Autokombi.ru

Авто-портал
11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Актуатор турбины: принцип работы и настройка

Актуатор турбины дизельного двигателя: устройство, принцип работы и настройка

Каждый автовладелец стремится сделать свою машину более динамичной и одновременно надежной. Как показывает практика, самый популярный способ тюнинга авто для улучшения эксплуатационных характеристик – установка турбины. Турбокомпрессор дизельного двигателя способна существенно улучшить производительного силового агрегата, но только при условии правильной настройки и эксплуатации. Особой популярностью пользуются турбины высокого давления. От традиционных аналогов они отличаются наличием клапана (актуатора). Его основная функция – справляться с избыточным давлением отработанных газов, которые образуются при работе двигателя на высоких оборотах.

В лексиконе механиков актуатор часто называют вакуумным регулятором или вестгейтом. Это одно и то же понятие, деталь, защищающая турбокомпрессор от перегрузок при нажатии педали газа. В процессе работы актуатор часто выходит из строя, поэтому для эффективной и безопасности эксплуатации авто с турбомотором нужно заменить изношенную деталь или произвести ремонт. Еще один важный момент – правильная регулировка актуатора, ведь от корректности настроек зависит производительность турбины и срок ее эксплуатации.

Принцип работы и устройство актуатора

Как отмечалось ранее, исправный клапан способен снижать давление выхлопных газов при работе силового агрегата на предельных оборотах. Для этого он монтируется в выпускной коллектор авто до турбины. Если мотор начинает работать на предельных оборотах, возрастает давление газов, клапан стремится пустить газы в обход колеса турбокомпрессора. В момент открытия актуатора через него выходят отработанные газы, а внутрь попадает больше воздуха, что способствует быстрому разгону нагнетателя.

Неисправности актуатора и их признаки

Специалисты выделяют три группы причин, способствующих износу клапана:

  • Выход из строя электронных компонентов системы, которые регулируют его открытие и закрытие в момент изменения оборотов двигателя.
  • Износ зубьев шестерен приводы, что сказывается на открытии и закрытии актуатора.
  • Выход из строя электромотора, который отвечает за слаженность работы створки клапана. В результате система не может функционировать должным образом.

Важно! Любая из перечисленных неисправностей устраняется только в условиях сертифицированного сервисного центра. Чтобы понять, почему не работает актуатор, нужно найти и локализовать первичную причину, что делается с помощью специальных тестеров. Такое оборудование присутствует только в специализированных автомастерских, поэтому найти и устранить причину самостоятельно у вас не получится. В некоторых случаях клапан турбины проще заменить, чем ремонтировать. Так делают, если износились манжеты, маслосъемные колпачки и другие комплектующие, которые не подлежат замене. Специалисты сервиса снимают актуатор с турбины и заменяют его на новый.

Регулировка и настройка

После замены изношенного клапана нужно произвести корректную настройку. Практика показывает, что неправильная регулировка актуатора приводит к тому, что при перегазовке двигателя работа турбины будет сопровождаться постоянным дрожанием. Признак неправильной настройки – недостаточный наддув даже на высоких оборотах мотора. Такое может происходить и по причине недостаточной герметичности системы, поэтому лучше доверить этот этап специалистам.

В специализированных автосервисах настройка актуатора дизеля осуществляется тремя способами:

  • Замена пружины. Самая простая методика, основанная на установке более прочной и упругой детали, которая способна значительно увеличивать давление. Установка пружины из более мягкого материала дает обратный эффект – давление снижается. Таким образом достигается желаемый показатель.
  • Регулировка конца. За счет ослабления конца актуатора можно удлинить тягу клапана, за счет затягивания – сократить. Сокращение тяги приводит к тому, что для открытия заслонки приходится прилагать гораздо большие усилия, соответственно – крыльчатка раскручивается гораздо быстрее.
  • Установка буст-контроллеров. Механизм устанавливается до клапана и способен отрегулировать давление до нужных параметров. Контроллер самостоятельно выпускает часть излишнего давления, снижая нагрузку на актуатор и делая его работу более плодотворной.
Читайте так же:
Ремонт глушителя своими руками: сварка, применение герметика или керамической ленты

Преимущества обслуживания у нас

Специалисты сервисного центра «Дизель-Мастер» готовы выполнить ремонт, замену или регулировку актуатора турбины дизельного двигателя в сжатые сроки. Все ремонтные или сервисные работы производятся в течение 1 дня с момента обращения. Для того чтобы гарантировать качество, мы пользуемся только сертифицированным оборудованием и оригинальными деталями от производителями. Опыт специалистов, наличие современных диагностических стендов, продуманные условия сервиса делают сотрудничество с нами приятным и эффективным! Оставьте заявку или обсудите интересующий вопрос с консультантами, и мы поможем записаться на диагностику в максимально удобное время!

Почему актуатор — мозг турбокомпрессора и как он работает

Турбомоторы сегодня становятся всё популярнее, а значит, самое время поговорить о том, как работает турбонаддув и что такое актуаторы турбин, которые по праву называют мозгом турбокомпрессора. И заодно разобраться, можно и нужно ли ремонтировать актуаторы.

Как придумали нагнетать воздух в ДВС

По мере прогресса двигателей внутреннего сгорания инженеры задались вопросом: как, не нарушая стехиометрическое соотношение топливовоздушной смеси, сжечь одномоментно больше топлива, чтобы увеличить тем самым крутящий момент двигателя без увеличения его рабочего объёма? И сформулировали ответ: нужно подать в цилиндры двигателя больше воздуха путём повышения его плотности.

Первоначально в автомобильных ДВС для этого использовали объёмные нагнетатели конструкции братьев Рутс. Принцип работы объемного нагнетателя, или компрессора, очень прост: приводящиеся от коленвала двигателя посредством ремня или зубчатой передачи роторы «зачерпывают» окружающий воздух и под избыточным давлением подают его в цилиндры мотора.

Главный недостаток такого нагнетателя — энергозатратный механический привод и как следствие — существенная потеря мощности двигателя и увеличение расхода топлива.

Альтернативу в 1911 году предложил швейцарец Альфред Бюхи, запатентовав конструкцию нагнетателя, приводимого в действие выхлопными газами двигателя, то есть не использующего механический привод. Согласно патенту, это устройство позволяло увеличить мощность двигателя на 120%. Так было положено начало эпохи турбокомпрессоров.

Впрочем, поначалу они применялись в основном на судах и самолётах, но не в легковых автомобилях, так как из-за массивности тогдашним турбинам на низких оборотах не хватало потока отработавших газов, чтобы раскрутить тяжелую крыльчатку до требуемой скорости. Помимо этого, возникала задержка в срабатывании турбины на переменных режимах работы двигателя (т. н. турболаг).

Постепенно эти проблемы решили. Первыми серийными автомобилями с турбомотором стали Oldsmobile Jetfire и Chevrolet Corvair Monza Spyder, выпущенные в 1962 году. В семидесятые, вслед за успехом наддува в Формуле 1, а также мировым нефтяным кризисом, последовал Porsche 911/930 с первой в мире турбиной типа Twin Scroll — с двумя радиальными каналами для поступающих к турбине выхлопных газов. Такое решение позволило снизить эффект турбоямы — отсутствия прилива тяги на низких оборотах.

В 1978 году появился первый легковой автомобиль с турбированным дизельным двигателем — Mercedes-Benz 300 SD. А в следующие десятилетия технология турбонаддува стала по-настоящему массовой, позволив создавать менее объемные, более мощные и одновременно более экономичные двигатели, выбрасывающие в атмосферу меньше вредных веществ. Системы турбонаддува эволюционировали, став надежнее и компактнее, был заметно уменьшен инерционный фактор.

В конструкции турбодизелей массовое распространение получили турбокомпрессоры с изменяемой геометрией проточной части турбины (иначе говоря, с регулируемым сопловым аппаратом, он же РСА), также известные как турбокомпрессоры с изменяемой геометрией, — о них ниже.

Как работает турбокомпрессор

Конструктивно турбокомпрессор состоит из турбины, лопатки которой раскручиваются потоком выхлопных газов, и размещенного с ней на едином валу центробежного компрессора, нагнетающего воздух в цилиндры. Поток воздуха всасывается в осевом направлении, разгоняется до огромной скорости, после чего через спиральную улитку диффузора вытесняется в радиальном направлении.

Читайте так же:
Что предполагает химчистка салона?

В системах наддува турбокомпрессорами с изменяемой геометрией предусмотрена возможность изменения величины сечения канала для отработавших газов, а также угла их входа на турбинное колесо. Это нужно, чтобы регулировать скорость вращения компрессора и защищать, прежде всего на высоких оборотах, как двигатель, так и сам турбокомпрессор от избыточной нагрузки.

Механизм РСА приводится в действие актуатором — пневматическим или сервоприводом — по командам блока управления двигателем, который следит, чтобы на всех режимах движения турбокомпрессор работал оптимально.

Таким образом, именно актуаторы — главные защитники турбины и двигателя.

Что такое актуатор и почему он — мозг турбины

Существует несколько основных типов актуаторов. Большинство современных относятся к числу электронно управляемых. Они не только работают как ограничители предельного давления, но могут гибко регулировать оптимальное давление в режимах частичной нагрузки. Для этого используются показания с различных датчиков, контролирующих работу двигателя. Электронные актуаторы также помогают реализовать кратковременный «передув», или «овербуст», в режиме интенсивного ускорения.

В конструкции современного актуатора есть сервопривод с редуктором и датчиком положения и так называемый программатор — «мозг» устройства. Такая сложная конструкция позволяет актуаторам молниеносно реагировать на команды ЭБУ двигателя, гибко регулируя работу турбокомпрессора, обеспечивая точное дозирование подаваемого в цилиндры двигателя воздуха и гарантируя соблюдение строгих экологических норм.

Чинить или заменять?

Повреждения механизма РСА, возникающие в ходе эксплуатации автомобиля, могут спровоцировать повреждение и самого актуатора. В числе таких причин — закисание рычага, коксование или иное повреждение соплового аппарата твердыми частицами. Это приводит к механическому повреждению редуктора сервопривода, в червячном механизме которого используются пластиковые шестерни. Подклинивание шестерней увеличивает потребляемый ток, в результате возможно повреждение электромотора и программатора. Подобные проблемы вызывают некорректную работу компонентов турбины и проявляются в виде ошибок, рывков при движении и перехода двигателя в аварийный режим.

Чаще всего при возникновении подобных проблем турбокомпрессор заменяется в сборе. А это недешевое удовольствие. К тому же автомобиль надолго «зависает» в сервисе, что накладно как для клиента, так и для СТО — ведь за это время можно было бы обслужить несколько других автомобилей.

Решение здесь — замена актуатора, что гораздо менее затратно для автовладельца, чем покупка нового турбокомпрессора в сборе. А с точки зрения СТО, замена актуатора даёт возможность увеличить количество обслуживаемых автомобилей в единицу времени.

Можно ли починить изношенный актуатор? В интернете вы найдете множество примеров ремонта, в том числе, и тут, на DRIVE2. За примерами далеко ходить не надо: драйвовчане мучались с актуаторами тут, тут, еще тут, вот тут, здесь и с более профессиональным подходом — тут. Умельцы вскрывают корпус, меняют шестеренки на неоригинальные, пропаивают дорожки… К сожалению, чаще всего при таком ремонте без внимания остаются прочие компоненты этого сложного электромеханического устройства — прокладочные кольца, детали червячной и цилиндрической передачи, игольчатые подшипники и их уплотнения, упорные шайбы, выходной кривошип и шатун и так далее. Повторная калибровка актуатора также может не соответствовать заводской спецификации, что вызовет повышенный расход топлива и увеличение вредных выбросов. Таким образом, любой подобный ремонт будет давать лишь кратковременный эффект, который рано или поздно приведет к замене турбокомпрессора в сборе.

Вот почему оптимальный путь — замена актуатора турбины на новый, причём, учитывая высокую сложность и важность устройства, от крупного и известного производителя.

Производить замену актуатора рекомендуется после диагностики самой турбины на предмет различных дефектов.

Читайте так же:
Плюсы и минусы разварки дисков

На что заменять?

Большое количество современных двигателей различных производителей уже на заводе комплектуется актуаторами Hella независимо от производителя самой турбины — а ими могут быть BorgWarner, Honeywell, MHI, IHI-CSI. Hella производит актуаторы различного типа уже с 1999 года и является лидирующим европейским поставщиком данной продукции. На настоящий момент выпущено свыше 10 миллионов актуаторов Hella. Теперь их можно купить у официальных дилеров Hella.

Среди распространенных в России серий турбомоторов, изначально комплектуемых актуаторами Hella, отметим следующие модификации:
— BMW: B47 TOP Long BG3.3 LP GTD2, N57 TüTL R2S, N47 TUE OL, B47OL D EU-VI, N47 D20 T1, N47 C16, N57 TU, N47C20 IHI;
— Nissan: X61B, YD25DDTi, X81C;
— Hyundai / KIA: R2.2L EU5, D4HB;
— Ford / PSA: Puma 2.2, LYNX C1;
— Audi: W36 EMC CyRc;
— MB: OM642.

То есть, если говорить о наиболее популярных моделях, это Peugeot Boxer, Citroёn Jumper, Ford Transit Custom, BMW 1, 3, 5 серии и X3, Nissan Navara (Frontier) и Pathfinder, Hyundai Santa Fe, Kia Sorento.

Для правильной идентификации актуатора с соответствующей вашему двигателю заводской калибровкой необходимо проверить маркировку (как показано у пользователя Yuriy39region ):

Надеемся, этот материал был для вас полезен. Наши технические специалисты с удовольствием ответят на все ваши вопросы в комментариях!

Актуатор турбины: принцип работы и настройка

aktuator turbiny

Для многих водителей автомобиль – это просто средство передвижения, тогда как для других машина является хобби, в которое они готовы вкладывать время и деньги, чтобы добиться улучшения базовых характеристик. Одним из наиболее популярных способов тюнинга двигателя автомобиля является установка турбины (турбокомпрессора). Турбина способна значительно повысить мощность мотора, если ее правильно подобрать и настроить.

В настоящее время наибольшую популярность имеют турбины высокого давления, которые отличаются от базовых вариантов турбокомпрессоров наличием клапана. Он необходим, чтобы справляться с избыточным давлением при работе двигателя на высоких оборотах.

Обратите внимание: В автомобильном сленге данный клапан может носить разные названия, среди которых самые распространенные следующие: вестгейт, актуатор, вакуумный регулятор. Следует понимать, что под всеми этими терминами подразумевается одна деталь, которая занимается защитой турбины от перегрузок при работе на высоких оборотах.

В процессе эксплуатации актуатор турбины может выйти из строя, и владельцу автомобиля потребуется его замена, чтобы продолжить эксплуатировать автомобиль с турбированным мотором. Замена вестгейта подразумевает не только его установку, но и регулировку, которую крайне важно выполнить правильно. В рамках данной статьи рассмотрим, как настроить клапан турбины самостоятельно, не обращаясь к специалистам сервисных центров.

Как работает актуатор турбины

Как было отмечено выше, задачей актуатора турбины является снижение давления при работе мотора на высоких оборотах. Он монтируется до турбины в выпускной коллектор автомобиля.

Принцип работы вестгейта крайне простой. Когда в двигателе повышаются обороты, а вместе с тем возрастает давление отработавших газов, стоит задача пустить их мимо самого турбинного колеса. Соответственно, в этот момент происходит открытие актуатора, установленного до турбины, и через него выходят отработавшие газы. За счет этого в клапаны попадает больше воздуха, что необходимо для максимального разгона турбонагнетателя.

Распространенные неисправности актуатора турбины

Можно выделить три главных причины, почему ломается вестгейт:

  • Выходят из строя электронные составляющие компонента системы, которые отвечают за его своевременное открытие/закрытие;
  • Ломаются зубья шестерней привода, что приводит к сложностям при открытии и закрытии клапана;
  • Выход из строя электромотора, который отвечает за работу створки, вследствие чего система не функционирует должным образом.
Читайте так же:
Датчик положения дроссельной заслонки: как проверить, заменить, отрегулировать

В условиях специализированного сервисного центра можно устранить все описанные выше проблемы, но важно отметить, что для начала необходимо правильно диагностировать поломку, для чего потребуются специальные тестеры. Соответственно, самостоятельный ремонт актуатора турбины часто невозможен из-за отсутствия необходимого оборудования.

Чаще всего, когда клапан турбины выходит из строя, его целесообразнее не ремонтировать, а заменить. Особенно это актуально, когда выходят из строя манжет или маслосъемные колпачки, которые не подлежат замене. В таком случае потребуется снять актуатор турбины и установить на его место новый. Делается это следующим образом:

    Первым делом потребуется достать из корпуса старую манжету;
  1. Далее крайне важно обезжирить поверхности, чтобы они плотно скрепились друг с другом;
  2. После этого, используя герметичный клей, нужно наклеить новую манжету на корпус с двумя колпачками;
  3. Для создания необходимого вакуума между колпачками создается зазор, вместе с тем обеспечивается дополнительная смазка;
  4. Далее при помощи клея крепится мембрана, и ее важно завальцевать по всей окружности.

На этом можно считать установку активатора завершенной. Остается его настроить, чтобы он правильно работал с системой.

Как настроить актуатор турбины

Первый вопрос, который возникает у водителя после установки актуатора на турбину – «Зачем его настраивать?». Ответ на этот вопрос очень простой – если не произвести настройку (или настроить актуатор неправильно), то во время работы турбины в период перегазовок будет ощущаться серьезное дрожание системы. Кроме того, оно будет заметно при остановке двигателя. Еще один момент, который явно указывает на то, что актуатор турбины не настроен должным образом, это недостаточный наддув.

Обратите внимание: Недостаточный наддув может возникать не только по причине плохой настройки турбины. Также он проявляется, если впуск системы негерметичен.

Есть три способа, как настроить актуатор турбины:

    Заменить пружину. Это самый простой вариант, который основывается на том, что при замене пружины устанавливается более упругая деталь, которая увеличивает давление. При необходимости можно установить более мягкую пружину, чтобы это давление снизить;
  • Регулировка конца актуатора. Если ослабить конец вестгейта, удастся удлинить тягу перепускного клапана, а если его затянуть, то тяга сократится. Если в результате такой настройки сократить тягу, удастся более плотно прижать заслонку. Соответственно, потребуется большее усилие, чтобы ее открыть. Это приводит к тому, что крыльчатка раскручивается в меньшие сроки;
  • Установка буст-контроллера. Еще один вариант, позволяющий повысить наддув. Данный механизм меняет настоящее значение давления. Его требуется установить до вестгейта, чтобы он снижал воздействующее на него давление. Буст-контроллер будет заниматься тем, что выпустит часть воздуха самостоятельно, соответственно, оставив меньше работы для актуатора.

Это три самых распространенных способа настройки актуатора турбины, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки.

Электрический актуатор турбины

Актуатор турбины

Сегодня многие водители стараются усовершенствовать базовые характеристики автомобиля без кардинальных вмешательств. Улучшить тяговые характеристики машины можно с помощью турбонаддува. Больший объем сожженного топлива увеличивает давление и количество выхлопных газов. Поэтому для корректной работы двигателя требуется сброс повышенного давления воздуха. Эту задачу как раз и решает актуатор турбины. По факту, это промежуточное звено между турбокомпрессором и двигателем.
На сленге у автолюбителей актуатор может также называться вестгейт или вакуумный регулятор.

Принцип работы актуатора весьма прост. При увеличении скорости мотор начинает работать на повышенных оборотах. Давление выхлопного газа растет и появляется необходимость провести его мимо колеса турбины. В этот момент и вступает в работу актуатор, открывая клапан и пропуская отработанные газы через себя, тем самым позволяя закачать больше воздуха в клапаны.

Распространенные неисправности актуатора турбины

Со временем актуатор турбины может ломаться. В некоторых случаях его придется полностью менять. Вот наиболее распространенные причины неисправностей:

  • Повреждение или загрязнение одного из механизмов электронного регулятора.
    Чаще всего поломка случается с воздуховодом, воздушным фильтром, клапаном EGR. В случаях, когда ломается выпускной коллектор или случается поломка в поршневой группе, это приводит к выходу из строя механизма изменяемой геометрии, и в результате — к неисправности всей механической части турбины.
  • Некорректная работа двигателя автомобиля.
    Производители машин устанавливают отметки от минимального до критического уровня «наддува». При достижении максимального давления, на приборной панели загорается предупреждающая лампочка. В таком случае мы рекомендуем обратиться за квалифицированной помощью.
  • Нестабильное давление наддува.
    При правильной работе турбонаддува, во время турбо-ускорения автомобиль должен плавно и стремительно ускоряться, и также замедляться. Если процесс происходит рывками, это может говорить о засорении задней части актуатора.
  • Увеличение расхода топлива.
    При неисправности актуатора, часть топлива не сгорает и выбрасывается через выпускную систему.
  • Поломка зубьев шестерней привода.
    Это приводит к сложностям при открытии и закрытии клапана.
  • Выход из строя электромотора.
    Он отвечает за корректную работу створки. В результате поломки система не функционирует должным образом.
Читайте так же:
Ошибка P0170 – нарушение соотношения смеси

Проверить исправность актуатора турбины можно как на самом автомобиле, так и предварительно его демонтировав. Для начала запускаем двигатель и газуем на месте. В какой-то момент шток актуатора начнет двигаться. Важно запомнить на каких оборотах турбокомпрессор начал срабатывать — это будет вашим ориентиром для дальнейшей проверки исправности. Мы советуем периодически проводить диагностику актуатора, даже если поводов для волнения нет.
Незначительная поломка турбины постепенно ведет к чрезмерному нагреву подшипников, что может вылиться в полную неисправность агрегата.

Настройка актуатора турбины

После установки актуатора на турбину необходимо произвести настройку. Если этого не сделать или сделать неправильно, то во время работы двигателя и при его остановке, появятся лишние вибрации в системе. Кроме того, недостаточный наддув также сигнализирует о неправильной настройке актуатора.

Произвести настройку можно тремя способами:

  • Пожалуй, самый простой вариант — заменить пружину на более жесткую. Упругая пружина выдает большее давление турбины до момента срабатывания выпускного клапана.
  • Регулировка конца регулятора.
    Такое действие влияет на плотность закрытия заслонки. Если конец регулятора расслаблен, то тяга клапана удлиняется. Если подтянуть — укорачивается. Соответственно, чем она меньше, тем плотнее будет примыкать заслонка. Такие манипуляции позволят турбине выйти на более высокие обороты быстрее.
  • Третий вариант установка буст-контроллера.
    Фактически этот механизм меняет реальное значение давления. Буст-контроллер ставят перед актуатором, чтобы он самостоятельно выпускал часть воздуха, тем самым позволяет снизить нагрузку вестгейта. После настройки актуатора не забывайте проверить правильность своих действия. Для этого нужно запустить двигатель и опробовать его на разных режимах работы. Если посторонних звуков нет (в момент глушения двигателя тоже), значит, вы все сделали верно.

В случаях когда отремонтировать актуатор не удается, его меняют на новый. Раньше актуатор меняли вместе с турбиной в сборе. Теперь в сервисных мастерских специалисты могут заменить актуатор отдельно. К тому же оригинальная турбина на автомобилях Volvo стоит совсем недешево 90 тыс. рублей. Замена актуатора обойдется в 10-15 тыс. в зависимости от модели машины.

неоригинальный актуатор

Чтобы актуатор на вашей машине служил долго советуем придерживаться нескольких правил. Не стоит злоупотреблять агрессивным стилем езды, использовать некачественное топливо и моторное масло. Все это приводит к преждевременному выходу из строя актуатора. Чтобы агрегат служил дольше используйте только сертифицированные техжидкости.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию