Ключевой компонент турбины — картридж. Если система работает некорректно, скорее всего, проблема заключается в этом элементе. Расскажем подробнее о картридже турбины и его функциях.
Картридж турбины — важная часть турбокомпрессора
Система включает в себя «горячую» сторону — вал турбины с интегрированным колесом, который взаимодействует с выхлопными газами, и «холодную» — компрессорное колесо, отвечающее за нагнетание воздуха в двигатель.
Основная функция этих элементов — увеличить количество воздуха подаваемого в цилиндры двигателя, используя энергию движения выхлопных газов. Газы, проходя через турбинное колесо, заставляют его вращаться, а через вал движение передается компрессорному колесу, которое, в свою очередь, нагнетает воздух, поступающий в ДВС. Этот процесс позволяет увеличить мощность двигателя без увеличения его объема.
Также в картридж турбины входят и другие компоненты.
Конструкция картриджа
Картридж турбины состоит из:
-
Корпуса картриджа/ CHRA. Неподвижный элемент, который связывает составляющие картриджа. Корпус должен выдерживать высокие температуры и давление, которые возникают в процессе работы турбины. Он также обеспечивает правильную циркуляцию масла для смазки подшипников и охлаждения системы. Это возможно за счет специальных отверстий подачи и слива масла по обеим сторонам корпуса. В современных автомобилях также часто встречается подача и слив охлаждающей жидкости напрямую в данный элемент для лучшего его охлаждения.
-
Вала с турбинным колесом. Представляет собой стержень с крыльчаткой на одной из сторон. Стержнем колесо турбины соединяется с компрессорным колесом резьбой и специальным болтом. Основная задача вала — передавать вращение на компрессорное колесо, используя движение выхлопных газов. Турбинное колесо на другом конце вала — наиболее горячая часть картриджа турбины. Поэтому для его производства используются металлы, выдерживающие высокие температуры.
-
Подшипников. Обеспечивают плавное и стабильное вращение вала внутри корпуса турбины. Они снижают трение между вращающимися частями и корпусом, предотвращают износ и повреждение компонентов. В турбокомпрессорах часто используют плавающие подшипники, которые смазываются маслом. Они создают масляный клин внутри корпуса картриджа, тем самым, производя идеальною среду для вращение вала турбины при высоких оборотах. Также в спортивных автомобилях нередко используются шариковые подшипники, обеспечивающие высокую стабильность вращения, но не такую высокую скорость, как при плавающих.
-
Компрессорное колесо. Находится на «холодной» стороне турбины и приводится в движении валом. Его задача — подавать и сжимать воздух, который поступает в двигатель. Это сжатие позволяет увеличить объем воздуха в камере сгорания, что способствует более эффективному сгоранию топлива. Компрессорное колесо обычно изготавливается из легких, но прочных материалов, таких как алюминий или его сплавы.
-
Маслоотражатель — удерживает моторное масло в картридже, предотвращает его попадание в систему подачи воздуха.
-
Уплотнители, прокладки и распорные кольца предназначены для предотвращения утечек масла и выхлопных газов в процессе работы турбины. Без них система быстро износится. Уплотнители также помогают избежать попадания выхлопных газов в компрессорную часть, что могло бы привести к загрязнению воздуха и снижению производительности турбины.
Роль картриджа в работе турбины
Мы уже знаем, что основная задача элемента — передавать энергию выхлопных газов на компрессор. Посмотрим на его работу пристальнее.
Стабильность вращения и снижение трения
Для эффективной работы турбокомпрессора важно, чтобы вращение вала и колес было максимально плавным и стабильным. Внутри картриджа под давлением создается масляный клин, который обеспечивает минимальное трение при вращении вала. Это позволяет турбине работать с высокими скоростями (до 150 000 оборотов в минуту) без повреждений и износа. Система смазки также помогает избежать перегрева.
Контроль температуры и защита от перегрева
Во время работы турбины на ее компоненты воздействуют как высокие температуры выхлопных газов, так и трение при вращении. Картридж оснащен специальными каналами для циркуляции масла, которое смазывает и охлаждает вращающиеся части. Это предотвращает перегрев, чрезмерное трение и заклинивание, которые могли бы привести к отказу системы, и поддерживает стабильную работу даже в условиях высоких нагрузок.
Балансировка картриджа турбины
Любое несоответствие в распределении массы вала, турбинного или компрессорного колеса может вызвать вибрацию, что приводит к преждевременному износу системы. Поэтому одним из важнейших элементов производства или восстановление картриджа турбины — балансировка вала с турбинным колесом, и со всем картриджем на специальных высокоскоростных стендах.
Надежная работа картриджа напрямую влияет на эффективность турбокомпрессора и, как следствие, на производительность двигателя.
Зачем важно следить за состоянием автомобиля
Регулярный контроль состояния, своевременный ремонт и замена технических жидкостей важны для поддержания работы турбокомпрессора. Поломка смежных элементов авто может привести к снижению производительности турбины или ее поломке.
Так из-за высокой температуры выхлопных газов, которая может быть следствием попадание масла в топливо или других неисправностей авто, турбинное колесо перегревается и разрушается. Это может привести к значительной потере мощности, дисбалансу и износу деталей картриджа.
Также несвоевременная замена масла и фильтров в автомобиле приводит к забитию масляных каланов картриджа, что приводит к перегреву вала, его чрезмерному стиранию или заклину. Помимо этого, мелкие элементы в масле и стружка создает борозды на валу картриджа, вплоть до его разлома. В обоих случаях последствия поломки картриджа турбины могут привести к фатальным последствиям для всего автомобиля.
Признаки, которые указывают на проблемы с картриджем турбины:
-
Посторонние шумы (свист, гул) при работе турбины.
-
Снижение мощности двигателя.
-
Повышенный расход масла.
-
Появление дыма из выхлопной трубы.
Регулярное обслуживание и проверка автомобиля продлить срок службы как турбокомпрессора, так и двигателя, а также избежать непредвиденных поломок.
Для этого необходимо соблюдать несколько рекомендаций. Используйте качественные масла и фильтры. Внимательно изучите производителя и бренд, отзывы автолюбителей или проконсультируйтесь с автомеханиками.
Не занимайтесь самостоятельно ремонтом картриджа турбины, так как для этого нужно специализированное оборудование. Заметили неисправность — лучше приобретите новый картридж на турбину.
