Турбина с изменяемой геометрией

Турбина с изменяемой геометрией

Турбокомпрессор VGT умеет изменять размер клапана на входе в турбинное колесо. Это позволяет адаптировать производительность компрессора соответственно к поступаемой нагрузке. Если двигатель работает на низких оборотах и газа поступает немного, то VGT компрессор суживает сопла. Как следствие, производительность турбины и давление наддува возрастает. Если двигатель работает на высоких оборотах и газа поступает много, то VGT компрессор расширяет сопло, тем самым защищая себя от перегрузки и сохраняя уровень давления наддува на нужном уровне. Трансформация сечения приводится в действие с помощью вакуумного привода, который, в свою очередь, регулируется давлением компрессора через привод или систему управления двигателем.

Зачем вам нужна регулировка турбины с изменяемой геометрией

Неправильная эксплуатация туркомпрессора может повлечь за собой заклинивание измененяемой геометрии. Самой популярной причиной заклинивания является нагар, образующийся после попадания в систему моторного масла. Сажа оседает на деталях и тормозит работу двигателя. Учитывая тот факт, что сажа хорошо горит, то последствия неисправности могут быть очень даже неприятными. Чистка геометрии турбины возможна только после полного демонтажа и разборки турбокомпрессора. Если этого не сделать, то не удастся провести качественную очистку клапана, а значит компрессор не будет функционировать нормально.

Как проходит регулировка геометрии турбины

Правильная регулировка геометрии турбины должна проходить на специальном стенде. С его помощью можно проверить ключевые параметры:

1. Управляющий сигнал клапана;
2. Угол раскрытия лопаток геометрии;
3. Количество газов, которые проходят через турбину.

Отрегулировать винт угла атаки и установить оптимальные параметры можно только на стенде. Наличие таких стендов и умение с ними работать – это прерогатива авторизированных сервисных центров, качество выполняемых работ у которых подтверждено производителями самых турбин. «Turborotor» очистит и отрегулирует геометрию турбины в течение 1-го дня.

Где геометрию турбины купить

Компания «Turborotor» — авторизированный турбосервис, который вот уже 4 года занимается продажей и восстановлением турбокомпрессоров всех европейских марок. У нас можно геометрию турбины купить новую и, главное, стоимость вполне адекватная. Конкурентные цены мы обеспечиваем благодаря осуществлению поставок напрямую с заводов без посредников. В нашем ассортименте самые популярные турбрнагнетатели Garrett и многие другие.

Что такое актуатор турбины и его функции, настройка механизма

Актуатор (другие названия – привод заслонки, вестгейт, вакуумный регулятор) турбины выступает в роли вакуумного регулятора, который осуществляет защиту турбокомпрессора от нагрузки при высоких оборотах. Это клапан, который монтируют перед самой турбиной на выпускном коллекторе. Привод с вестгейтом контролирует выходную мощность турбокомпрессора, отводя избыточные выхлопные газы от колеса турбины. Таким образом, производится контроль скорости турбины, предотвращается превышение скорости и регулируется скорость компрессора.

Механизм защищается от ненужного износа, поскольку ограничивается максимальное давление наддува турбины на безопасном уровне. В этой статье рассмотрим детально тему, что такое актуатор турбины и его функции.

Содержание

Как выглядит и работает актуатор

Привод заслонки (актуатор) представляет собой довольно простую часть оборудования, оснащенную пружиной и диафрагмой. Пружина удерживает перепускную заслонку закрытой до тех пор, пока давление наддува не достигнет установленного уровня, а затем открывается, позволяя газу выходить и снижая давление наддува. Практически все турбокомпрессоры оснащены приводом перепускной заслонки – это важная мера безопасности, которая предотвращает превышение скорости турбины, что может привести к значительным осложнениям в работе всей системы.

Настройка актуатора турбины

Важно произвести настройку актуатора турбины, без этого действия работа турбины с нагрузками в момент перегазовки будет чувствовать сильное дрожание системы. При неправильной настройке актуатора, происходит недостаточный наддув. Как правильно настроить данный механизм, способы:

• Сделать замену пружины. С помощью более упругой детали увеличивается давление. Для понижения давления, выбирается более мягкая пружина;
• Отрегулировать конец актуатора. При ослаблении конца вестгейта, получится удлинить тягу перепускного клапана, а при его затяжке тяга сократится. Если после такой настройки сократить тягу, получится прижать заслонку плотнее. Таким образом, понадобится больше усилий для её открытия. Как результат – крыльчатка раскручивается в меньшие сроки;
• Установить буст-контроллер, он позволит усилить наддув. Благодаря такой конструкции меняется значение давления в настоящий момент. Его следует устанавливать до вестгейта, чтобы снизить влияющее на него давление. Буст-контроллер выпускает остатки воздуха самостоятельно, таким образом, оставляя меньшую нагрузку на актуатор.

Проблемы с актуатором турбины

Как и со всеми устройствами, со временем актуатор может ухудшить свою работу. Всё-таки начинают сказываться давление и высокие температуры, что может ослабить пружину. Это приводит к открытию перепускной заслонки раньше, чем положено, уменьшая давление наддува и производительность турбины. Диафрагма также может выйти из строя, и клапан больше не будет открываться. Как следствие – повышение давления наддува до такой степени, что это приведет к серьезному, катастрофическому повреждению двигателя.

Основные причины поломки вестгейта следующие:

• Дефекты зубьев шестерней привода, что создает осложнения во время открытия и закрытия клапана;
• Отказ электронных составляющих системы, которые регулируют открытие и закрытие;
• Неисправность электромотора, отвечающего за функциональность створки, из-за чего механизм не работает в надлежащем режиме.

В случае поломки вестгейта, рекомендуется обратиться к помощи специалиста специализированного сервисного центра. Для починки детали требуется комплексная диагностика с помощью профессиональных тестеров. Самостоятельно ремонтировать актуатор не следует, поскольку здесь необходимо наличие специального оборудования.

Что такое актуатор турбины, видео:

Турбина с изменяемой геометрией: как обойти недостатки?

Турбокомпрессор в дизельном двигателе – центральный элемент комфортного и динамичного управления автомобилем. Благодаря турбине, машины даже с небольшим объёмом двигателя становятся настоящими суперкарами, существенно прибавив в мощности.

Но у турбо-технологии есть один недостаток, который водители называют “турбояма”. Он проявляется в снижении мощности двигателя на малых оборотах. Поскольку турбокомпрессор разгоняют выхлопные газы, на небольших оборотах их становится недостаточно для набора оптимальной скорости работы.

Принцип работы турбины с изменяемой геометрией и её преимущества

Убрать турбояму позволяет установка агрегата с меньшим сечением проточной части. Но на высоких оборотах это станет преградой для входящего воздуха и только ограничит мощность двигателя.

По словам специалистов компании Турбомикрон, вариант с изменяемой геометрией объединяет преимущества узла с небольшим сечением на малых оборотах и большого турбокомпрессора на высоких. Работает система так:

• вокруг крыльчатки, которую разгоняют отработанные газы, устанавливаются специальные регулируемые лопатки;
• в момент недостаточного давления газов лопатки изменяют геометрию потока, ускоряя его и повышая производительность турбокомпрессора;
• при наборе мощности вакуумный клапан плавно регулирует геометрию открытия канала, обеспечивая в любой момент времени оптимальные условия работы двигателя.

Такой принцип работы позволяет без существенного изменения конструкции двигателя обойти все недостатки стандартных турбин:

• пропадает провал (турбояма) в тяге на низких оборотах;
• уменьшается расход топлива за счёт более полного сгорания;
• снижается рабочая температура отработанных газов и двигателя;
• увеличивается ресурс двигателя за счёт повышения КПД его работы.

Поломки турбины и их диагностика

Но не лишена такая конструкция и недостатков. К популярным “болезням” турбокомпрессоров добавляется еще и образование нагара, который мешает нормальному функционированию лопаток. Затрудненное или неполное закрытие/открытие лопаток приводит к двум негативным последствиям:

1. передув – когда на высоких оборотах лопатки не отбрасываются, создаётся избыточное давление в системе подачи воздуха. В результате такой неисправности обедняется топливная смесь и даже происходит подрыв выпускных клапанов. Двигатель троит и отказывается работать на высоких оборотах;
2. недодув – обратная сторона предыдущей проблемы, при которой ярко проявляется турбояма.

Восстановление геометрии турбины

В компании Турбомикрон рассказали, что ремонт турбин с поломками геометрии выполняется только путем механической чистки и устранения причины перебоев в работе системы, поскольку кроме засора лопаток нагаром, причина плохой работы геометрии может быть в изношенном клапане актуатора.

Безусловно, работу по восстановлению агрегата лучше доверить профессионалам. Кроме быстрого определения проблемы и качественного решения, они правильно отрегулируют работу геометрии на специальном стенде. Сделать это в домашних условиях не только трудно, но и чревато дополнительными проблемами. Плюс, специалисты дадут гарантию на свою работу от 1 до 3 лет. Это удобно и надежно.

Как настроить геометрию турбины на автомобиле

Как настроить геометрию турбины на автомобиле Ford Mondeo 4, а так же длину упорного винта и длины акктуатора.

И так прежде чем перейдем к рассмотрению и анализу наших графиков-замеров. Учтите прежде чем настраивать турбину нужно убедиться в работоспособности всех исполнительных механизмов, вакумного насоса, герметичности вакуумных трубок, и самого актуатора. Иначе результат будет не в лучшую сторону это точно)

И так Рассмотрим в вкратце принцип действия нашего турбокомпрессора. На картинке мы видим сам исполнительный механизм геометрии турбины. Который как раз и управляет ее скоростью вращения. Для этого здесь есть два регулировочных винта и гайки. Первое это настройка оптимальной высоты упорного винта. Чем ниже его высота тем эффективнее его производительность при меньшей скорости газов. Из опыта было установлено что при минимальном значении на моей турбине слышен посторонний свист, причем очень громкий. Так что здесь нужно быть очень осторожным. Чуть позже я расскажу каким методом я выставил это значение.

Следующий параметр это оптимальная длина штока актуатора, если длина штока будет слишком маленькая то геометрия не сможет выйти в минимальное значение производительности. Как итог высокие обороты турбины передув, ошибки, повышенный износ и т.д.

Если же длина штока будет слишком большой то может не хватить вакуума, что бы вывести шток в положение максимальной производительности турбины на низких и средних оборотах двигателя. То есть будет очень большой провал в тяге при наборе скорости и т.д.

И так рассмотрим сначала первый график.

— Красный график это положение исполнительного механизма турбины в процентах. На более старых версиях программы это значение было в вольтах. Но как по мне в процентах гораздо удобнее и понятно.

— Зеленый график – давление в топливной рампе.

— Бирюзовый – давление во впускном коллекторе в Мпа.

— Розовый – количество оборотов двигателя.

— Синий положение педали газа.

— Сиреневый – температура воздуха во впускном коллекторе.

Рассмотрим верхний красный график. Как видим минимальное значение – это когда отсутствует вакуум, логично что это значение должно быть нулевым. Но в моем датчике это 2 %. Но я не стал его пока трогать, оставил все как есть. Максимальное значение 97% . То есть ход штока от максимума к минимуму составляет 95%. Как мне кажется должно значение быть около 100%. И данная длина штока немного коротковата. Т.к. не на данном участке давление растет до максимального значения и не падает ниже. То есть здесь явный передув, хотя ошибки при этом не загорается. Следствие передув небольшой! Но во время езды при резком нажатии на газ иногда появлялись провалы, а при наборе рывки. И как видно из графика турбина пыталась минимизировать свои значения и шток начал стучать в дно графика и давление начало скакать.

На данном графике на котором я езжу после настройки 106% но выставлял сразу вроде как 104% возможно при затяжки контргаек немного сместил… Я хотел выставить значение в пределах 102% с небольшим запасом хода штока. Но даже с такими данными график существенно изменился. Передува явно нет. Авто отлично набирает скорость. Хорошая динамика и нет передува. Как видим давление к 4000 постепенно падает. И геометрия доходит до 8% максимум. Тоесть работает во всем своем рабочем диапазоне. Поэтому решил ориентироваться именно на такие параметры. Думаю они будут у каждого немного отличаться но не значительно.

И еще заметил , что при 95% на первом графике амплитуда хода штока гораздо больше чем на на графике со 104%. Поэтому эксперименты будут продолжены но только в других сериях) Так что если не подписаны Вы знаете что делать.

И так — зная в каких пределах должен ходить шток Вы без проблем сможете его настроить.

А что же с упорным винтом? На моих турбинах он был выкручен по разному… Хмм очень странно. Но стендов у нас нет … исходя из логики Решено было найти минимальное значение при котором будет наивысшая эффективность надува турбины при минимальных оборотах. Так как мне вообще не нравиться как тянет авто на низких оборотах. Ну что же зная чо и как за что отвечает приступаем к настройке турбины.

Первым делом нам нужно настроить упорный винт (так. Как меняя его, мы изменим максимальных ход штока турбины, а как мы помним это очень важный параметр! Но как же узнать насколько мы его повернули? А очень просто: в первом варианте я пробовал использовать вакууометр. Но он максимум может создать у меня 0,5 бара вакуума, при этом шток немного не доходит до конца, до нашего упорного винта, а это не допустимо для точности измерения. да и не у каждого под рукой он будет! Но к счастью у нас есть вакуумный насос)) Кстати шанс повредить мембрану подавая максимальный вакум на актуатор очень велик. Так что будьте предельно внимательны. Подумайте может все таки не стоит трогать? Если боитесь то можете приобрести вакуометр и безопасно им настраивать. Но я посчитал что производитель учел такую нагрузку))) И так открываем капот, можно снять фильтр воздушный для удобства, ноя не снимал так как до трубок я спокойно могу дотянуться. Cнимаем с дальнего клапана N 75 две вакумные трубки соединяем их вместе, при помощи переходника. В моем инструменте как раз они были поэтому не пришлось что либо колхозить. Далее идем в автомобиль подсоединяем наш кабель ELM 327 и на ноутбуке запускаем программу ForScan . Открываем таблицу с измерениями по умолчанию у вас уже будут с замеров сохраненные значения. Нас интересует только 2 VanePos и Давление во впускном коллекторе. Заводим авто включаем плэй. И смотрим на диаграмму-график. Не забудьте взять ручку и листок бумаги так как все данные будем вносить в таблицу.

И так Vane Pos у нас будет постоянное значение. Это наше опорное значение зная его после всех манипуляций мы сможем вернуться в исходное состояние настройки трубины Если что то пойдет не так. Так что будьте внимательны. Оно немного будет колебаться из-за вибраций и погрешности в механизма штока. Но это не главное. Главное произвести замеры нажимая на газ 800 1500 2000 2500. И занести их в таблицу. Далее лезем под авто, производитель как будто знал что мы сюда полезем здесь есть окошечко прямо к турбине. К нашему упорному винту головкой на 8 отжимаем стопорную гайку. Далее шестигранником Т9 поворачиваем на пол оборота против часовой стрелки (это будет приблизительно 2-3%) можно на ¼ оборота для точности измерения.

Заводим авто записываем VanePos в таблицу и снова снимаем замеры при разных оборотах и вносим в таблицу. Потом снова глушим откручиваем еще на пол оборота наш упорный винт, и измеряем. Я крутил до тех пор пока не начался страшный свист) но к тому времени значения давления стали уменьшаться. В итоге у нас получиться таблица с исходными данными. На основе ее выбирал максимальную производительность турбины до 2500 оборотов. У меня получилось значение 112% далее как я и говорил появлялся странный свист. Поэтому не стал дальше крутить.)

Вот так выглядит моя таблица измерений. На основе нее выставляем 112% и зажимаем контргайку. Не знаю конечно насколько такой метод правильный но факт того что на низах тяга стала больше это факт. Но вот на верхах уменьшилась) тоесть такой настройкой я уменьшил турбояму. Тоесть тяга стала более равномерной с низов. И подхват стал чуть ниже 2000 оборотов. Хотя до настройки был выше 2000 оборотов.

800 1500 2000 2500 3000

106% 104 121 142 161 —

109% 106 127 145 163 —

112% 107 129 146 171

113,5% 108 124 147 166 —

114% 108 129 143 159 165

115% 108 128 141 146 —

После того как настроили упорный винт осталось отрегулировать длину штока. Как мы помним она должна быть в пределах 100% . Максимальное значение мы уже знаем оно 112% минимальное можно узнать отсоеденив вакум от актуатора, и в программе Forscan посомтреть значение VAnePos у меня оно 2%. Тоесть длина штока должна быть около 102%. Если VanePos 0% то длина 100%. И так приступаем отжимаем стопорную гайку штока и крутим пол оборота в любую сторону главное запомнить куда)). Но я смог разконтрагаить только без вакуума. А вот подкрутить подстроечную гайку только при заведенном авто и при правильно подключенных вакумных трубках… Так как тогда шток находится приблизительно по середине он легко крутится. После глушим зажимаем контрагайку соединяем вакуумные трубки между собой вместе заводим и смотрим значение VanePos если начало уменьшаться то мы направильном пути. Смотрим сколько % полоборота и докручиваем в необходимую сторону. Зажимаем все и едем тестировать! Снимая при этом график замера разгона. И смотрим что бы значения положения VanePos не выходило за рамки дозволенного, и при этом смотрим график давления как изменился Ну и оцениваем как стала авто ехать хуже или лучше.

Кабель ELM- 327 покупал ЗДЕСЬ или ЗДЕСЬ

Вакуометр можно купить ЗДЕСЬ