Vikupautomsk.ru

Выкуп Авто МСК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Нужно ли охлаждение турбины для дизелей

Нужно ли охлаждение турбины для дизелей.

Опции темы
  • Версия для печати
  • Отображение
    • Линейный вид
    • Комбинированный вид
    • Древовидный вид
  • Нужно ли охлаждение турбины для дизелей.

    Подскажите кто знает, нужно ли охлаждение турбины после поездки- любой. У меня турбодвигатель 2л. 140лс.Вроде говорят ее нужно охлаждать.

    Re: Нежно ли охлаждение турбины для дизелей.

    Ну если ты гнал, или агрессивно отробатывал двигателем на дороге естественно перед глушением надо дать ей с минуту поколотить в холостую. А если ты ехал перед парковкой на 1 и 2 передачи и обороты держал до 2000 , то и охлаждать там нечего, т.к. турбина и не включалась.

    Re: Нужно ли охлаждение турбины для дизелей.

    скажите можно ставить турбо-таймер, где и какой

    Re: Нужно ли охлаждение турбины для дизелей.

    Ставить можно, но не нужно. ИМХО.
    ШУРИК, Собственно на какую машину?

    Re: Нужно ли охлаждение турбины для дизелей.

    ШУРИК, Заполните авто-профиль (Кнопка под Вашим сообщением)

    Re: Нужно ли охлаждение турбины для дизелей.

    Касательно необходимости турботаймера (информация с форума «авторевью» от испытателя ДВС, ник LR Defender), далее — цитата:
    как я уже когда-то говорил, понятие «турботаймер» на Западе вообще никто не знает. Здесь бывают вспомогательные насосы ОЖ (как на 1,4 TSI), но служат они не только и не столько для охлаждения турбины, сколько для равномерного изменения темп. всего двигателя.
    Дело в том, что даже атмосферники нуждаются в равномерном прогреве и охлаждении. Бич некоторых (японских в частности) моторов — прокладка головки блока. Она прогарает именно из-за непрогрева — неохлаждения двигателя перед — после большой нагрузки соответственно. Блок цилиндров и головка нагреваются / остывают по разному, и место сопряжения. Как говорится «где тонко, там и рвётся». Поэтому любым мотором стоит пользоваться с умом.
    Что касается конкретно дизеля и его турбины, то дизель имеет всегда более холодный выхлоп чем двигатель типа Отто. Причём эта разница составляет порядка 200-300°С. Если вы «летели газ в пол», тормозите тоже «в пол» и выключаете мотор, то у вас на дизеле будет темпиратура перед турбиной в 500-600°С, а на «Отто» — 700-800°С. Темп. в 500°С, бенз. мотор имеет уже на 2000 и «очень частичной» нагрузке. Темп. на холостых у дизеля — 120-150°С, у Отто — 300-350°С. Обороты турбины падают при сбросе газа очень быстро. Вы ведь не забывайте, что особенно у бензинового двигателя огромное сопротивление на впуске при закрытой дроссельной заслонке. Я вчера крутил «прыжки нагрузки» на 1,6 турбо неважно чьём. Принцип везьде одинаков. Конкретный пример: 2000/20Нм — исходная позиция. Обороты турбины: 17800, Темп. перед турбиной: 571°С. «Прыжок» на 2000/макс мощность (247Нм, с падением через 3сек. на 218Нм — так называемый Overboost заложенный именно для приёмистости турбомоторов). Обороты турбины: 140950, через 3сек — 127960. Темп. перед турбиной: 856°С (лямбда «прыгнула» с «1» на «0,9»). При сбросе газа обратно на 2000/20Нм, обороты турбины практически мгновенно упали до 17108-17476 и оставались на этом уровне до следующего «прыжка». Темп. перед турбиной так же мгновенно упала до 585-603°С.
    Речь здесь о темп. газа! Поэтому естественно темп металла изменяется медленнее. При сбросе оборотов / нагрузки до ХХ с 2000/20-50Нм, темп. перед турбиной снижается где-то за 20-30 сек. до 350°С и остаётся таковой до выключения двигателя. После этого очень медленно продолжает падать.
    Обороты турбины падают на ХХ до 5-6тыс. в течении секунд 10 и падают до «0» после остановки двигателя секунд за 5-7. Т.е многоминутное дырчание во дворе или гараже перед остановкой двигателя никакого положительного эффекта не дают. Поэтому, СПОКОЙНО доезжая последние пару минут до «финиша» и остановившись дав ему поработать до 30 секунд, вы можете абсолютно спокойно его выключать без всяких «турботаймеров».
    На дизеле цифры оборотов немного ниже, темпиратуры — существенно ниже, так как дизель не зависимо от количества топлива всегда прокачивает через себя воздух, охлаждаясь намного быстрее. Так что мне это всё напоминает поговорку «у страха глаза велики».

    Что охлаждает турбину в двигателе

    Возникает много вопросов по поводу необходимости водяного охлаждения «шариковых» турбокомпрессоров. Многие сомневаются в необходимости водяного охлаждения среднего корпуса турбины. В действительности «шариковые» турбины могут выйти из строя, если не организовать их водяное охлаждение или организовать не правильно.

    Для чего нужно водяное охлаждение турбины?

    Наличие водяного охлаждения удлиняет жизнь турбокомпрессора! Многие турбины разработаны без водяного охлаждения. Они охлаждаются воздухом и смазывающим маслом, которое через них протекает. «Шариковые» турбокомпрессоры Garrett серий Т, GT и GTX изначально разрабатывались с учетом наличия водо/масляного охлаждения. Порты подачи/слива охлаждающей жидкости находятся с обоих сторон среднего корпуса турбокомпрессора и расположены под 90 градусов к портам подачи/слива масла с турбины.

    Читать еще:  Воет двигатель что это может быть

    Тепло от сгорания топлива проходит через выпускной коллектор и турбинную «улитку» турбокомпрессора. Часть этого тепла передается лопаткам турбинного вала. Если система охлаждения организована не правильно, это может привести к выходу из строя узла подшипников качения и уплотнительного кольца турбинного вала.

    Как работает водяное охлаждение турбокомпрессора ?

    Во время работы двигателя охлаждающая жидкость прокачивается через средний корпус турбины за счет давления, создаваемого водяным насосом двигателя. Но даже, когда двигатель выключен, наблюдается движение охлаждающей жидкости сквозь средний корпус благодаря конвекции.

    На рисунке показан средний корпус «шариковой» турбины в разрезе. Голубым цветом окрашены поверхности, которые омывает охлаждающая жидкость. Светло-желтым отмечена масляная полость. Водяная полость практически полностью опоясывает узел подшипников качения (отмечен оранжевым). Водяная рубашка имеет два порта входа/входа с обоих сторон среднего корпуса.

    Теплопередача является основным источником проблем, связанных с перегревом турбин. Эта разрушительно высокая температура приходит из системы выпуска. Во время интенсивного использования турбины большое количество тепла из двигателя поступает в выпускной коллектор, турбинную «улитку» и на лопатки турбинного вала. Эти детали рассчитаны на то, чтобы работать при высоких температурах благодаря дизайну и выбору материалов. Но часть этого тепла (в соответствии с закона физики) будет проникать в области с менее высокими температурами, а именно в узел с шариковыми подшипниками и в стержень турбинного вала и другие детали, которые с ними контактируют.

    Во время работы двигателя большая часть переданного тепла передается смазывающему маслу, предотвращая перегрев уплотнительных колец. Как только двигатель включается, прекращается и поток смазывающего масла. Но вся высокая температура выхлопа остается в выпускном коллекторе и турбинной «улитке». Эта высокая температура посредством теплопроводности переходит в средний корпус турбины, в downpipe и в окружающий воздух подкапотного пространства в виде излучения и конвекции. Но значительная часть тепла всёже перейдет в средний корпус турбины т.к. там наиболее низкая температура. Дополнительная часть температуры перейдет от лопастей турбинного вала в стержень турбинного вала и далее в группу шариковых подшипников. Вследствие этого средний корпус и все детали внутри него нагреты в данной фазе больше, чем при работающем двигателе. Эффект такого перегрева будет усугублен большим А/R турбинной «улитки», которая аккумулирует больше тепла.

    Как можно повредить турбину недостаточным охлаждением ?

    Теперь понятно, чему противостоит охлаждение турбины и к чему может привести недостаточное ее охлаждение. Узел шариковых подшипников и уплотнительные кольца могут пострадать от перегрева. Узел шариковых подшипников выполнен из жаропрочных материалов, но показатели работоспособности подшипников начинают резко ухудшаться при температуре, превышающей 150 градусов Цельсия. Температура может показаться низкой по сравнению с максимально допустимой температурой выхлопных газов, которая составляет 980 градусов Цельсия. Но средний корпус предохраняют от температуры несколько «линий обороны»: жароотражатель между лопастями турбинного вала и средним корпусом, уменьшающий теплопередачу и контакт между средним корпусом и турбинной «улиткой»; масляное и водяное охлаждение среднего корпуса во время работы двигателя и конвекционное охлаждение водой после остановки двигателя. Водяная рубашка «шариковой» турбины сконструирована чтобы огибать внешнюю обойму узла шариковых подшипников и удерживать температуру в этом узле ниже установленных пределов для предотвращения его поломки. Когда вода для охлаждения не используется или охлаждение организовано не правильно, температура в узле подшипников превышает предельно допустимые значения и привести в увеличению зазора внутри подшипников, задевания турбинного и компрессорного колес за турбинную и компрессорную «улитки» и отказа турбины. Если температура в узле подшипников слишком высокая и при этом скорость вращения турбинного вала выше номинальной, может произойти заклинивание подшипника и катастрофического разрушения турбины. К турбинам, работающим при высоком давлении и высокой скорости вращения турбинного вала предъявляются повышенные требования к установке и устройству линий водяного охлаждения турбины. Параметры экстремального давления наддува меняются от турбины к турбине меняются, но в среднем составляет давление свыше 1,7 бара избытка.

    На рисунке представлены последствия повреждения шарикового подшипника из-за высокой скорости вращения и высокой температуры. Каждый из подшипников узла оснащен сепаратором, который удерживает шарики.Повышение температуры выше допустимой может повредить сепараторы и привести к катастрофическому разрушению турбины.

    Читать еще:  Что такое максимальная мощность при блокировке двигателя

    Повышенные температуры рискуют повредить не только узел шариковых подшипников, но и разрушить уплотнительные кольца. Когда масло перегрето, оно окисляется и образуется «кокс» — твердое вещество на основе углерода. Уплотнительное кольцо изготавливается из специальной жаропрочной нержавеющей стали. Оно располагается в углублении турбинного вала и прижимается к седлу среднего корпуса. При образовании кокса данный узел заполняется им, что приводит к местному перегреву и деформации уплотнительного кольца. При остывании происходит пластическая деформация уплотнительного кольца, что приводит в потере работоспособности данным узлом и утечки масла в турбинную часть турбокомпрессора.

    Как правильно установить охлаждаемый водой турбокомпрессор?

    Вредное воздействие теплопередачи на турбокомпрессор может уменьшить правильной организацией водяного охлаждения. Водяные линии должны быть интегрированы в существующую систему охлаждения двигателя. Для охлаждения турбины наиболее эффективна смесь 50/50 воды и антифриза при температуре 91 градус Цельсия. Чтобы эффективность охлаждения была наибольшей, порты подвода/слива воды в средний корпус турбины располагают в пределах плюс/минус 20 градусов от горизонтали. Более холодная вода из системы охлаждения двигателя должна подводиться к нижнему из двух портов. Более горячая вода после охлаждения турбины выходит из порта, расположенного выше и поступает обратно в систему охлаждения двигателя. Правильная организация линий охлаждения турбины снизу вверх предохраняет от образования воздушных пробок и обеспечивает конвекционный проток воды через средний корпус после остановки двигателя. Тестирование исследовательской лаборатории Garrett показало, что правильная организация системы охлаждения турбины при котором после остановки двигателя организован конвекционный ток воды от верхнего порта к нижнему может снизить температуру внутри среднего корпуса на 50 градусов. Больший угол отклонения расположения водяных портов от горизонтали не желателен т.к. может помешать свободному сливу масла из среднего корпуса турбины.

    Для организации магистралей водяного охлаждения могут быть использованы различные патрубки. Необходимо, чтобы они выдерживали максимальную температуру в 121 градус Цельсия и даже немного выше в некоторых случаях. Если используются жесткие металлические водяные магистрали, они должны быть проложены так, чтобы не наступило их разрушение от вибрации. Если турбокомпрессор установлен на двигатель воздушного охлаждения – необходима организация отдельной системы охлаждения со своим радиатором. В установке водяного насоса нет необходимости т.к. жидкость в системе охлаждения будет перемещаться посредством конвекции.

    В итоге можно отметить, что применение системы охлаждения турбины – прямое требование завода-изготовителя. Правильная организация и применение системы водяного охлаждения турбины приводит к многократному увеличению срока службы турбины, а не правильная – ее быстрому входу из строя.

    Список операций по организации водяного охлаждения турбины:

    1. Установите порты водяного охлаждения турбины в пределах 20 градусов от горизонтали.

    2. Выберете место соединения системы охлаждения двигателя и турбины. Турбина может быть подсоединена в линию печки.

    3. При использовании линии печки необходимо гарантировать, что ток воды через турбину гарантирован при открытом и закрытом кране печки.

    4 Важно правильно выбрать водяные магистрали.

    5. Присоедините патрубок более холодной воды в нижний порт водяного охлаждения турбины.

    6. Присоедините патрубок более горячей воды в верхний порт водяного охлаждения турбины.

    7. При использовании жестких металлических магистралей, проследите, чтобы они не пострадали от вибрации.

    8. Для герметизации соединения водяных портов используйте медные шайбы.

    9. После установки турбины проверьте и внимательно следите за уровнем охлаждающей жидкости.

    10. Проконтролируйте отсутствие паровых пробок в системе охлаждения.

    Турбодизель и его правильное охлаждение

    Охлаждение турбины ДВС

    Опытные водители рекомендуют перед выключением турбодвигателя охладить турбину, т. е. после остановки машины дать мотору поработать в режиме холостого хода в течение нескольких минут. Чтобы понять, зачем нужна подобная процедура, стоит ознакомиться с принципом работы турбокомпрессора.

    Особенности работы системы турбонаддува

    Во время движения автомобиля система выхлопа выпускает раскаленные отработавшие газы, несущие часть энергии, полученной в результате сгорания топливовоздушных смесей. Благодаря принудительному направлению потоков выхлопных газов на турбинное колесо удается эффективно использовать эту энергию (более 30 кВт.). Воздух нагнетается в цилиндры без дополнительного отбора мощности с выходного вала силового агрегата.

    В состав турбонагнетателя входят колеса (турбинное, компрессорное), расположенные на противоположных концах общего вала.

    1. Турбинное колесо получает вращение от потоков выхлопных газов температурой выше 750 — 850°С.
    2. Момент вращения передается от лопастей турбины через ось на компрессорное колесо.
    3. Компрессор засасывает чистый воздух из атмосферы и сжимает его.
    4. Сжатый воздух направляется в рабочие цилиндры мотора.

    Потребность в охлаждении турбокомпрессора

    Материал изготовления колеса турбины – специальная жаропрочная сталь. Компрессорное изготовлено из алюминиевых сплавов. Выбор различных материалов способствует снижению инерционных сил турбины. Ось турбины жестко закреплена и вращается благодаря шариковым или подшипникам скольжения плавающего типа.

    Читать еще:  График внешней скоростной характеристики бензинового двигателя

    Подшипники турбокомпрессора смазываются моторным маслом, поступающим из общей системы смазки силового агрегата. Помимо смазывающей функции, масло выполняет важную работу по отводу излишнего тепла от трущихся поверхностей рабочих деталей и узлов.

    Вал разогревается от турбинного колеса, получаемого тепло от выхлопа и трения вращения с высокой частотой. При работающем моторе масло эффективно снижает температуру подшипников.

    Как только двигатель заглушается, происходит следующее:
    • раскаленный вал мгновенно лишается смазки и отвода тепла;
    • ось продолжает нагреваться от турбинного колеса;
    • это приводит к закоксовке моторного масла на валу турбины;
    • в результате наблюдается повышенный износ и разрушение элементов подшипников вала.

    Как правильно выключать турбомотор

    При последующем запуске турбодвигателя свежая смазка не сможет полноценно выполнять свои функции, т. к. возникают препятствия в виде нагара и прочих вредных отложений. С целью предупреждения негативных последствий рекомендуется после прекращения движения транспортного средства не сразу выключать мотор.

    Турбированный силовой агрегат должен поработать вхолостую в течение 2 – 5 минут. За это время колеса турбины постепенно прекратят вращение, температура отработавших газов снизится до 100°С. Колеса и ось охладятся до температуры, при которой моторное масло перестает коксоваться. Отсутствие нагара продлевает эксплуатационный срок системы турбонаддува бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания.

    Современные автомобили часто оснащены электронным автоматическим устройством под названием турботаймер. Благодаря работе данного механизма движок выключается не сразу после остановки авто и извлечения ключа зажигания. Двигатель работает несколько минут и глушится автоматически.

    Принцип работы турбокомпрессора

    Смотрите видеоролики и анимационные фильмы на канале YouTube Cummins Turbo Technologies, в которых показано, как работает турбонагнетатель.

    Важные моменты работы дизельных двигателей

    Основное предназначение двигателя – сжигание топливовоздушной смеси с последующим преобразованием полученного тепла в механическую энергию. Механическая энергия используется для совершения возвратно-поступательного движения поршней, которое, в свою очередь, преобразуется во вращательное движение колес автомобиля. Чем больше получено механической энергии, тем выше мощность. Одно из важных отличий дизельных двигателей с турбонаддувом от традиционных безнаддувных двигателей заключается в том, что воздух в дизельном двигателе находится в сжатом состоянии еще до подачи топлива. Именно поэтому турбонагнетатель так важен для обеспечения выходной мощности и КПД дизельного двигателя. Сжимать воздух, поступающий в цилиндры двигателя, – работа турбонагнетателя. После сжатия воздуха молекулы кислорода располагаются компактнее. Это означает, что по сравнению с безнаддувным двигателем, в двигатель с турбонаддувом того же объема можно впрыскивать больше топлива, что приводит к повышению механической мощности и общего КПД двигателя. Поэтому при заданной мощности двигателя габариты двигателя с турбонаддувом меньше, чем у безнаддувного двигателя. Это способствует применению более компактной конструкции, снижению веса и общему повышению топливной экономичности. Хотя концепция турбонаддува относительно проста, турбонагнетатель играет важную роль в работе дизельного двигателя, поэтому для него требуются высокотехнологичные узлы и детали. Благодаря нашему богатому опыту в области технологий турбонаддува и знанию двигателей, мы производим и выпускаем турбонагнетатели мирового уровня, известные своей долговечностью, высоким уровнем безопасности и надежностью, которые необходимы для современных двигателей.

    Принцип работы турбонагнетателя

    Турбонагнетатель состоит из двух основных частей: турбины и компрессора. Турбина состоит из рабочего колеса (1) и корпуса (2). Среди прочего, назначение корпуса турбины – направлять отработавшие газы (3) на рабочее колесо турбины. Отработавшие газы приводят во вращение рабочее колесо, после чего покидают корпус турбины через зону выхода отработавших газов (4).

    (1) Рабочее колесо турбины
    (2) Корпус турбины
    (3) Отработавшие газы
    (4) Зона выхода отработавших газов
    (5) Рабочее колесо компрессора
    (6) Корпус компрессора
    (7) Кованый стальной вал
    (8) Сжатый воздух

    Компрессор состоит из двух частей: рабочего колеса (5) и корпуса (6). Принцип работы компрессора противоположен принципу работы турбины. Рабочее колесо компрессора соединено с турбиной кованым стальным валом (7) и при вращении турбины на высоких оборотах захватывает и сжимает воздух. Затем в ходе процесса под названием «диффузия» в корпусе компрессора поток воздуха, имеющий низкое давление и высокую скорость, преобразуется в поток воздуха с высоким давлением и низкой скоростью. После этого сжатый воздух (8) подается в двигатель, что позволяет сжигать в двигателе больше топлива и вырабатывать больше мощности.

    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector