Турбина, причины и способы устранения проблем

Как показывает практика, подавляющее большинство "поломок" турбин вызвано причинами, не связанными с самой турбиной. Чрезвычайно важно установить причину поломки до установки новой турбины.

 

Наиболее популярные причины

Загрязнение масла

  1. Загрязнение мелкими частицами не обнаруживается визуально, однако вызывает износ подшипников, а также стачивание краев подшипника
  2. Загрязнение крупными частицами приводит к появлению глубоких царапин Вал и корпус сердцевины повреждается меньшей степени, что объясняется тем, что они выполнены из более прочных материалов.

Нехватка смазки

  1. Недостаточная подача масла (например при блокировке масляных проходов частицами прокладки) характеризуется сильным изменением цвета посадочных мест подшипников.
  2. Химическое загрязнение вызывает сильный износ и перегрев подшипников и вала. Визуально повреждения практически не отличаются от повреждений по причине недостаточной смазки. Основной причиной такого рода неисправности является попадание топлива в масло, что приводит к ухудшению смазочных свойств последнего.

Экстремальные режимы работы

  1. Превышение ограничения скорости и / или мощности приводит к перегреву посадочных мест подшипников, а также сгоранию масла. На валу образуется нагар. Задняя часть компрессорной крыльчатки также покрывается нагаром и деформируется. В некоторых случаях, от лопастей крыльчатки турбины могут откалываться куски.

Повреждения от попадания инородных предметов

  1. Твердый посторонний предмет - компрессор: Повреждение происходит при попадании постороннего предмета в компрессор. Предмет, попавший в компрессор отскакивает о стенок входа компрессора приводя к серьезным повреждениям. Соль и песок вызывают сильную эррозию и разрушение лопастей.
  2. Мягкий посторонний предмет: Попадание в турбину мягких посторонних предметов, таких как куски бумаги или ветоши приводят к деформации лопастей (загиб нахад) и откалыванию от них кусков металла.
  3. Твердый посторонний предмет - турбина: Посторонний предмет, попадающий в турбину приводит к характерному повреждению лопастей. Даже такие небольшие объекты как кусочки ржавчины могут вызвать серьезное разрушение по причине высокой скорости вращения крыльчатки.

 

Способы устранения

Долгое время реакции двигателя

Интеркуллер или выхлопная система препятствуют выходу газов.

Устранение: Следуйте руководству по ремонту для определения, является ли сопротивление проходу газов в системах слишком большим. Если это так, сначала необходимо устранить эту неисправность (необходимо учитывать, что сопротивление выхлопной системы изменяется при установке катализатора).
Примечание: Турбодизельные двигателя особенно чувствительны к закупорке впускной системы, так как в этом случае турбина не может «втянуть» достаточно воздуха.

Утечка воздуха во впускных патрубках, коллекторе или интеркуллере

Устранение: Проверьте затяжку всех соединений, проверьте на наличие поврежденных патрубков.

Повреждение вала или подшипников турбины

Устранение: Проверьте легкость вращения крыльчатки. Вал турбины должен вращаться свободно и плавно, в противном случае, отсоедините масляный патрубок и залейте корпус турбины моторным маслом, плавно вращая ротор кончиками пальцев. В случае, если вал вращается туго, замените турбину.
Примечание: При использовании в низких температурах, а также после продолжительного простоя, тугое вращение вала можно считать нормальным.

Износ подшипников турбины

Устранение: Проверьте свободный ход подшипников, как радиальный, так и осевой. В случае обнаружения излишнего зазора, замените турбину.
Примечание: Допустимые осевые зазоры турбины очень малы, тогда как радиальные намного больше. При проверке зазоров, руководствуйтесь исключительно спецификацией производителя турбины. При проверке зазора будьте предельно осторожны, излишняя сила приведет к тому, что вал будет пружинить и замеры будут неверны.

Турбокомпрессор имеет повреждения крыльчатки компрессора или турбины

Устранение:

  1. Снимите патрубок между воздушным фильтром и турбиной, осмотрите лопасти крыльчатки на признаки повреждений, если есть потери металла, или выщербленности более 1мм глубиной- замените турбокомпрессор.
  2. Отсоедините улитку турбины от сердцевины (зачастую это можно сделать не отсоединяя улитку, от выпускного колектора). Осмотрите, нет ли повреждений лопастей крыльчатки. Если есть потери металла или выщербленности более 1мм – замените турбокомпрессор.

Примечание: Повреждение лопастей почти всегда сопровождается увеличением шумности турбокомпрессора и обычно приводит к быстрому износу подшипников. Так что если шум турбокомпрессора в порядке и биение подшипников в норме, то вызывает сомнение, что значительное повреждение подшипников имеет место.

Перепускной клапан турбокомпрессора не работает

Устранение: Проверьте работу перепускного датчика и клапана, подавая воздух под давлением 45 psi в датчик. Если клапан открывается и возвращается, после подачи и отключения воздуха, и не выявлено утечек воздуха- перепускная система в порядке. Если же тяга и клапан не двигаются, а утечек воздуха нет, отсоедините тягу от рычага клапана и повторите операцию. Если в этом случае тяга двигается, то клапан заклинило или он сломан. Попытайтесь возвратить клапан, потянув за рычаг, и если он не возвращается, замените турбокомпрессор.

Неправильная калибровка перепускного клапана

Причина: Сбилась настройка движения момента срабатывания перепускного клапана
Устранение: После всех остальных проверок, когда не в турбине не в двигателе неисправностей не обнаружено. Возникает подозрение на неисправности калибровки перепускного механизма. На большинстве турбин, изготовленных после 1997г., в датчиках перепускного механизма пере калибровка не предусмотрена, они просто заменяются новыми. Лучший способ сделать это- установить предусмотренный комплект датчика, если это возможно. Примечания: Очень часто при подозрении на неправильную калибровку датчика позже эти подозрения оказывались неверны, так как процесс калибровки на заводе очень точный, и, не смотря на слухи, калибровка незначительно меняется за время работы турбины. В 99% случаев, если турбокомпрессор проходит тест давлением воздуха, он работает, как и после сборки.

Что делать, если турбокомпрессор прошел все предыдущие проверки

Если все предыдущие проверки турбина прошла, в 99% случаев причина не в низком давлении наддува. Выявите все возможные неисправности в двигателе или его топливной системе, прежде чем решаться на замену турбокомпрессора.

Турбина гонит масло (во впускную или выпускную систему)

Течет во впускную систему со стороны компрессора

Исправление: Проверьте сопротивление впуску воздуха: бывает, что засорился или обледенел воздушный фильтр или патрубок, так же может быть повреждена секция коллектора, это приведет к утечке масла только во впускную систему. Сопротивление впуску никогда не должно превышать 25
Примечания:

  1. Патрубки из материалов типа резины могут восстанавливать свою форму после остановки двигателя. После устранения неисправности вылейте все масло из афтеркуллера и впускного коллектора.
  2. Проверьте турбокомпрессор на предмет царапин крыльчатки и биение подшипников. Если все в порядке заменять турбину не нужно.

Течет во впускную систему двигателя

Исправление: Проверьте систему нет ли утечки подкачанного воздуха из афтеркуллера, патрубков или коллектора двигателя. Затяните хомуты, замените прокладки и т.д..
Примечание: Утечки накаченного воздуха производят потери давления надува и увеличивают поток воздуха через компрессор, что может привести к утечке масла.

Потеки масла снаружи турбины

Любое из соединения улиток

Причина: Масло течет из любого из соединений турбинной или компрессорной улиток.
Исправление: Смотри таблицу о внутренних потеках.

Течет сердцевина

Причина: Масло течет из сердцевины турбокомпрессора.
Исправление 1: Затените фланцы масляных трубок на указанное усилие (при необходимости замените прокладки.) Запустите двигатель и проверьте.
Примечание: Фланцы масляных трубок могут быть с медными кольцами, которые со временем могут ослабевать. Всегда заменяйте кольца новыми перед перезатяжкой. Не затягивайте болты на фланцах слишком сильно, а то фланец прогнется и будет течь еще сильнее.

Исправление 2: Если соединения закреплены, снимите соеденения масленых трубок с сердцевиной, убедитесь, что прокладочное кольцо на месте и установленно правильно. Если кольцо повреждено, заменить его новым.
Примечание: Когда заменяете или устанавливаете старое кольцо, убедитесь, что оно смазано маслом, чтобы оно не задралось при затяжке.

Течет сердцевина со стороны компрессора

Причина: Масло течет со стороны компрессора, ближе к его центру.
Исправление: Если диск диффузора прикручивается к сердцевине болтами (например ХОЛСЕТ Н1С или Н1Е) проверьте на наличие сломанных или отсутствующих болтов (4-х болтовые соед.). Ослабшие болты затяните на 75 lb-in (кг/см). Если болты сломанны или отсутствуют – замените турбокомпрессор.

Течет из соединения улитки компрессора с диском диффузора (сердцевиной турбокомпрессора)

Причина: Потеки масла из соединения улитки компрессора с диском диффузора.
Исправление: “Потеки масла”- это действительно масло или, может, смазка ? В некоторых турбинах (в основном старых моделях ) для создания герметичного соединения использовалась густая смазка между диском диффузора и улиткой. Со временем она может медленно вытекать и тогда кажется, что течет масло. Снимите улитку и посмотрите, нет ли больших потеков масла внутри воздушных клапонов. Если нет или лишь легкая влажность, протрите детали и поставьте улитку обратно.
Примечания: Нет особой необходимости наносить новый слой смазки, даже самого легкого слоя достаточно. Главная цель смазки выполняется при сборке нового двигателя во время проверки давлением.

Течет из сердцевины турбины

Причина: Масло все еще течет из сердцевины турбины.
Устранение: Если после проверки всех соединений свежее масло все еще течет из сердцевины после запуска двигателя – замените турбокомпрессор.
Примечание: Скорее всего в отливке сердцевины есть повреждение.

Турбокомпрессор слишком шумит

Звук высокой тональности

Причина: Высокий звук как будто исходящий из турбокомпрессора.
Исправление: А это точно турбина?

  1. Подшипник или ремень часто шумят очень похоже на турбину, но их звук всегда пропорционален оборотам двигателя (звук турбины меняется не только от оборотов, но и от нагрузки двигателя).
  2. Зачастую протеки газа в выпускном/впускном коллекторе шумят на высокой ноте. Проверьте соединения в областях с высоким давлением- патрубках подкачного воздуха, автеркуллера впускном/выпускном коллекторе и т.д.
  3. Легкие детали (такие как кожухи, тепловые щитки и т.д.) могут резонировать и производить высокотональные звуки”типа турбинных”,оссбенно если ихкрепления ослабли или повреждены. Эти звуки меняют громкость , но всегда одной тональности, независимо от скорости вращения двигателя.

Примечание: Самая распространенная проблема связана с соединениями автеркуллера (обычно в хомутах патрубков). Часто проблема в самом коллекторе. Осмотрите выхлопную систему на предмет ослабших креплений и т.д.

Турбокомпрессор издает пищание, визг или скрежет даже на холостых

Исправление: Снимите впускной патрубок и осмотрите лопасти крыльчатки компрессора. Если любая из лопастей погнута или есть выщерблена более 1мм, замените турбокомпрессор.
Примечание: Важно осмотреть всю впускную систему (от воздушного фильтра до впускного отверстия турбины), нет ли там потенциальных источников повреждения. Это могут быть: ослабевший крепеж, облединение, отвалившиеся кусочки фильтра, грязь, камешки и т.д.

Турбокомпрессор издает излишний шум

Причина: Турбокомпрессор издает излишний шум особенно на высоких скоростях. Уровень шума постепенно увеличивается.
Исправление: Проверьте соответствие люфта подшипников турбокомпрессора указанному в руководствах производителей турбины или двигателя. Если радиальный или торцевой люфт больше положенного- замените турбокомпрессор.
Примечание: Внимание, при замерах пользуйтесь только легким нажатием пальцев, вал прогнется и результаты измерений будут неверны.

Турбокомпрессор издает необычный звук на высоких скоростях и нагрузках

Исправление: Проверьте впускную и выпускную систему, незабиты ли они.

Турбокомпрессор издает визжащий звук, который становится громче с увеличением скорости и нагрузки

Исправление: Проверьте, нет ли инородных тел или препятствий потоку воздуха на турбинном или компрессорном входе (для осуществления первого необходимо снять турбину). Если что-то нашли, удалите это и проверьте нет ли повреждений лопастей крыльчатки. Если повреждений нет- установить турбину на местою
Примечание: Если лопасти крыльчатки не повреждены, скорее всего, что даже если вы и замените турбокомпрессор, новый будет свистеть также. Если не уверены, попытайтесь найти такую же машину с таким же двигателем и турбиной, что бы сравнить звук. Если звук такой же, то нет оснований заменять турбокомпрессор.

Турбокомпрессор создает свистящий или визжащий звук

Причина: Турбокомпрессор создает свистящий или визжащий звук, который повышается в тональности, но не становится громче от увеличения скорости вращения. Звук высокого тона, но его можно повторить. Звук наиболее заметен, когда сбрасываешь газ после высоких оборотов.
Исправление: Проверьте, нет ли повреждений лопастей крыльчатки турбины или компрессора. Если нашли, попытайтесь найти и установить объект, ставшей причиной поломки. Если повреждение серьезное (более 1мм)- замените турбокомпрессор. Если повреждений нет, но шум сохраняется после всех перечисленных проверок- замените турбокомпрессор.

 

Симптомы и их решения

Утечка масла в турбинной части турбокомпрессора

  1. Засорилась система вентиляции картера
    Прочистить систему вентиляции картера, заменить при необходимости, обратиться к инструкции производителя двигателя. Устраните препятствие воздушному потоку или замените при необходимости.
  2. Забилась или засорилась сажей нижняя камера турбины
    Осмотреть турбину или заменить, заменить воздушный и масляный фильтры, заменить масло, проверить канал спуска масла и вентиляцию картера.
  3. Забившаяся выхлопная система
    Устраните засорение или замените повреждённые части.
  4. Засорение в системе смазки коленвала
    Сверьтесь с рекомендациями производителя двигателя и устраните засорение.
  5. Сердцевина турбины забилась закоксовавшимся маслом
    Смените масло и масленый фильтр, отремонтируйте или замените деталь.
  6. Инородное тело в выпускном коллекторе
    Действуйте в соответствии с рекомендациями производителя и удалите загрязнение.
  7. Износились поршневые кольца и/или стенки цилиндров
    Произвести ремонт двигателя, обратиться к инструкции производителя двигателя.
  8. Неполадки в двигателе (стук цилиндров)
    Произвести ремонт двигателя, обратиться к инструкции производителя двигателя.

Утечка масла в компрессорной части турбокомпрессора

  1. Засорился воздушный фильтр
  2. Засорилась система подачи воздуха к турбине
  3. Засорился выпускной коллектор
  4. Засорились выхлопная труба или глушитель
  5. Утечка газа между головкой цилиндра и выпускным коллектором
  6. Утечка газа между выпускным коллектором и турбиной
  7. Засорился канал отвода масла из турбокомпрессора
  8. Засорилась система вентиляции картера
  9. Засорение в системе смазки коленвалаСердцевина турбины забилась закоксовавшимся маслом
    Смените масло и масленый фильтр, отремонтируйте или замените деталь.
  10. Забилась или засорилась сажей нижняя камера турбины
    Осмотреть турбину или заменить, заменить воздушный и масляный фильтры, заменить масло, проверить канал спуска масла и вентиляцию картера
  11. Износились поршневые кольца и/или стенки цилиндров
  12. Неполадки в двигателе (стук цилиндров)
  13. Засорился компрессор турбины
    Установить и устранить причину засорения, заменить воздушный и масляный фильтры, заменить масло, мягкой щеткой почистить компрессор, при необходимости произвести осмотр турбины или заменить ее

Снизилась мощность двигателя

  1. Засорился воздушный фильтр
  2. Засорился воздухопровод от турбины к двигателю
  3. Засорился впускной коллектор
  4. Утечка воздуха между турбиной и всасывающим коллектором
  5. Утечка воздуха между всасывающим коллектором и головкой цилиндра
  6. Засорился выпускной коллектор
  7. Засорились выхлопная труба или глушитель
  8. Утечка газа между головкой цилиндра и выпускным коллектором
  9. Утечка газа между выпускным коллектором и турбиной
  10. Неверно отрегулированы топливный насос или форсунки
  11. Неверно отрегулирован распредвал
  12. Износились поршневые кольца и/или стенки цилиндров
  13. Засорился компрессор турбины
  14. Повреждение турбины
  15. Неверно отрегулирован редукционный клапан

 Выхлоп черного цвета

  1. Засорился воздушный фильтр
  2. Засорилась система подачи воздуха к турбине
  3. Засорился воздухопровод от турбины к двигателю
  4. Засорился впускной коллектор
  5. Утечка воздуха между турбиной и всасывающим коллектором
  6. Утечка воздуха между всасывающим коллектором и головкой цилиндра
  7. Засорился выпускной коллектор
  8. Засорились выхлопная труба или глушитель
  9. Утечка газа между головкой цилиндра и выпускным коллектором
  10. Утечка газа между выпускным коллектором и турбиной
  11. Неверно отрегулированы топливный насос или форсунки
  12. Неверно отрегулирован распредвал
  13. Износились поршневые кольца и/или стенки цилиндров
  14. Засорился компрессор турбины
  15. Повреждение турбины

За информацию большое спасибо Вадиму Медведеву.