Ремонт турбин.

Ремонт турбин может понадобиться на любом двигателе из-за ряда причин, которые будут описаны ниже. И ремонт турбокомпрессора — это довольно таки востребованная услуга в автосервисах, и причём не дешёвая. Но при умелом подходе, отремонтировать турбокомпрессор можно и своими руками. В этой статье мы подробно рассмотрим устройство турбины, частые причины её поломок, как продлить ресурс турбины и возможно ли её отремонтировать своими руками у себя в гараже.

Турбокомпрессор (турбина) раньше устанавливался только на спортивные машины, но сейчас его можно встретить под капотом любого дизельного автомобиля, и даже на серийных бензиновых машинах. Ведь турбина, несмотря на своё несложное устройство, способна ощутимо поднять мощность дизельного двигателя, который без неё будет намного слабее бензинового однокубатурного мотора.

Принцип работы турбины довольно прост и в ней используется энергия выхлопных газов. Есть конечно же и другие более прогрессивные конструкции турбин (например в этой статье описана турбина, которая вообще не имеет провалов в работе, а её вал с подшипниками работают без масла), но самая распространённая именно та, на которой используется дармовая энергия выхлопа.

Принцип действия такой турбины очень прост: выхлопные газы попадают в чугунную улитку и раскручивают крыльчатку, лопасти которой установлены на их пути. Но на одном и том же валу посажена вторая крыльчатка, отделённая перегородкой и находящаяся в отдельной улитке — компрессоре.

И эта вторая крыльчатка начинает нагнетать воздух в впускной тракт, тем самым поднимая в нём давление воздуха. Чем больше обороты вала с крыльчатками, тем больше давление воздуха в впускном коллекторе и в камерах сгорания мотора. От этого процесс горения топливной смеси ощутимо улучшается и от этого заметно поднимается мощность двигателя (на 20 — 40%).

На словах всё вроде бы просто, но конструкция турбины, не смотря на свою простоту, выполнена с большой точностью. Точность нужна для того, что во первых зазоры между валом и подшипниками скольжения очень малы, а вал и подшипники должны иметь очень точную и гладкую поверхность трущихся пар.

А во вторых это то, что обороты вала достигают около двухсот тысяч оборотов в минуту (а на спортивных машинах ещё больше), и любая неточность в изготовлении вала или крыльчаток, посаженных на этот вал, приведёт к дисбалансу и к разрушению турбины.

Но гораздо легче предотвратить поломку, нежели её устранить, поэтому прежде чем описывать ремонт турбокомпрессора, следует ознакомить новичков с причинами, которые могут привести к выходу из строя турбины и к значительным тратам на её ремонт.

Основные причины, которые ведут к выходу из строя и ремонту турбины.

• Несвоевременная замена масла. Замена масла и масляного фильтра должна происходить в сроки установленные заводом изготовителем двигателя, но лучше на пару тысяч раньше установленного срока. Ведь масло со временем загрязняется продуктами износа (металлической пылью) которая является абразивом. К тому же масло со временем теряет свои антизадирные свойства. Эти неблагоприятные факторы быстро выведут из строя подшипники скольжения турбины.
• Заливка в двигатель моторного масла не того класса и не того качества, что рекомендует завод изготовитель двигателя. Не забываем, что обороты вала турбины огромные, а значит его подшипники скольжения должны смазываться качественным и чистым маслом.
• Перегиб или забивание маслопровода, который подводит масло под давлением к подшипникам скольжения турбины. От перегиба маслопровода происходит масляное голодание и пары трения (подшипники скольжения) трутся на сухую и моментально выходят из строя.
• Резкое увеличение оборотов не прогретого двигателя, особенно зимой или после долгого простоя машины. Зимой или когда машина долго стояла, масло не сразу поступает в систему смазки, а через некоторое время. Поэтому повышать обороты сразу после пуска двигателя не рекомендуется.
• После поездки нельзя сразу глушить двигатель, и именно для этого и устанавливают на более свежие дизеля турботаймер, который глушит двигатель после некоторого времени, когда обороты турбины снизятся.
• Перегрев двигателя, который приводит с значительному разжижению масла и снижению давления в масляной системе.

А как понять, что с турбиной что то случилось и требуется ремонт?

1. Динамика разгона автомобиля заметно ухудшилась, тесть мотор потерял мощность.
2. Расход масла стал ощутимо больше, чем обычно (исправный турбированный двигатель должен расходовать не более 1 литра масла на 10 тысяч км.
3. Цвет выхлопа стал чёрным или сизым (сизый дым).
4. Звук турбины при её работе стал отличным от обычного (особенно на непрогретом моторе), например скрежет или свист, ну или вообще нет никакого звука (звука нет когда заклинило вал).
5. Ещё бывает, что трескается корпус чугунной (высокотемпературной) улитки (на бензиновых моторах ставят не просто чугунную улитку, а сплав чугуна с никелем — более жаростойкий сплав), например от проезда машины по глубокой луже и попадания воды на раскалённую улитку. Трещины выявляются внешним осмотром.
6. При осмотре полезно отделить турбину от коллектора и заглянуть внутрь улитки (улиток). На внутренних стенках улитки и на крыльчатке не должно быть следов моторного масла. Если масло присутствует, значит требуется разборка и ремонт (замена уплотнителей).
7. Внимательно осмотрите внутреннюю часть улиток. Если на стенках имеются задиры, значит подшипники скольжения слишком изношены, да так, что крыльчатка цепляет за корпус. Это подтверждается повышенным шатом вала (люфтом) -чувствуется руками.

Подробнее о неисправностях турбины показано в видеоролике ниже.

Многие задаются вопросом, а можно ли произвести ремонт турбины своими руками, в гаражных условиях. Можно, но смотря какой ремонт и об этом подробнее будет написано ниже. Но для начала следует снять турбину с двигателя, открутив подводящие к ней масло-проводы. Ну а затем откручиваются болты, прижимающие флянцы обеих улиток (алюминиевой и чугунной) к колекторам.

Разборка и ремонт турбины (турбокомпрессора).

Некоторые неисправности можно выявить до разборки. Например повышенный люфт вала можно выявить, если взяться рукой за одну из крыльчаток и попытаться пошатать её, и как правило повышенный люфт хорошо чувствуется. Но негерметичность (порчу) уплотнений можно выявить только после разборки. Да и выявлять пригодность уплотнителей особо не нужно стараться, а раз уж будет произведена разборка, то по любому придётся заменить уплотнители новыми.

Перед разборкой турбины, новичкам советую после каждой снятой детали всё фотографировать (хотя бы на мобильник) — это поможет впоследствии быстро собрать турбокомпрессор без проблем.

Чтобы разобрать турбину, следует открутить хомут или винты, скрепляющие три её основные части: средняя часть (катридж) и две улитки одна так называемая горячая (из чугуна), а вторая холодная — из алюминиевого сплава. Многие турбины разбираются, если открутить в центре стягивающий хомут, показанный красной стрелкой на фото слева.

Обычно холодная алюминиевая (компрессорная) улитка легко отделяется от средней части, а вот высокотемпературная чугунная улитка может прикипеть намертво. Перед разборкой обязательно следует пролить все прикипевшие сочленения проникающей жидкостью (например WD-40, тормозная жидкость или керосин) и дать деталям откиснуть некоторое время.

Применять грубую силу при разборке не советую, так как чугун или алюминий и так довольно хрупкие металлы, а от воздействия перепадов температур, они со временем ещё больше теряют прочность. Если улитка сильно прикипела к корпусу, но для её лучшего отклеивания, полезно нагреть её газовой горелкой. После этого можно легонько обстучать улитку по кругу пластиковой киянкой и отделить улитку от корпуса.

На некоторых турбинах имеются отверстия с резьбой и вкручивая в отверстия болты, можно сдвинуть крыльчатку с конуса (отодвинуть от корпуса). Разумеется болты вкручиваются равномерно. А на некоторых турбинах перед отделением улитки, нужно снять специальное стопорное кольцо, и после этого можно отделять одну из улиток от средней части.

Отделять улитку (улитки) от средней части нужно осторожно и равномерно, так как зазор между лопастями крыльчаток и внутренними стенками улиток очень маленький, и при неравномерном отделении улитки от средней части (с перекосом) можно повредить лопасти крыльчатки.

После отделения обеих улиток (алюминиевой и чугунной) от средней части, уже можно взять в руки среднюю часть (катридж и точнее проверить люфты вала, взявшись за одну из крыльчаток рукой. Радиального биения (люфта) вала вообще быть не должно, а осевой люфт допускается едва ощутимый. Для точного измерения люфтов (их точной величины) следует закрепить корпус турбины (катридж) в тисках (через алюминиевую прокладку).

И установив рядом на верстак индикаторную стойку, можно упереть щуп индикатора в конец вала и прокручивая вал и пошатывая из стороны в сторону, точно замерить люфт. Допустимые значения осевого биения в пару соток. Но обычно люфты ощутимо больше и естественный износ при работе турбины постепенно увеличивает зазор между валом и подшипником скольжения. И основной вид ремонта — это шлифовка вала (чтобы убрать задиры и неравномерность износа) под размер ремонтных втулок (подшипников скольжения с меньшим внутренним диаметром).

Чтобы вынуть вал для последующей шлифовки или замены новым (зависит от степени износа) следует снять хотя бы одну из крыльчаток (лучше компрессорную, которая вращается в алюминиевой улитке — она легче снимается). Открутив (обычно резьба наоборот и при откручивании нужно крутить гайку вправо) удерживающие крыльчатку гайку на валу (или сняв стопорные кольца — бывают реже), чтобы далее снять крыльчатку с вала, следует воспользоваться небольшим съёмничком. Но перед этим желательно пролить крыльчатку и вал (особенно высокотемпературную) проникающей жидкостью.

Перед стягиванием крыльчатки съёмником с вала, пометьте маркером или чертилкой расположение её лопастей относительно вала, чтобы впоследствии (при сборке) не нарушить заводскую балансировку. Расположение гайки относительно вала и крыльчатки, тоже желательно пометить. Но всё же после сборки катриджа с восстановленным валом, его обязательно следует отбалансировать.

Сами втулки на большинстве турбин удерживаются с помощью стопорных колец (обычно два кольца со стороны чугунной улитки и одно со стороны алюминиевой), которые нужно снять специальным инструментом, например таким. Кроме втулок, все уплотнения (сальники) тоже следует заменить новыми. Все эти детали входят в ремкомплект для ремонта турбин и есть в продаже.

Сделать ремонт турбокомпрессора своими руками или обратиться в сервис?

Это смотря какой вариант ремонта. Ремонтнику, решившему сделать ремонт турбины своими руками, следует сделать выбор из двух вариантов. Первый вариант позволяет сделать ремонт своими руками, если заказать новый катридж и заменить его. Катридж — это полностью новая средняя часть турбины (но без улиток), с валом, подшипниками, уплотнениями, крыльчатками. Или второй вариант — восстановить родной вал его шлифовкой, с последующей заменой втулок и уплотнителей новыми (ремонтными).

И именно второй вариант не реально выполнить в обычном гараже, так как кроме шлифовки вала под ремонтные втулки (подшипники скольжения), вал и сам собранный с новыми втулками катридж, следует обязательно отбалансировать на специальном балансировочном стенде.

При подборе втулок следует учесть один нюанс — рабочий зазор (для масляной плёнки) имеется не только между внутренним отверстием втулки и шейкой вала, но ещё и по наружному диаметру втулка должна иметь рабочий зазор относительно корпуса. То есть при работе турбины, масляная плёнка создаётся не только между внутренним отверстием втулки и вала, но ещё и между наружным диаметром втулки и посадочным местом втулки в корпусе.

Многие не знающие ремонтники это не учитывают и запрессовывают новые втулки в корпус с натягом, а не с рабочим зазором. В итоге такой ремонт турбины приводит к быстрому выходу её из строя.

Заменить изношенный катридж новым намного проще, чем разбирать его и восстанавливать вал шлифовкой, но новый катридж нужно искать, чтобы он подошёл именно для вашей турбины (по маркировке на корпусе турбины найти легко, например от фирмы «Turbo Rail» — Italy). Но новый катридж в сборе не так дёшев (от 19 тысяч рублей, с катриджем идут в комплекте и уплотнительные резинки — кольца).

Зато такой ремонт можно осуществить своими руками, без помощи специалистов. Только всё же перед установкой нового катриджа, советую отпескоструить улитки, особенно высокотемпературную (чугунную). Наглядно замену катриджа можно посмотреть в видеоролике ниже.

А второй вариант (с шлифовкой вала), как я уже говорил, в обычном гараже не сделаешь. Придётся обратиться к специалистам, чтобы проточить и шлифануть вал под ремонтные втулки, и затем подобрав втулки, следует обязательно вал отбалансировать вместе с крыльчатками. Ведь обороты при работе турбины очень большие, и любой дисбаланс вала приведёт к быстрому износу новых деталей.

К тому же сначала следует обалансировать вал с крыльчатками, а затем катридж собирается с новыми деталями и после сборки балансировка производится вторично. Современный балансировочный стенд для катриджей при балансировке подаёт в подшипники скольжения горячее масло и имитирует работу турбины в реальных условиях (под нагрузкой).

К тому же улитки, среднюю часть (катридж), да и крыльчатки тоже (особенно высокотемпературную улитку) нужно будет отпескоструить и покрасить. Но мастерскую, которая возьмётся за ремонт вала в отдельности, не так просто найти, так как большинство мастерских берутся за ремонт турбин от начала (с разборки турбины) до конца (до полной сборки).

Несколько советов после ремонта турбины.

После восстановления вала, замены подшипников скольжения (втулок), упорной втулки и уплотнений новыми (из ремкомплекта), или после установки нового катриджа, всё собирается в обратной последовательности. Новые подшипники скольжения (втулки) обязательно смажьте свежим моторным маслом, перед установкой их на вал (и вал тоже желательно смазать).

После сборки турбины и перед установкой её на своё место, советую снять и тщательно промыть керосином маслопроводы подачи и отвода масла к турбине. Не исключено, что на стенках трубок за долгие месяцы работы скопилась грязь. При монтаже трубок никогда не используйте герметик, а только новые прокладки для фланцев (штуцеров) трубок.

Иначе частицы герметика могут случайно попасть в масляные каналы и перекрыть подачу масла. Последствия будут плачевными, а деньги на ремонт турбины будут потрачены зря. Вообще — чистота при ремонте и особенно при сборке турбины является главным фактором успешного ремонта. Поэтому сборку ведите на столе, покрытом чистой белой бумагой или х.б. тканью. Разумеется перед сборкой, все детали турбины (улитки, крыльчатки, корпус, если он не новый) должны быть отпескоструенны и отмыты.

Трубопроводы подачи масла, перед подключением к турбине, советую заполнить (с помощью медицинского шприца) свежим моторным маслом. Собрав и установив турбину на место, заведите двигатель и дайте ему поработать на холостых оборотах минут пять-десять. При этом не теряйте время зря и понаблюдайте за шлангами и прокладками и убедитесь, что масло нигде не подтекает.

Выехав на дорогу с отремонтированной турбиной советую примерно первую тысячу километров ездить в спокойном режиме, не превышая стокилометровую отметку на спидометре и тем более не допуская стрелку тахометра в красную зону. После запуска двигателя, никогда не повышайте резко обороты, пока мотор не прогрет.

А после поездки, если у вас нет турбо-таймера, не глушите двигатель сразу, дайте поработать ему на холостых оборотах пару минут. Впрочем это правило желательно всегда выполнять не только для отремонтированных или новых турбин, но и для изрядно поездивших. А чтобы не забывать это делать, желательно установить турботаймер, если он не установлен на ваш автомобиль с завода.

Вот вроде бы и всё. После грамотного ремонта турбины, она прослужит положенный ей ресурс не хуже нового турбокомпрессора, успехов всем.