Принцип работы турбины на дизеле

Почему стоит прогревать дизельный двигатель зимой

Моторное масло

Моторное масло образует масляную пленку, обеспечивая наилучшее трение, защищая внутренние узлы. Работа же без масла пагубно сказывается на моторе. А при 20 градусном морозе моторное масло даже с вязкостью 10w-40 обретает густую консистенцию. Даже несмотря на то, что имеются специальные зимние моторные масла, при низкой температуре окружающей среды они все равно густеют.

Поэтому очень важно на зиму подбирать правильное и качественное моторное масло. Масло делится на летнее, зимнее

Летнее моторное масло при низкой отрицательной температуре попросту загустеет, прогреть либо завести мотор таким маслом будет невозможно, к тому же может привести к засору фильтров.

  • Слишком вязкое масло проворачивается затруднительно;
  • Образуются большие зазоры в сопрягаемых деталях, уменьшение их осуществляется только при прогревании;
  • Масляному насосу достаточно сложно качать масло в системе.

Во время простоя, масло стекает со стенок цилиндра в коллектор, образуя масляную пленку. И если масло загустеет данной пленки будет недостаточно, и узлы останутся без смазки, так как слишком вязкое масло не сможет обеспечить необходимую смазку.

Проработав двигатель в холостую разогреет масло, после жидкость обретет необходимую вязкость и обеспечит смазку.

И это первый аргумент в пользу того, что нужно греть дизель зимой.

Двигатель

Прогрев мотору нужен для того, чтобы предотвратить увеличенный и быстрый износ внутренних деталей. Детали при отрицательной температуре имеют свойства уменьшаться в размере, что приводит к увеличению зазоров. Дизельный мотор работает с более высокой степенью сжатия, по сравнению с бензиновым. В результате под нагрузкой работают поршни, и значительно увеличивается износ. После прогрева металл возвращается в прежнюю форму, в результате чего работа мотора становится более эффективной.

Стоит отметить, что цилиндры и поршни при холодном двигателе испытывают очень высокие нагрузки, и быстро изнашиваются. А если сразу начать движение, то нагрузка возрастет еще в разы. Стоит задуматься, Вам это нужно?

Топливо

Прогрев дизельного двигателя перед ездой в мороз нужно еще для экономии солярки. Холодный, непрогретый мотор «кушает» топливо намного больше, чем прогретый. Все это из-за того, что затрудняется формирование воздушно-топливной смести.

Во время движения, в среднем двигатель прогревается около 9-10 минут. И если поехать не прогрев двигатель в этот период буде расход намного больше чем средний на прогретом. Поэтому, 5-8 минут, пока двигатель прогревается, лучше потратить на очистку от снега и льда. Ведь это необходимо для обеспечения безопасности движения. Да, и сэкономите топливо.

К тому же, при низкой отрицательной температуре существует риск замерзания дизтоплива в топливной системе. Дело в том, что такой вид топлива имеет свойство терять текучесть при низкой температуре. И силовой агрегат без прогрева может заглохнуть через пару км. Поэтому, лучше сперва прогреть, убедившись в нормальной текучести и стабильной подаче топлива.

Еще один весомый аргумент в пользу того, что нужно греть дизель зимой.

Холодный салон автомобиля и замершие стекла

Вряд ли в мороз Вам удастся очистить стекло от льда, это будет легче сделать когда включится печка, и прогреется салон. Да и сидеть в холодном салоне, даже при подогреве сидений и руля, не совсем комфортно. А если нет подогрева сидений, то сидеть на холодном очень вредно. Поэтому, чтобы обеспечить комфортные условия передвижения лучше прогревать двигатель.

Коробка передач

Если в Вашем автомобиле установлена автоматическая коробка переключения передач, прогревать дизельный силовой агрегат необходимо обязательно, т.к. масло в коробке должно прогреться для необходимой температуры. Так Вы спасете ее от преждевременного износа. Начинать движение следует только после того, как масло прогреется и станет жидким.

В некоторых странах греть мотор на холостом ходу запрещено, за это можно заплатить внушительный штраф, поэтому некоторые производители не советуют прогрев двигателя.

Поэтому и утверждают, что греть дизель зимой не стоит, т.к. это приносит сильный вред окружающей среде. Особенно, если каждый водитель будет стоять под окнами соседей по 10 минут. И все дышат этим загрязненным воздухом. Однако, дизельные двигатели значительно меньше выбрасывают вредных вещество, по сравнению с бензиновыми. Именно поэтому споры по поводу не утихают.

И перед водителем становится выбор: спасение окружающей среды или долгий ресурс работы мотора. Выбор и так очевиден, если он выбрал для передвижения такой вид транспорта.

Как останавливать турбированный мотор?

Много проблем возникает при неправильной остановке турбированного мотора. В таких случаях смазка перестает поступать к подшипникам турбины, на которых остается лишь часть жидкости. В случае с перегретой турбине такая ситуация является очень опасной, ведь оставшееся масло быстро испаряется, а сами подшипники загрязняются смолистыми элементами. Итог — поломка дорогостоящей турбины.

Чтобы не допустить такой проблемы в будущем, не желательно глушить мотор сразу — дайте ему поработать хотя бы 1-2 минуты в холостом режиме. Этого будет достаточно для выравнивания температуры и исключения проблем со смазкой.

Бакалавриат в США

Поступить в американский вуз для обучения на бакалавриате можно сразу по окончании школы, имея на руках аттестат о полном среднем образовании  — в том числе из школы России и Казахстана. Обучение продолжается около четырех лет, причем в большинстве случаев студенту не обязательно сразу выбирать специальность – это можно сделать через 1-2 года после начала обучения.

О специализации на бакалавриате США

Жестких стандартов в отношении специализации в американском высшем образовании нет — вместо этого существует длинный перечень предметов (модулей), часть из которых являются обязательными, а остальные студент может выбрать индивидуально. Соответственно, не существует и жесткого деления на группы и потоки. Например, в одном из ведущих университетов США — Oregon State University, первые два года программы BS Entrepreneurship посвящены изучению базовых дисциплин, обязательных для всех направлений бакалавриата, а также базовых дисциплин по бизнесу. Большую часть предметов специализации «предпринимательство» студенты изучают на третьем и четвертом курсе. 

Об учебном плане студента американского вуза

Учеба в американских колледжах требует от студентов намного больше самостоятельности. Фактически, обучение в американских вузах осуществляется по индивидуальным планам. Для получения степени бакалавра необходимо набрать не менее определенного количества часов лекционных и семинарских занятий — так называемых «кредитов». О том, сколько кредитов нужно набрать бакалавру, смотрите здесь. 

Оценки и успеваемость в вузах США

Оценка успеваемости производится по результатам семестровых экзаменов, защиты проектов и т.д. Система оценок – пятибалльная, буквенная (A, B, C, D, E), но итоговый показатель успеваемости — GPA (Grade Point Average) имеет числовое значение.

Для начала несколько слов о том, что такое турбина и как она работает

Практически у всех турбированных двигателей одинаковый принцип. Первые турбокомпрессоры устанавливали исключительно на большегрузные авто, а также на гоночные авто еще в начале прошлого века. Как вы понимаете, тогда вес и конструкция турбин оставляли желать лучшего, чего не скажешь о современных экземплярах. Турбокомпрессоры нового поколения компактны и просты в установке, а их эффективность в разы выше их предшественников. Но, как и все в этом мире, в один прекрасный день турбокомпрессор начинает «барахлить», двигатель теряет былую мощность и производительность, в итоге у вас появляется новая «головная боль».

Практические все турбины имеют улиткообразную форму корпуса. Воздушные каналы корпуса сужаются на выходе, что способствует увеличению давления и скорости вращения. По воздушным каналам движутся отработанные газы, которые поступают из выпускного коллектора. Двигаясь по каналам они набирают большую скорость и воздействуют на лепестки, которые вращаясь под давлением выхлопных газов, раскручивают ротор. Ротор, вращаясь раскручивает крыльчатку турбонаддува, которая закачивает воздух и подает его в камеру сгорания под высоким давлением. А как вы знаете из школьного курса физики, чем больше воздуха, тем крепче будет горение.

Из-за высокого давления, которое создается при нагнетании воздуха, турбина нуждается в охлаждении, роль радиатора для турбины выполняет интеркулер. Турбина использует систему смазки двигателя, которая подается по специальному контуру. Масло, кроме смазки осуществляет охлаждение турбины.

Читать также :  Причины перегрева мотора и устранение неисправностей

Теперь когда мы разобрались с тем, что такое турбина и как она устроена, предлагаю рассмотреть основные признаки неисправности турбокомпрессора.

Признаки неисправной турбины:

  • Плохая тяга, ухудшение динамики;
  • Двигатель долго набирает обороты;
  • Голубоватый или сизый дым из выхлопной;
  • Появление характерного запаха горелого масла;
  • Перерасход масла;
  • Свист или другой шум из-под капота;
  • Плавающие холостые обороты.

Почему нельзя сразу глушить мотор

Давайте представим стандартную ситуацию, когда поездка завершилась и водитель принял решение заглушить двигатель автомобиля. Общий алгоритм действий прост и понятен: после снижения скорости выжать сцепление на МКПП, перевести рычаг выбора передачи в нейтраль, нажать на педаль тормоза, дернуть «ручник». Все, теперь можно глушить двигатель. В случае с коробкой «автомат» достаточно нажать на тормоз и остановить машину, после чего перевести рычаг КПП в положение «P» и поставить авто на стояночный тормоз. Мотор теперь может быть остановлен. Данные действия у многих водителей доведены до автоматизма, на их выполнение требуется всего несколько секунд.

Если учесть, что двигатель испытывал до этого серьезные нагрузки и максимально разогрелся до рабочей температуры, тогда вполне очевидно, что пары секунд работы на «холостых» не достаточно. Другими словами, система охлаждения не успевает эффективно отвести избытки тепла от ДВС.

Достаточно вспомнить принцип работы системы охлаждения: ОЖ в каналах циркулирует тогда, когда мотор работает. Охлаждающая жидкость перемещается по каналам рубашки охлаждения благодаря работе водяного насоса (помпы), который, в свою очередь, приводится в действие от двигателя. По этой причине следует глушить атмосферный двигатель не ранее, чем через 10-30 секунд после работы на холостых.

Как охладить двигатель?

Поэтому после продолжительной езды на высокой скорости подождите не менее 90 секунд, удерживая двигатель на холостом ходу, чтобы ротор турбины терял скорость, а рабочее масло понижало температуру устройства перед выключением агрегата. После езды на короткие расстояния, например, в динамичных городских условиях, достаточно охладить турбокомпрессор в течение примерно 30 секунд.

Если вы едете по шоссе и заезжаете на заправочную станцию ​​или стоянку, вам следует замедлить свой темп примерно на 1-2 километра, прежде чем ехать. Да, чтобы двигатель работал на малых оборотах, но все еще находился под небольшой нагрузкой. Мы предлагаем припарковаться, отстегнуть ремни безопасности, взять все, что вам нужно, и выключить двигатель перед тем, как покинуть машину. Обычно это занимает столько времени, сколько нужно двигателю для охлаждения.

Неосторожная работа двигателей, особенно оснащенных турбонаддувом, увеличивает риск дорогостоящих отказов на перспективу в десятки тысяч километров. Предполагая, что срок службы турбокомпрессора при оптимальных условиях должен составлять около 300 тысяч. км, такие неумелые остановки двигателя сократит этот период примерно до 100 тысяч. км. Симптомом отказа турбонагнетателя может быть снижение мощности и увеличение расхода моторного масла.

Интересно, что некоторые двигатели, особенно в спортивных автомобилях, позволяют охлаждать турбину за счет работы системы смазки даже после выключения двигателя.

Эксплуатация турбодизеля

Поскольку именно дизельные агрегаты являются основными «потребителями» по отношению к оснащению турбонаддувом, соответственно разберем ряд правил, которые нужно соблюдать во избежание неприятностей. Сегодня у многих автолюбителей в распоряжении личные транспортные средства с турбиной.

Правда далеко не каждый владелец знает, как правильно следует эксплуатировать подобный агрегат. Какой бы лучшим агрегат ни был бы, неправильная его эксплуатация сведет на нет все старания разработчиков.

Масло

В отношении любого силового агрегата масляное голодание противопоказано и особенно это относится к системе турбонаддува. У жидкого расходника здесь особенная роль — смазать подшипники (скольжения и качения), которые входят в состав турбокомпрессора. При снижении уровня масла эти элементы не получают необходимое количество смазки, что в результате заканчивается быстрым их износом.

По этой причине следует регулярно проверять, сколько масла для дизельных двигателей с турбонаддувом находится в картере. При необходимости восполнять потери. Помимо этого, нужно выяснить причину падения уровня расходника. И если этому имеет место нужно как можно скорее устранить причину.

Кроме того, раз уж нашлись средства на покупку автомобиля, оснащенного турбодизельной установкой, не следует скупиться на приобретении надежного масла. Любителям экономить на всем стоит вспомнить народную мудрость — скупой платит дважды!

Роль моторного масла для дизелей с турбиной нам уже известна. Соответственно приобретать дешевое масло, которое уже заведомо низкого качества, не стоит. В этом случае турбокомпрессор заранее обрекается на медленные мучения.

Следует учитывать один важный момент — те масла, которые рассчитаны на турбированные агрегаты немного отличаются по составу от обычных аналогов. Это обусловлено тем, что они подвергаются куда большим нагрузкам и температурным воздействиям. Также не рекомендовано смешивать масла с разной вязкостью. К примеру, нельзя лить 5w-30, когда ранее была залита смазка 10w-40.

Качество топлива

Турбина дизельного мотора отличается чувствительностью не только к качеству маслу, но и самого топлива. Если оно заведомо низкое, это грозит засорением топливной системы, что может закончиться чрезмерно низким давлением турбонаддува. В результате падает мощность силовой установки.

Чтобы восполнить потери турбина вынуждена работать в предельном режиме. А это сокращает ресурс агрегата. В соответствии с этим, рекомендуется заправлять свои турбированные автомобили только на тех, заправочных станциях, к которым есть доверие.

Холостые обороты

Неписаное правило для турбированного двигателя — избегать работы в режиме холостого хода больше чем на полчаса. Этого времени хватает, чтобы произошло засорение турбины. Также нельзя исключать вероятность подсоса масла непосредственно в цилиндры. А это отрицательно образом сказывается на всей цилиндропоршневой группе (ЦПГ).

Однако в том случае, когда приходится держать мотор на холостых оборотах большую часть времени, нужно держать их в пределе от 1200 до 1600 об./мин.

Своевременное ТО

Особенности эксплуатации дизельных двигателей с турбонаддувом подразумевают и это правило. А его следует придерживаться не только владельцам машин с турбиной, всех остальных это тоже касается. В частности необходимо регулярно менять моторное масло и фильтры в соответствии с регламентом производителей.

А поскольку турбированный агрегат работает в более тяжелых условиях, нежели обычные атмосферные аналоги, то сроки прохождения ТО будут короче. Иными словами «сильный» дизельный мотор чаще нуждается в замене масла и прочих расходниках.

Глушение мотора

Речь идет о том, чтобы не глушить двигатель сразу же после остановки машины. В первую очередь это касается тех владельцев автомобилей, у которых моторы не оснащены системой «Start&Stop». Объяснение этому простое — после того как турбодизельный агрегат будет остановлен, крыльчатки турбины еще будут продолжать вращаться, однако масла для смазки подшипников уже меньше.

В результате ротор вместе с подшипниками перегреваются, что ведет к скорому их износу. В связи с этим, после запланированной остановки нужно выждать какое-то время, прежде чем глушить двигатель. 5 минут будет достаточно для охлаждения турбины.

Как работает турбина дизельного двигателя

Мощность любого двигателя и производительность его работы зависит от целого ряда причин. А именно: от рабочего объёма цилиндров, от количества подаваемой воздушно-топливной смеси, от эффективности её сгорания, а также от энергетической части топлива. Мощность двигателя возрастает пропорционально росту количества сжигаемого в нём за определённую единицу времени горючего. Но для ускорения сгорания топлива необходимо увеличение запаса сжатого воздуха в рабочих полостях мотора.

То есть, чем больше за единицу времени сжигается горючего, тем большее количество воздуха потребуется «впихнуть» в мотор (не очень красивое слово «впихнуть» здесь, тем не менее, очень хорошо подходит, поскольку сам мотор не справится с забором избыточного количества сжатого воздуха, и фильтры нулевого сопротивления в этом ему не помогут).

В этом, повторимся, и состоит основное назначение турбонаддува – в наращивании подачи воздушно-топливной смеси в камеры сгорания. Это обеспечивается нагнетанием сжатого воздуха в цилиндры, которое происходит под постоянным давлением. Оно происходит вследствие преобразования энергии отработанных газов, проще говоря, из бросовой и утерянной – в полезную. Для этого, прежде чем выхлопные газы должны быть выведены в выхлопную трубу, а далее и, соответственно, в атмосферу, их поток направляется через систему турбокомпрессора.

Этот процесс обеспечивает раскручивание колеса турбины («крыльчатки»), снабжённого специальными лопастями, до 100-150ти тысяч оборотов в минуту. На одном валу с крыльчаткой закреплены и лопасти компрессора, которые нагнетают сжатый воздух в цилиндры двигателя. Полученная от преобразования энергии выхлопных газов сила используется для значительного увеличения давления воздуха. Благодаря чему и появляется возможность впрыскивания в рабочие полости цилиндров гораздо большего количества топлива за фиксированное время. Это даёт значительное увеличение как мощности, так и КПД дизеля.

Дизельная турбина в разрезе

Проще говоря, турбосистема содержит две лопастных «крыльчатки», закреплённых на одном общем валу. Но находящихся при этом в отдельных камерах, герметично отделённых друг от друга. Одна из крыльчаток вынуждена вращаться от постоянно поступающих на её лопасти выхлопных газов двигателя. Поскольку вторая крыльчатка с нею жёстко связана, то и она также начинает вращаться, захватывая при этом атмосферный воздух и подавая его в сжатом виде в цилиндры двигателя.

Что такое сухая мойка двигателя

Особенности дизельной турбины

Турбина нагнетает воздух в топливные цилиндры под высоким давлением. Ротор турбины раскручивается, пропуская через себя энергию отработанного топлива, и приводит в движение лопасти нагнетателя — происходит всасывание воздуха из атмосферы, сжатие его и подача в блок цилиндров. Скорость вращения турбинного ротора на некоторых дизельных моторах может доходить до 250 000 оборотов в минуту — этот показатель считается нормальным, но для некоторых турбокомпрессоров это граница допустимых возможностей.

Конструктивно турбина состоит из двух блоков: колесо турбинное и компрессорное. Поскольку колеса имеют лопасти, второе их название – крыльчатки. Оба блока фиксируются на роторном валу. Главные детали дизельной турбины:

крыльчатка турбонагнетателя (входит в блок горячей улитки);• крыльчатка компрессора (блок холодной улитки);• блок подшипников;• корпус турбины;
• роторный вал.

Дополнительные элементы системы

Стоит отдельно рассмотреть несколько дополнительных элементов. Они тоже входят в конструкцию компрессоров и регулируют определенные процессы.

Клапан Blow-off

Блоу-офф клапан по-другому еще называют перепускным. Установка этого клапана осуществляется в воздушной системе, обычно между дизельной заслонкой и выходным отверстием компрессора. Цель клапана — устранение аварийных ситуаций при работе агрегата. Например, в процессе эксплуатации агрегат может перейти в нежелательный режим surge, если вовремя это не остановить.

Данный режим возникает из-за высокой скорости воздушного потока. В этом случае компрессор старается перекрыть дроссель и хочет сделать это как можно резче. Объясняется возникновение режима тем, что скорость воздушного потока вследствие выхода газов и сам расход воздуха начинают резко снижаться. Турбина же, ввиду силы инерции продолжает быстрое вращение.

Если не уменьшить вращения, последствия могут быть печальными. Один из признаков подобного скачка воздуха – неприятный звук, который прорывается через компрессор. Дальнейшее игнорирование проблемы приведет к поломке подшипников турбины, которые вынуждены принимать большие нагрузки из-за возникших скачков.

Если же клапан не успел, и дроссель закрылся, то блоу-офф начинает стравливание в атмосферу избытка давления. Благодаря подобной работе удается снизить риск аварии и уберечь турбокомпрессор от больших нагрузок, способных вызвать его поломку.

Клапан Wastegate

Механический клапан Wastegate устанавливают на турбине или на конструкции выпускного коллетора. Основная задача этой детали заключается в регулировании уровня давления, которое постепенно нарастает внутри компрессора.

Конструкции некоторых дизельных двигателей не содержат вейстгейт, а вот в случае бензиновых агрегатов наличие подобного клапана – обязательное требование для его надежной эксплуатации.

Благодаря работе вейстгейта удается обеспечить беспроблемный и беспрепятственный выход для выхлопных газов из системы. При этом отработавшие газы обходят работающую турбину. С помощью подобного распределения газов осуществляется контроль за нужны количеством энергии.

Подобная предусмотрительность позволяет организовать эффективное управление давлением наддува внутри компрессора. Осуществление контроля обеспечивается за счет встроенной пружины, которая создает противодавление. Именно эта конструкция контролирует обходной поток отработавших газов.

Клапан по виду может быть:

  1. Встроенным. Конструкция подразумевает наличие заслонки, которая встраивается в хаузинг. Хаузинг также называют «улиткой» основной турбины агрегата. Также этот элемент содержит пневматический актуатор.
  2. Внешний. Гейт такого типа представляет стандартный клапан, устанавливаемый на выпускной коллектор. У этого клапана есть преимущество, которое делает его более востребованным нежели встроенный. При необходимости клапан позволяет вернуть сброшенных обходной поток. В случае спортивных автомобилей сброс клапан сбрасывает газы прямо в атмосферу, предотвращая их попадание внутрь турбины.

Конструктивные особенности

При работе горячей турбины воздух, нагнетаемый компрессором в ее корпусе, сильно сжимается, отчего происходит его нагрев. Это вызывает нежелательные последствия, поскольку при высокой температуре в воздухе меньше кислорода. Значит, эффективность наддува также снижается. Для борьбы с подобным явлением начали, используя рекомендации ученых, устанавливать в турбину интеркулер — вспомогательный охладитель воздуха.

Интеркулер для турбины

Конструкторы устройства отмечают, что нагрев воздуха далеко не единственная задача, которую им приходится решать при проектировании турбины. Насущной проблемой также становится ее инерционность — задержка реакции двигателя на открытие в коллекторе дроссельной заслонки.

Турбина максимально эффективна, когда достигаются определенные обороты вращения коленчатого вала. Среди автолюбителей даже распространено мнение, что турбонаддув включается только тогда, когда скорость автомобиля достигает определенного значения. Хотя турбина работает постоянно, а значение числа оборотов, при которых ее действие наиболее эффективно, для каждого двигателя индивидуальное.

Устройство турбины

Турбина имеет в основе ротор (крыльчатку), который закреплен на оси и заключен в специальный корпус. Постоянный контакт всех элементов турбины с раскаленными газами обуславливает необходимость изготовления ротора и корпуса турбины из особых жаропрочных материалов.

Крыльчатка и ось вращаются в противоположных направлениях с высокой частотой, в результате чего осуществляется плотный прижим одного элемента к другому. Поток отработавших газов проникает в выпускной коллектор, после чего оказывается в специальном канале. Данный канал находится в корпусе турбонагнетателя. Корпус имеет своеобразную форму-улитку.  После прохождения улитки, отработавшие газы разгоняются и подаются на ротор. Так осуществляется вращение турбины.

Конструкция устройства может отличаться на разных типах дизельных двигателей. Главным отличием выступает разное количество каналов для движения выхлопных газов в корпусе. Также могут дополнительно присутствовать решения, которые позволяют управлять потоком отработавших газов внутри корпуса (турбина с изменяемой геометрией) и т.п.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделитесь с друзьями:
Great Авто
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector