель CUMMINS .

Причины и диагностика поломок турбин Holset на двигателях Cummins (Камминз) ISF 2.8 Газель Бизнес/Некст, 4/6ISBe Камаз 4308/65115/65117/6520, ISF 3.8 ПАЗ 3204, Валдай, Маз Зубренок, 4/6ISDe Лиаз, Нефаз, 4/6BT Komatsu, Hyundai, ISLe Yutong, Dong Feng

Принцип работы турбины мы описывали в нашей предыдущей статье. Сегодня же мы расскажем об основных причинах выхода из строя и поломок турбокомпрессоров.

Причины поломок и неисправностей турбины.

Механические повреждения.

Механические повреждения возникают при попадании в турбину инородных предметов. При попадании в турбину посторонних предметов необходимо проверить и удалить все эти предметы из систем двигателя:

из воздушного фильтра и всех патрубков от него;

из интеркулера и впускного коллектора, а также проверить все патрубки от компрессора.

Необходимо всегда следить за состоянием патрубков на впуске и загрязненностью воздушного фильтра. Через трещины в патрубках или забитый воздушный фильтр в двигатель может попасть пыль, что может привести к поломке турбины и даже к пылевому износу поршневых колец и стенок цилиндров, что станет причиной незапланированного капитального ремонта двигателя.

Отсутствие или недостаток масла

При недостаточной подаче или полном отсутствии масла в турбине в системе подшипников турбины в результате повышенного трения и температуры образуются задиры и нагар. Это можно определить по обесцвечиванию вала и его шейки. Можно назвать эту причину масляным голоданием турбины, которое в свою очередь может возникнуть из-за следующих поломок:

неправильная установка или крепление турбины;

Низкое давление в системе системы смазки двигателя (поломка масляного насоса или забитые масляные каналы/форсунки охлаждения поршня);

недостаточное количество масла;

образование воздушных пробок в системе смазки;

частицы грязи в масле, которые попадают в двс в результате установки некачественных фильтров, при ремонте, сильном износе двс и низком качестве самого масла.

Перегрев

Система смазки турбины обычно является продолжением системы смазки двс и масло двс является одновременно и смазкой/охладителем турбокомпрессора.

Если случается перегрев самого двигателя, то нередко перегревается и турбина.

Высокая температура отработавших газов приходящих в турбокомпрессор через выпускной коллектор создают условия для коксования системы смазки и выхода из строя системы подшипников.

Страдает в первую очередь сальник турбины, после чего кольцо врезается в вал, крыльчатку и втулку (подшипник) турбинной части.

При перегреве увеличивается износ упорных подшипников, что может стать причиной появления трещин на турбинном колесе и его корпусе.

Всегда рекомендуется перед тем как заглушить двигатель дать ему поработать на холостых оборотах хотя бы одну, а лучше две-три минуты. А лучше всего поставить для этого турботаймер.

Эксплуатация в предельных режимах

Высокие скоростные режимы, большая нагрузка и предельные температуры — типичное повреждение высокой температурой — на опорной шейке вала образуется масляный нагар, что становится причиной закоксовывания вала.

Зачастую задняя часть турбинного колеса немного изогнута внутрь, это обычно сопровождается оранжевой корочкой с обратной стороны колеса компрессора. Это является признаками езды с чрезмерной нагрузкой на турбину, что может также стать причиной поломки части лопастей турбины.

Дисбаланс

Дисбаланс возникает в результате всех описанных причин и является их следствием.
Забитый грязью и пылью воздушный фильтр или катализатор.
Высокое сопротивление на впуске из-за забитого воздушного фильтра, поврежденных соединениях или патрубков, приводит к отсутствию необходимого количества воздуха, поступающего в цилиндры, и далее к повышению температуры выхлопных газов. Большое сопротивление на впуске может также привести износу и поломкам корпуса колеса турбины и к поломке самого колеса из-за высокой температуры.

Если не производить замену воздушного фильтра по требованиям автопроизводителя, то возникает высокая вероятность образования грязи в корпусе колеса компрессора, что также приведет к уменьшению количества воздуха, поступающего в цилиндры, и как следствие к перегреву.

Износ прокладок впускного и выпускного коллектора также приводит к уменьшению подачи необходимого количества воздуха.

Мы рекомендуем менять воздушный фильтр не по пробегу, а по состоянию. Почаще проверяйте состояние воздушного фильтра и эта проблема Вас никогда не побеспокоит.

Забитый катализатор создает высокое давление отработавших газов в выпускном коллекторе, что в приводит к повышению давления в компрессоре с дальнейшим его выходом из строя.

Неисправная турбина может «гнать» масло и быстро привезти к маслянному голоданию, что может стать причиной задира поршней, повреждения блока цилиндров, коленчатого вала и головки блока, что в большинстве случаев приводит к капитальному ремонту двигателя.

Если Вам необходима турбина Холсет, обращайтесь в компанию Astra Motors. Мы поставляем оригинальные турбокомпрессоры Holset с 2012 года и готовы предложить лучшие цены.

Узнать наличие, стоимость и срок доставки необходимой турбины Holset в Ваш город Вы можете позвонив нам по бесплатному номеру:

8-800-100-24-93

Мы имеем собственные склады в Москве и Санкт-Петербурге. Для других городов мы готовы подобрать оперативные способы доставки. Мы работаем со всеми транспортными компаниями и до терминала ТК доставляем заказы бесплатно.

Ниже представлен каталог других турбин Холсет, устанавливаемых на двигатели Cummins, поставка которых возможна в сроки от 1 дня.

Мы поставляем турбины для следующей техники:

КамАЗ 53605, 5308, 4308, 43253, 65115, 43255

МАЗ 4371W2 «Зубренок», 5516W4-420-000, 5551W3-425-000, 5337W3-440-000

AVIA D60, D75, D80, D85, D90, D100, D110, D120

IVECO EuroCargo Tector

DAF CF65, LF45, LF55

Higer KLQ6885Q; KLQ6891GA

КАВЗ 4235, 4238

ПАЗ 3203, 3204

ЛиАЗ 5256.53

ZhohgTong LCK6105GM, LCK6798H, LCK6898H, LCK6935H

Solbus Solcity SWN11

ЛиАЗ 5256.53, 5256.53-01

НЕФАЗ 5299

Волжанин «Ритмикс AVIA»

Youtong ZK 6118 HGA, ZK6129H, ZK 6737 D, ZK 6852 HП, ZK6899HA

Higer KLQ 6826 Q, KLQ 6891 GA, KLQ 6928 Q, KLQ 6109GL, KLQ 6119TQ​

ZhohgTong LCK6126HG

МАРЗ 4251

вилочные погрузчики Hyster H16.00XMS-12, H16.00XM-12, H18.00XMS-12, H18.00XMS-12, Maximal, Hangcha CPCD80, CPCD100, CPCD140, CPCD160

экскаваторы Komatsu

Golden Dragon

ShenLong

Dong Feng

Yutong ZK6119HA

комбайны Acros 560,

бульдозеры, экскаваторы DRESSTA 534C; DRESSTA TD-15M Extra, TD-20M Extra, ROBEX 320 LC-7, Samsung, JCB, Buhler Versatile 250; Versatile 280

НЕФАЗ,

КАВЗ 4235 Аврора,

ПАЗ 3237,

КАВЗ 4238 Аврора,

YUTONG Ютонг ZK-6737D,

Камаз 4308,

КамАЗ 43253,

КамАЗ 43255;

CASE 821E,

катков Dynapac CA300D, CA500D, CA600D, CA610D

ПАЗ-3203,

ПАЗ-3204,

ПАЗ-32054-03,

ПАЗ-3237,

ПАЗ-320402-03

В наличии и под заказ имеются следующие модели турбин :

Holset H1C

Holset TB31

Holset HX30W

Holset TA31

Holset HX40W

Holset HX35W

Holset HX35

Holset H1E

Holset HX40

Holset HT60

Holset HX60W

Holset HX55W

Holset HX27W

Holset HY35W

Holset HE551V

Holset HY55V

Holset HE221W

Holset HE351W

Holset HX55

Holset HX50

Экспресс-доставка турбин Холсет в города:

Экспресс-доставка в города:

A: Абакан, Альметьевск, Ангарск, Арзамас, Армавир, Артём, Архангельск, Астрахань, Ачинск,

Б: Балаково, Балашиха, Барнаул, Батайск, Белгород, Березники, Бийск, Благовещенск, Братск, Брянск,

В: Великий Новгород, Владивосток, Владикавказ, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Волжский, Вологда, Воронеж,

Г: Грозный

Д: Дербент, Дзержинск, Димитровград, Домодедово,

Е: Екатеринбург, Елец, Ессентуки,

Ж: Железнодорожный, Жуковский,

З: Златоуст,

И: Иваново,Ижевск, Иркутск, Йошкар-Ола,

К: Казань, Калининград, Калуга, Каменск-Уральский, Камышин, Каспийск, Кемерово, Киров, Кисловодск, Ковров, Коломна, Комсомольск-на-Амуре, Копейск, Королёв, Кострома, Красногорск, Краснодар, Красноярск, Курган, Курск, Кызыл,

Л: Ленинск-Кузнецкий, Липецк, Люберцы,

М: Магнитогорск, Майкоп, Махачкала, Междуреченск, Миасс, Мурманск, Муром, Мытищи,

Н: Набережные Челны, Нальчик, Находка, Невинномысск, Нефтекамск, Нефтеюганск, Нижневартовск, Нижнекамск, Нижний Новгород, Нижний Тагил, Новокузнецк, Новокуйбышевск, Новомосковск, Новороссийск, Новосибирск, Новочебоксарск, Новочеркасск, Новошахтинск, Новый Уренгой, Ногинск, Норильск, Ноябрьск,

О: Обнинск, Одинцово, Октябрьский, Омск, Орёл, Оренбург, Орехово-Зуево, Орск,

П: Пенза, Первоуральск, Пермь, Петрозаводск, Петропавловск-Камчатский, Подольск, Прокопьевск, Псков, Пушкино, Пятигорск,

Р: Ростов-на-Дону, Рубцовск, Рыбинск, Рязань,

С: Салават, Самара, Санкт-Петербург, Саранск, Сарапул, Саратов, Северодвинск, Северск, Сергиев Посад, Серпухов, Смоленск, Сочи, Ставрополь, Старый Оскол, Стерлитамак, Сургут, Сызрань, Сыктывкар,

Т: Таганрог, Тамбов, Тверь, Тольятти, Томск, Тула, Тюмень,

У: Улан-Удэ, Ульяновск, Уссурийск, Уфа,

Х: Хабаровск, Хасавюрт, Химки,

Ч: Чебоксары, Челябинск, Череповец, Черкесск,
Чита,

Ш: Шахты,

Щ: Щёлково,

Э: Электросталь, Элиста, Энгельс,