тюнинг и ремонт авто

Турбины, клапан управления турбиной и турбонаддув в Ford Mondeo

Содержание статьи:

0:37

1. Клапан управления турбиной в Ford Mondeo

0:111

2. О турбинах в Ford Mondeo подробно

0:171

3. Основные виды турбонаддува в Ford Mondeo

0:250

1. Клапан управления турбиной в Ford Mondeo

Решил рассказать об одной из проблем Форд Мондео мотора, и так уж сложилось, что многие эксплуатируя машину сталкиваются с проблемой с этим клапаном, а кто- то  не сталкивается, что- ж общаясь долгое время с Вольво, я могу сказать что там такие проблемы возникают тоже но реже, сложно сказать что сказывается, как- же понять что клапан вышел из строя, ну во первых если клапан залипает машина дует чуть ли не все 1.3 бара, но при этом едет как обычный атмосферный мотор, ощущаются пинки, то- есть машина после определенных оборотов тупо дохнет причем при этом Вы рискуете поцеловать руль, связано это с резкой потерей буста, ну и конечно съездив на диагностику и получив бумажку вот с такой ошибкой P0234 turbo/super charger overboost condition увидев такую надпись не стоит думать, что у Вас супер буст и Вы выиграли Dodge charger, это и есть смерть клапана либо его залипание по сути одно и тоже, и тут вопрос как быть, в принципе, можно воспользоваться финсами и заказать его по ним:
Клапан упавления турбиной Ford оригинал: 1 371 924
Volvo: 9465528
Volvo: 30670449
Аналог Pierburg: 7.28197.16.0

Где- же эта штука стоит, стоит она на турбе, ну точнее на кронштейне который крепится за турбину, специально для тех кто уже стер пальцы в кровь роясь в гугле, фото:

0:2515



Турбины и клапан управления турбиной в Ford Mondeo

1:504

как- то вот так.

1:535

Кстати, добраться до него удобнее всего сняв правое колесо, кстати трубки часто прикипают намертво.

1:721

Планируя тюнинг нашего мотора я так- же задумывался об альтернативном клапане, так как наш клапан даже новым не работает эталонно, на сток прошивке это не столь заметно, но стоит прошиться, ощутите что клапан проседает, из многих наблюдений включая наблюдения Вольвоводов, можно заметить что по приборам наддува буст не стабилен стрелка вечно прыгает, нет я не говорю о смене оборотов когда прыжок нормальное явление, наблюдалось что при скажем 3000- 3500 тысяч буст грешил на 0.2- 0.3 бара, а это ощутимые потери, решение было найдено, так как у нас все же не эрэчные моторы с их 1.5 бара на пике, то лучшей альтернативой станет клапан от elevate разработанный именно под наш мотор, выглядит так:

1:1967

clip_image002.jpg

2:2472



тюнингованый клапан

2:40

clip_image003.jpg

3:545

сток- вариант

3:573

Самое интересное, что стоимость клапана ненамного велика если сравнивать с оригиналом, омрачает малину лишь доставка из штатов.

3:812

Преимущества клапана перед стоковым таковы:

3:897

Быстродействующий клапан регулирует оптимальное давления наддува
Отлично подходит для использования как на стоковых так и настроенных автомобилях
Устанавливается вдали от жаркой части турбины, тут я хотел бы особо акцентировать Ваше внимание так как клапан действительно подвержен температурным воздействиям, и это возможно и является причиной его частого выхода.
Клапан и штуцера металлические- в отличие от штатного где все это пластик, и впоследствии снять трубки большая проблема.
Индивидуально испытывается перед отправкой
В комплекте силиконовый шланг и элементы крепления.

3:1982

По поводу крепежа на машине действительно его увели с турбины что лично мне кажется большим плюсом, выглядит так это:

3:2200



clip_image004.jpg

4:504

установленный клапан

4:547

В целом думаю это интересная альтернатива стоку, в скором времени я думаю заменить свой клапан именно на такой аналог, пусть дороже, зато и работа турбины явно изменится.

4:861

2. О турбинах в Ford Mondeo подробно

Продолжу рассказывать о технически интересных узлах в доступной форме.

4:1056

Что такое турбина и для чего она нужна?

4:1132

Турбина – устройство в автомобиле, которое направлено на увеличение давления во впускном коллекторе автомобиля для того, чтобы обеспечить большее поступление воздуха, а значит и кислорода, в камеру сгорания.
Главное назначение турбины – с ее помощью можно значительно увеличить мощность автомобиля. При увеличении давления во впускном коллекторе на 1 атмосферу в камеру сгорания попадет в два раза больше кислорода, а значит от небольшого турбового двигателя можно ожидать мощности как от атмосферника с объемом в два раза больше…

4:2117



Принцип работы турбокомпрессора

4:65

Принцип работы турбины несложен: горячие выхлопные газы через выпускной коллектор поступают в горячую часть турбины, проходят через крыльчатку горячей части приводя ее и вал, на который она крепится в движение. На этом же вале закреплена крыльчатка самого компрессора в холодной части турбины, эта крыльчатка при вращении создает давление во впускном тракте и впускном коллекторе, что обеспечивает большее поступление воздуха в камеру сгорания.

4:889

На картинке ниже показана циркуляция газов:

4:973

clip_image005.jpg

5:1478

циркуляция газов.

5:1514

Устройство турбины
Общие устройство турбины в целом похожи.

5:1631

clip_image006.jpg

6:2136



основные узлы

6:28

Турбина состоит из двух улиток – улитки компрессора, через которую всасывается воздух и нагнетается во впускной коллектор, и улитки горячей части, через которую проходят выхлопные газы вращая колесо турбины и выходят в выхлопной тракт. Из крыльчатки компрессора и крыльчатки горячей части. Из шарикоподшипникового картриджа. Из корпуса, который соединяет обе улитки, держит подшипники, так же в корпусе находится охлаждающий контур.

6:829

Вестгейты (Wastegates)

6:866

Вестгейт, также, как и блоуофф, является средством управления наддувом, только со стороны выхлопа. Некоторые коммерческие дизельные системы турбонаддува вовсе обходятся без оного (т.н. система свободно плавающего турбонагнетателя). Однако, использование турбонаддува на бензиновых двигателях требует применения этого компонента.

6:1478

Существуют две разновидности вестгейтов — внутренний и внешний. И тот, и другой обеспечивают обход выхлопных газов мимо колеса турбины. Обход газов колеса, как вы уже понимаете, уменьшает мощность турбокомпрессора, позволяя турбине соответствовать мощности, требуемой для данного уровня наддува. Аналогично блоуоффам, вестгейты используют в своей конструкции силу пружины, для регулировки потока, проходящего в обход турбины.

6:2268



Внутренние вестгейты встроены в корпус турбины и состоят из клапана "хлопушки", тяги, наконечника, и пневматического привода (актюатора).

6:253

Очень важно подсоединить актюатор исключительно к давлению наддува, т.к. механизм не работает с вакуумом и не может относиться к впускному коллектору.

6:533

clip_image008.jpg

7:1038

схема работы аккуатора и вестгейта

7:1106

Устройство турбины на ECOBOOST:

7:1160

clip_image009.jpg

8:1665

общий вид турбины экобуст

8:1716

clip_image010.jpg

9:2221



схема турбины экобуст

9:43

1. Внутренняя труба
2. Внешняя оболочка
3. Приводной механизм регулятора давления наддува
4. Клапан управления турбонагнетателя
5. Впуск воды
6. Впуск масла
7. Кожух
8. Перепускной клапан
9. Канал регулятора давления наддува
10. Встроенный корпус турбины

9:508

Турбина также идет в сборе с коллектором, как единое целое.

9:619

Система охлаждения турбин

9:673

Не одна современная турбина не обходится без охлаждения как воздуха в нее поступающего, так и самой себя, сама турбина охлаждается маслом и антифризом, есть турбины с чисто масленым охлаждением, но мы будем рассматривать наш вариант а это масло и антифриз, при охлаждении турбины маслом и антифризом повышается эффективность и такие проблемы, как закипание и коксование масла, практически не встречаются. Но данная систем охлаждения имеет более сложную конструкцию т.к. имеет раздельные масляный контур и контур охлаждающей жидкости. Масло, как и прежде служит для смазки подшипников и для охлаждения, а антифриз, который используется из общей системы охлаждения двигателя, не дает перегреться и закипеть маслу.

9:1982

При работе турбины воздух под действием компрессора сжимается и, как следствие, очень сильно греется, что приводит к нежелательным последствиям т.к. чем выше температура воздуха, тем меньшее количество кислорода в нем содержится – тем меньше эффективность наддува. С этим явлением призван бороться интеркулер – промежуточный охладитель воздуха. Кстати для наших турбин наиболее актуальны интеркулеры с технологией tube fin так как наши турбины довольно малы, и эта технология значительно снижает потери.

9:2909



Неисправности турбины:

9:47

Загрязненное масло
Загрязненное масло двигателя ведет к повреждению турбокомпрессора в форме сильного коксования в каналах подачи масла, а также некачественной работы фильтров. Загрязнения крупными частицами приводит к появлению глубоких царапин на подшипнике скольжения. Для предотвращения повреждений должно быть гарантировано применение масла и фильтров высокого качества.

9:754

Недостаток масла
Длительный процесс не поступления масла (от 8 до 10 сек.. Ведет к тому, что на подшипнике скольжения и опорных шейках ротора турбокомпрессора образуются как следы износа, так и характерные следы перегрева на поверхностях.
Недостаточное количество масла может объясняться следующими причинами:
обрыв маслопроводов;
недостаточный уровень масла в поддоне;
выход из строя масляного насоса;
неисправности системы смазки двигателя;
доступ воздуха в систему смазки.

9:1638

Твердый посторонний предмет в воздушном всасывающем тракте компрессора.
Повреждение происходит при попадании постороннего предмета в компрессор. Предмет, попавший в компрессор, отскакивает от стенок входа компрессора, приводя к серьезным повреждениям. Соль и песок вызывают сильную эрозию и разрушение крыльчатки.

9:2225



Мягкий посторонний предмет в воздушном всасывающем тракте компрессора.
Попадание в турбину мягких посторонних предметов, таких как куски бумаги, резины, ткани или ветоши приводят к деформации крыльчатки (загиб, накат. и откалывания от них кусков металла.

9:471

Твердый посторонний предмет в выхлопном тракте турбины.
Посторонние предметы, обломки деталей двигателя (клапанов, поршневых колец., что попадают в турбину, приводят к характерному повреждению крыльчатки. Даже небольшие кусочки ржавчины могут вызвать серьезное разрушение вследствие высокой скорости вращения ротора.

9:1063

Затрудненный доступ масла
Кратковременный, повторяющийся процесс прерывания доступа масла (от 4 до 5 сек.. Ведет к сильному износу на поверхностях подшипников скольжения турбокомпрессора. Это происходит тогда, когда двигатель не смазывается и не прокручивается после следующих операций:
- Замена турбокомпрессора без предварительного заполнения системы смазки;
- Замена масла, фильтра;
- Длительный простой;
- Непрофессиональный запуск двигателя, особенно в холодное время года;
- Пониженное давление масла вследствие неисправности системы смазки;
- Загрязнения масла топливом и частицами герметика;
- Эксплуатация турбокомпрессора с изношенным двигателем.

9:2282



Перегрев турбокомпрессора
Отказ работы турбокомпрессора вследствие высоких температур отработанных газов или выключение двигателя без достаточного времени для охлаждения турбокомпрессора, что ведет к образованию нагара. Поэтому рекомендуется перед остановкой двигателя дать ему поработать 1- 3 мин. на холостом ходу, для охлаждения турбокомпрессора.
Работа турбокомпрессора при чрезмерной температуре ведет к коксованию масла и коррозии системы подшипников скольжения. Значительные повреждения возникают при этом на валу, его уплотнениях, подшипниках, а также вследствие засорения выпуска масла в крышке. Тяжелые случаи ведут к деформации впускного фланца крышки турбины.
Причинами этого являются:
- Засорение воздушного фильтра;
- Остановка двигателя без работы на холостом ходу в течение 1- 3 мин . перед выключением;
- Низкокачественное масло;
- Большой интервал при замене масла;
- Неплотное соединение подводов воздуха и отводов отработанных газов;
- Неправильно выставлен момент впрыска или зажигания, что приводит к обгоранию колеса турбины;
- Превышение скорости приводит к перегреву посадочных мест подшипников, а также сгоранию масла, на валу образуется нагар;

9:2165



Нужно отметить что многие современные моторы позволяют глушить мотор сразу, на многих ставят даже принудительное охлаждение турбины после выключения мотора, но в случае с нашими моторами я бы не пожалел одну две минуты времени.

9:421

clip_image011.jpg

10:926

закоксовывание.

10:959

clip_image012.jpg

11:1464

закоксовывание и излом металла на крыльчатке

11:1551

Про турбину 2.5T можно сказать что она не столь сильно отличается от экобустовской, она тоже низко оборотистая с довольно большим ресурсом, при разумной эксплуатации, поэтому выносить ее отдельно не буду.

11:1926

clip_image013.jpg

12:2431



volvo турбина.

12:24

3. Основные виды турбонаддува в Ford Mondeo

Би-турбо (Bi-turbo) и Твин-турбо (twin-turbo)

12:166

Вопреки убеждениям некоторых «экспертов» название системы битурбо или твинтурбо не отображают схему работы турбины – параллельную или последовательную (секвентальную).

12:484

Например, у автомобиля Mitsubishi 3000 VR-4 система турбонаддува носит название TwinTurbo. В автомобиле стоит двигатель V6 и у него две турбины, каждая из которых использует энергию выхлопных газов из своих трех цилиндров, но задувают они в один общий впускной коллектор. У, например, немецких автомобилей есть схожие по рабочему принципу системы, но называются они не твинтурбо, а БиТурбо.
На автомобиле Toyota Supra с рядной шестеркой установлены две турбины, система турбонаддува называется TwinTurbo, но работают они в особой последовательности, включаясь и выключаясь с помощью специальных перепускных клапанов.

12:1574

На автомобиле Subaru B4 тоже стоят две турбины, но работают они последовательно: на низких оборотах дует маленькая турбина, а на высоких, когда та не справляется, подключается вторая турбина большего размера.

12:1951

Давайте теперь по порядку разберем обе системы би-турбо и твинтурбо.

12:2080



Би-турбо – система турбонаддува, представляющая собой две последовательно включаемых в работу турбин. В системе би-турбо используют две турбины, одну малого размера, а вторую большего размера. Маленькая турбина раскручивается быстрее, но на высоких оборотах двигателя маленькая турбина не может справиться с компрессией воздуха и созданием нужного давления. Тогда подключается большая турбина, добавляющая мощный заряд сжатого воздуха. Следовательно, минимизируется задержка (или турболаг), образуется ровная разгонная динамика. Системы би-турбо весьма недешевое удовольствие и обычно устанавливаются на автомобили высокого класса.

12:1175

Система би-турбо может быть установлена как на двигатель V6, где каждая турбина будет установлена со своей стороны, но с общим впуском. Либо на рядном моторе, где установка турбины осуществляется по цилиндрам (например, 2 для малой и 2 для большой турбины), так и секвентально, когда на выпускном коллекторе сначала устанавливается большая трубина, а потом маленькая.

12:1844

clip_image002.jpg

13:2349



би турбо

13:18

clip_image004.jpg

14:523

вид сзади

14:544

Твин-турбо – данная система отличается от би-турбо тем, что нацелена не на снижения турбо-лага или выравнивание разгонной динамики, а на увеличение производительности. В системах твин-турбо применяются две одинаковые турбины, соответственно производительность такой системы турбонаддува эффективней, чем системы с одной турбиной. К тому же, если применить 2 небольших турбины, схожих по производительности с одной большой, то можно снизить нежелаемый турболаг. Но это не значит, что никто не использует две больших турбины. Например, в серьезном драге могут использоваться две больших турбины для еще большей производительности. Система твин-турбо может работать как на V-образных моторах, так и на рядных. Последовательность включения турбин может варьироваться, как и на битурбо системах.

14:2001



А вообще для еще большего веселья никто вам не мешает воткнуть сразу 3 турбины или более. Цель преследуется такая же, как и для твин-турбо.

14:253

Бывает три вида систем твин турбо и би-турбо, а именно:

14:355

1. Параллельный тип

14:395

Параллельная система работает одновременно и параллельно друг другу, и включает в себя два одинаковых турбокомпрессора. Параллельная работа происходит из-за ровного деления потока сгоревших газов между турбокомпрессорами. Из каждого компрессора выходит сжатый воздух и поступает в общий впускной коллектор, и потом распределяется по цилиндрам. Параллельный используется, как правило, на дизельных V-образных двигателях. Из-за параллельной схемы турбонаддува эффективность системы основывается на том, что две маленькие турбины имеют меньшую инерционность, чем одна большая турбина. Турбокомпрессоры работают на всех оборотах двигателях обеспечивая быстрое повышение наддува. И каждая турбина установлена на своём выпускном коллекторе.

14:1762

clip_image005.jpg

15:2267



твин турбо битурбо параллельная

15:62

2. Последовательный

15:103

В системе последовательного Twin Turbo постоянно работает первый турбокомпрессор, а второй начинает работать в определённом порядке работы двигателя (повышенная частота оборотов, нагрузка). Последовательный турбокомпрессор включает два одинаковых по характеристикам турбокомпрессора.
Электронная система управления обеспечивает переход между режимами и регулирует поток сгоревших газов ко второму турбокомпрессору за счёт специального клапана.

15:930

clip_image006.jpg

16:1435

схема работы

16:1462

Чтобы достичь максимально высокого выхода мощности, система последовательности Twin Turbo минимизирует последствия турбозадержки. Применяются, как на дизельные двигатели, так и на бензиновые. В 2011 году была представлена система с тремя последовательными турбокомпрессорами компанией BMW и называется она Triple Turbo.
Хотелось бы немного рассказать о системе надува bmw triple turbo на дизеле, а именно как работают там турбины:
Одна из малых турбин начинает работать прямо с холостых, устраняя эффект турбоямы, с ростом оборотов до 1500 в минуту в дело включается большой нагнетатель, вместе с которым достигается пиковая тяга в 740 Нм. На 2700 оборотах в минуту подключается третья турбина, чтобы пиковый крутящий момент не упал вплоть до 3000 об/мин.
Помимо последовательного наддува в автомобилях применяются и более сложные схемы с большим количеством нагнетателей. К примеру, в нашумевшем Бугатти Вейрон, для получения мощности в 1001 лошадиную силу на двигателе стоит 4 турбонагнетателя.

16:3242



3. Двухступенчатый

16:38

В техническом плане система двухступенчатого турбонаддува является самой совершенной.
В системе двухступенчатого турбонаддува используется клапанное регулирование потока сгоревших газов и нагнетаемого воздуха. Эта система состоит из двух турбокомпрессоров разного размера. В последствии установленных в впускном и выпускном трактах.

16:666

Перепускной клапан сгоревших газов закрыт при низких оборотах двигателя. Сгоревшие газы через малый турбокомпрессор, имея максимальную отдачу и минимальную инерцию проходят дальше через большой турбокомпрессор. И так как давление отработавших газов не сильное, то, следовательно, и большая турбина практически не вращается. Перепускной клапан наддува закрыт на впуске и воздух поступает последовательно через большой и малый компрессоры.

16:1481

Общая работа турбокомпрессоров начинает осуществляться при росте оборотов. И постепенно начинает открываться перепускной клапан сгоревших газов. Большая турбина начинает все больше и интенсивно раскручиваться, так как часть отработавших газов идёт прямо через неё.

16:1977

clip_image008.jpg

17:2482



схема работы

17:26

clip_image010.jpg

18:531

двухступенчатая система

18:580

Большой турбокомпрессор на впуске с определённым давлением начинает сжимать воздух, но давление не слишком большое и сжатый воздух дальше поступает в малый турбокомпрессор, где продолжает повышается давление. При этом перепускной клапан остаётся закрыт. Перепускной клапан сгоревших газов открывается полностью при полной нагрузки. Останавливается малая турбина, а большая начинает раскручиваться до максимальной частоты, так как через неё практически полностью проходят сгоревшие газы. Давление наддува достигает своего максимального значения на впуске большого компрессора при этом малый компрессор создаёт помеху для воздуха. И в определённый момент перепускной клапан наддува открывается и сжатый воздух непосредственно напрямую поступает к двигателю.

18:1990

Благодаря системе двухступенчатых турбокомпрессоров мгновенно достигается номинальный крутящий момент и поддерживается в широком диапазоне оборотов двигателя. При этом достигается максимальное увеличение мощности. Таким образом, система поддерживает блестящую работу турбокомпрессоров на всех режимах работы двигателя. Так же система объясняет известное противостояние дизельных двигателей между предельной мощностью на высоких оборотах и высоким крутящим моментом на низких оборотах.

18:2903



clip_image012.jpg

19:504

примерный принцип работы

19:554

И немного о других видах турбин.

19:616

Турбокомпрессоры с изменяемой геометрией VTG (Variable Geometry Turbine)

19:731

Первым VNT (Variable Nozzle Turbine) турбокомпрессором с изменяемой геометрией в 1995 году стал турбокомпрессор для Фольксвагена Multivane с 1,9 литровым двигателем TDI. Принцип действия VNT турбокомпрессора заключается в оптимизации потока выхлопных газов, направляемых на крыльчатку турбины. На низких оборотах двигателя и малом количестве выхлопных газов VNT турбокомпрессор направляет весь поток выхлопных газов на колесо турбины, тем самым увеличивая ее мощность и давление наддува (на рисунке слева). При высоких оборотах и высоком уровне газового потока турбокомпрессор VNT располагает подвижные лопатки в открытом положении, увеличивая площадь сечения и отводя часть выхлопных газов от крыльчатки, защищая себя от превышения оборотов и поддерживая давление наддува на необходимом двигателю уровне, исключая перенаддув.
Двигатель с системой VNT, имеет лучший отклик, производит большую мощность и крутящий момент, потребляет меньше топлива и обеспечивает снижение вредных выбросов по сравнению с двигателем, связанным с турбокомпрессором традиционным байпасом. Благодаря короткому времени отклика и плавному ускорению улучшается управляемость машиной и срок ее службы. По сравнению с турбокомпрессором, оборудованным байпасом, турбокомпрессор VNT, более эффективный в более широком диапазоне величин потока, имеет следующие 3 основных преимущества:

19:3192



1. Более высокая мощность: при определенной скорости двигателя и для заданного давления наддува модели VNT обеспечивают большую разность давлений и снижают температуру газов на выходе из двигателя.
2. Больший крутящий момент: при низких оборотах двигателя модели VNT обеспечивают повышенное давление наддува.
3)Экономия топлива и снижение выброса вредных веществ в атмосферу: контролируемые непосредственно системой управления двигателем, турбокомпрессоры VNT оптимизируют сгорание.

19:889

clip_image014.jpg

20:1394

турбина с изменяемой геометрией

20:1457

a. корпус турбины
b. крыльчатка для отработанных газов
c. корпус турбокомпрессора
e. ось рычага смещения регулируемого кольца
f. регулируемое кольцо
g. оси направляющих лепестков
h. направляющие лепестки

20:1833

clip_image016.jpg

21:2338



принцип работы

21:30

Основной проблемой VNT турбокомпрессора является недостаточная устойчивость конструкции к высоким температурам. По этой причине основным местом применения технологии VNT стали дизельные двигатели. Первой «ласточкой» в применении турбины с изменяемой геометрией на бензиновых двигателях стала компания Porsche.

21:601

Twin-Scroll (твинскрол)

21:639

Один из вариантов решения проблемы ”турбоямы” - турбина с двумя крыльчатками, называемая Twin-Scroll. Одна из крыльчаток (чуть большего размера) принимает выхлопные газы от одной половины цилиндров двигателя, вторая (чуть меньшего размера) — от второй половины цилиндров. Обе подают газы на одну и ту же турбину, эффективно раскручивая её, как на низких, так и на высоких оборотах.

21:1329

clip_image017.jpg

22:1834

принцип работы

22:1865

Есть еще так-же турбо-компрессорные двигатели но о них мы поговорим в другой раз.
Пожалуй на этом Все, как всегда все собрано, допилено, дополнено и частично переведено мной (RastaBeat).
Как всегда оценивать данную статью Вам если она Вам нравится или показалась интересной не поленитесь нажать на кнопочку "мне нравится".

22:2449



clip_image018.jpg

23:504

https://www.drive2.ru/l/5144347/

23:540

https://www.drive2.ru/l/4886195/, https://www.drive2.ru/l/4836934/

23:610
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 0.00 [0 Голоса (ов)]
67762

Метки: турбонаддув

Оставьте свой комментарий

Оставить комментарий от имени гостя

0
Your comments are subjected to administrator's moderation.
правилами и условиями.
  • Комментарии не найдены