Общие сведения о наддуве в дизельных двигателях

Подходящий  метод проверки - испытание на утечку, которое показывает состояние компрессионных колец, клапанов впуска и выпуска, прокладки головки блока цилиндров, и присутствия трещин в блоке или головке блока цилиндров. Она производится путем опрессовки камеры сгорания и наблюдения за количеством утечек и местами утечки. Количество утечки измеряется путем регулирования давления сжатого воздуха в камере сгорания до удобного значения. 10 бар - наиболее удобное давление, поскольку давление, остающееся в камере сгорания - остаток в процентах после утечки. Утечку можно локализовать путем прослушивания выхлопной трубы на предмет утечек через выхлопные клапана, воздушного фильтра на предмет утечек через впускные клапана, и через крышку маслозаливной горловины на предмет утечки через поршневые кольца. Повреждение прокладки головки блока цилиндров или трещины в водяной рубашке, обнаружатся как пузыри в системе охлаждения.

Проверка  на утечки должна быть выполнена на теплом двигателе, с обоими закрытыми  клапанами и поршнем в верхней  мертвой точке.

 

 

Рисунок 5 - Проверка на утечки - наиболее сложное испытание, изобретенное для определения целостности камеры сгорания. Регулятор контролирует давление в цилиндре. Манометр №1 показывает это давление. Манометр №2 показывает давление, остающееся в цилиндре после всех утечек

 

Выводы по проведенным измерениям можно сделать по следующим значениям:

.7 -10 бар  - Очень хорошо

,2 - 9,6 бара - Пригодно к эксплуатации 8,9 - 9,1 бара - Хорошо, но меньше нормы

.8 бара  или меньше - Необходимо устранять  неисправность Проверка на утечку  превосходит старый способ проверки компрессии по нескольким пунктам. Состояние батареи и стартера не имеет значения. Разница в зазорах клапанов не будет иметь значения. Положение распредвала не влияет на измерения.

Уплотнение  прокладки головки блока цилиндров  может легко быть проверено химическим способом, который распознает следы продуктов сгорания, которые нашли путь в систему охлаждения.

Область вокруг камеры сгорания - этим примерно и ограничены неисправности двигателя, вызванные турбонагнетателем. Маловероятно, что любое другое повреждение может быть даже отдаленно связано с турбонагнетателем [1, c. 197].

 

Рисунок 6 - Измеритель соотношения воздух / топливо. - обязательный прибор для  испытаний и поиска неисправностей

Осмотр системы турбонаддува на предмет неисправностей

Двигатель не заводится

Турбонагнетатель  может создавать проблемы при  запуске только, если неисправность  связана с утечкой воздуха  в системе. Это относится к  автомобилям с впрыском, оборудованным  датчиком массового расхода и карбюраторным системам с протяжкой воздуха. Утечка воздуха при наличии датчика массового расхода уменьшит величину сигнала датчика, создавая условия обеднения смеси при пуске.

Обнаружение вакуумных утечек - стандартная диагностическая  процедура. Та же самая техника применяется, когда присутствует турбонагнетатель, за исключением того, что утечка происходит наружу. Утечки наружу должны быть огромны, чтобы влиять на запуск. Следует искать разъединенные шланги, большие трещины в шлангах, и другие подобные вещи.

Неустойчивый холостой ход

Менее существенные утечки, чем те, которые вызывают затруднения при запуске, могут  ухудшать качество холостого хода. Соотношение воздух / топливо на холостом ходе будет всегда критической  регулировкой. Используйте требуемые приборы, и проведите соответствующие регулировки. Эти утечки будут, вероятно, происходить из корпуса дроссельной заслонки.

Пропуски зажигания

Турбонагнетатель  может создавать два условия, при которых в двигателе будут  пропуски зажигания: обедненная смесь и необходимость более высокого напряжения, чтобы воспламенить более плотную смесь в камере сгорания. На автомобиле, оборудованном впрыском топлива, турбонагнетатель иногда может вызвать обеднение смеси при давлении во впускном коллекторе равном или около атмосферного давления. Это вызвано тем, что турбонагнетатель фактически будет поднимать давление со, скажем, 380 мм рт. ст. вакуума допустим до 250 мм рт. ст. Чтобы транспортное средство не разгонялось, нужно немного закрыть дроссельную заслонку, таким образом, сигнал от датчика положения дроссельной заслонки уменьшается. Этот сигнал снизит количество топлива при любом расходе воздуха, вызывая обеднение смеси.

Любые пропуски зажигания, при полностью открытой заслонке, вызванные обеднением смеси, очень серьезны, и нужно предпринять необходимые меры, перед тем как опять поднимать уровень наддува. Нехватка топлива значительно поднимает температуру в камере сгорания. Теплота - причина детонации, которая является основой высокой эффективности. Любое обеднение смеси должно устраняться без промедления.

Обеднение топливовоздушной смеси может легко  быть обнаружено некоторыми из портативных  датчиков кислорода.

С необходимостью увеличенного напряжения на свечах зажигания  иногда сталкиваются вследствие того, что смесь воздух / топливо в камере сгорания является фактически электрическим изолятором. Чем большее количество воздуха и топлива накачивает в камеру сгорания турбонагнетатель, тем больше сопротивление, следовательно, большее напряжение нужно, чтобы создать искровой разряд в зазоре между электроламп. Этой проблеме можно помочь, увеличив напряжение в системе зажигания и / или, установив новые свечи зажигания.

Потеря мощности

Устранение  такой проблемы как потеря мощности должно быть сосредоточено вокруг проверки и оптимизации давления наддува, установки угла опережения зажигания, соотношения воздух / топливо, датчика положения дроссельной заслонки, и обратного давления в выхлопной системе.

Чрезмерное давление наддува

Превышение  давления наддува - повод для беспокойства. Так как на вестгейт возложена ответственность за регулирование давления, это, конечно, первый кандидат на проверку, когда сталкиваются с превышением давления наддува. К неисправности могут иметь отношение следующие узлы вестгейта:

Сигнальная линия

Вестгейт  может работать неправильно, если будет  получать неправильный сигнал, сигнальная линия может быть забитой, или  может иметь утечку. Проверьте  обе причины. Также, нужно проверить  соединения на обоих концах сигнальной линии [1, c. 202].

Привод вестгейта

Фактически  единственная часть привода, вызывающая отказ - внутренняя диафрагма. На интегрированном  приводе, самая простая проверка - дунуть в сигнальный канал, сигнальный канал должен быть полностью закрыт. Любая утечка - доказательство неисправности и требует замены привода. Такая же проверка может использоваться на внешнем вестгейте, за исключением того, что давление должно прикладываться к атмосферной стороне диафрагмы. Сторона диафрагмы со стороны клапана почти всегда разрабатывается с учетом небольшой утечки вокруг штока клапана; таким образом, проверка клапанной стороны будет показывать утечку вокруг направляющей стержня также как и поврежденную диафрагму.

Вестгейт - клапан, управляемый давлением  наддува, который обеспечивает подачу к турбине количесвтва выхлопных газов, необходимого для создания заданного давления наддува. Вестгейт направляет лишние выхлопные газы в обход турбины, в выхлопную систему.

Клапан вестгейта

Клапан  вестгейта может быть заклинен и  не будет открываться, или может  находится в неправильном положении. Это требует снятия и разборки механизма клапана вестгейта, для выяснения и устранения причины.

Выхлопная труба

Выхлопная труба может часто вызывать превышение давления наддува. Часто для нормальной работы вестгейта необходимо повышенное давление в выхлопной системе. Это особенно верно при использовании интегрированного вестгейта. Проблема может быть усугублена тенденцией производителей использовать турбины меньшего, чем нужно размера. Совокупность этих факторов может создать условия для превышения давления наддува, когда что-то в выхлопной системе ломается и понижает обратное давление.

Кожух турбины

Если  турбосистема или система собственной  постройки имеет проблему превышения давления наддува, но выхлопная труба  и вестгейт в полном порядке, скорость вращения турбины может быть слишком высока для системы двигатель / турбонагнетатель. Это означает, что кожух турбины турбонагнетателя слишком мал, таким образом, превышается скорость вращения турбины и создает слишком высокое давление наддува. Ответ состоит в том, чтобы увеличить отношение A/R кожуха турбины, снизить скорость вращения турбины, которая в свою очередь уменьшит тенденцию к превышению давления наддува.

Низкое или медленно нарастающее давление наддува

Турбонагнетатель

Несколько параметров турбонагнетателя могут являться причиной низкого или инерционного давления наддува. Большинство причин происходит или из-за плохо работающей новой установки или из-за старой системы с новыми проблемами.

Утечки на выхлопе

Большие утечки отработанных газов перед турбиной могут вносить вклад в замедленную реакцию. Большие утечки будут не только слышны, они должны быть огромны. Если не найдено отверстие, в которое Вы можете вставить карандаш, не стоит ожидать, что причина замедленной реакции - утечки на выхлопе.

Гайка крепления колеса компрессора

Гайка фиксации компрессора, если она не затянута, позволит валу проворачиваться внутри колеса компрессора. Необходим доступ к рабочему колесу турбины, для фиксации вала при затяжке гайки фиксации компрессора. Эти гайки вообще затягиваются с моментом приблизительно 25 кг*см. Это может быть приблизительно так, затягиваем гайку, пока она не коснется колеса компрессора, затем довернем её на четверть оборота. При затяжке гайки компрессора, важно не допускать никакой боковой нагрузки на вал турбины.

Отсутствие воздушного фильтра

Износ рабочего колеса компрессора может понижать давление наддува. Работа без воздушного фильтра, в конечном счете, приведет к износу рабочего колеса компрессора  до такой степени, что оно больше не сможет нагнетать воздух. Когда начинается процесс износа, рабочее колесо компрессора будет терять свою эффективность, приводя к повышению температуры воздуха, которая в свою очередь может приводить к проблемам с детонацией.

Вестгейт

Механические  неисправности, из-за которых вестгейт не может полностью закрываться, вызывают большую утечку выхлопных газов мимо турбонагнетателя, вызывая инерционную медленную реакцию.

Неисправный клапан вестгейта вообще редко будет  препятствовать созданию нормального  явления турбонагнетателем, но потребуются гораздо большие обороты двигателя, чтобы достигнуть нормального давления наддува. Если, например, клапан вестгейта заклинен в положении максимального давления наддува, система должна развить достаточно оборотов только для того, чтобы количество газов превысило размеры утечки перед тем, как создать какое-нибудь давления наддува.

Выхлопная труба

Любые неисправности  в выхлопной трубе, которые создают  препятствие для выхода выхлопных  газов, будут причиной более высокого порога наддува и / или более низкого значения максимального наддува. Нужно проверить давление в трубе выше любого возможного препятствия. Вообще, обратное давление более 0,7 бара, вызывает почти полную потерю наддува. Обратное давление более 0,15 бара нежелательно при любых обстоятельствах, даже если не вызывает потери абсолютного давления наддува.

Воздушный фильтр

Если  воздушный фильтр меньше требуемого размера или слишком загрязнен, то он не позволит системе функционировать  на ожидаемом уровне. Это условие также создает плохой побочный эффект в виде увеличения температуры на впуске.

Впускные шланги компрессора

Почти всегда, воздушный фильтр или измеритель расхода воздуха будут соединены  с входом компрессора турбонагнетателя гибким патрубком того или иного вида. Если фильтр или расходомер являются узкими частями системы, возможно создание разрежения, достаточного, чтобы сплющить соединительные шланги. Обычный признак сплющенного шланга - внезапная потеря наддува. Сила, действующая на большие шланги от небольшой разницы давлений, может быть достаточно большой.

Пропуски зажигания

Любые пропуски зажигания при работе с наддувом вызваны неисправностью системы  зажигания или слишком бедной для горения топливовоздушной смеси. Отсутствие воспламенения смеси  может быть вызвано неисправными свечами, проводами, катушкой зажигания или всеми перечисленными неисправностями одновременно. Если зажигание работает должным образом, то проблема может быть в соотношении воздух / топливо.

Потеря тяги

Явная неисправность  при полностью открытой дроссельной заслонке - чрезмерно богатое соотношение воздух / топливо, вызывающее падение тяги. Это проявляется в потере мощности, при полностью открытой заслонке, часто сопровождаемой черным дымом из выхлопной трубы.

Другой  частой причиной потери тяги, также при полностью открытой дроссельной заслонке, является значительное уменьшение опережения зажигания. Неисправный датчик детонации может вызывать такие же признаки. Опасный побочный эффект позднего зажигания - значительное повышение температуры выхлопных газов. Повреждение выпускного коллектора и / или турбины могут стать следствием умень шения опережения зажигания.

Детонация

Металлический звук детонации - ясный сигнал того, что здоровье Вашего двигателя находится  под угрозой. Все усилия должны быть сфокусированы на избавлении системы от детонации. Можно долго диагностировать разнообразные причины детонации, но двигатель с турбонаддувом, работающий с детонацией, должен рассматриваться как результат несерьезного подхода к проектированию. Вообще, все проблемы с детонацией возникают от одного из следующих шести пунктов. Вероятность каждого из них как источника проблемы - приблизительно соответствует порядку, в котором они перечислены.