В отношении этих проблем, двигатель с турбонаддувом не имеет никаких отличий от атмосферного двигателя. Сегодняшнее отношение к обслуживанию и ремонту автомобиля с турбодвигателем вообще ведет к несколько нелепой и смешной реакции, "независимо от характера неисправности, это неисправность этого проклятого турбонагнетателя.
Самые плохие сценарии всегда неприятны, и непредвиденные последствия от работающей со сбоями системы турбонаддува не являются исключением. нагнетателя.
Устранение общих проблем с двигателем, может быть найдено в другом месте и не входит в рамки этой книги.
Вторая категория - неисправности узлов системы турбонаддува, или проблемы, вызванные работающей со сбоями системой турбонаддува. Эта глава предлагает руководство по локализации и устранению этих проблем.
Осмотр двигателя на предмет неисправностей, вызванных неправильной работой турбонагнетателя
Когда Вы сталкиваетесь с любой проблемой, которая даже отдаленно намекает на возможное повреждение двигателя, лучше проверить это быстрее, убедитесь, что двигатель неповрежден, или сфокусируйтесь на устранении неисправности. Тревожные признаки - плохая работа на холостом ходу, потеря мощности, или синевато-серый или белый дым, выходящий из выхлопной трубы. Чрезмерный выход масляных паров из крышки клапанного механизма или системы вентиляции картера - также причина для беспокойства.
Подходящий метод проверки - испытание на утечку, которое показывает состояние компрессионных колец, клапанов впуска и выпуска, прокладки головки блока цилиндров, и присутствия трещин в блоке или головке блока цилиндров. Она производится путем опрессовки камеры сгорания и наблюдения за количеством утечек и местами утечки. Количество утечки измеряется путем регулирования давления сжатого воздуха в камере сгорания до удобного значения. 10 бар - наиболее удобное давление, поскольку давление, остающееся в камере сгорания - остаток в процентах после утечки. Утечку можно локализовать путем прослушивания выхлопной трубы на предмет утечек через выхлопные клапана, воздушного фильтра на предмет утечек через впускные клапана, и через крышку маслозаливной горловины на предмет утечки через поршневые кольца. Повреждение прокладки головки блока цилиндров или трещины в водяной рубашке, обнаружатся как пузыри в системе охлаждения.
Проверка на утечки должна быть выполнена на теплом двигателе, с обоими закрытыми клапанами и поршнем в верхней мертвой точке.
Проверка на утечки - наиболее сложное испытание, изобретенное для определения целостности камеры сгорания. Регулятор контролирует давление в цилиндре. Манометр №1 показывает это давление. Манометр Ns 2 показывает давление, остающееся в цилиндре после всех утечек.
Выводы по проведенным измерениям можно сделать по следующим значениям:
- 9.7 -10 бар - Очень хорошо
- 9,2 - 9,6 бара - Пригодно к эксплуатации
- 8,9 - 9,1 бара - Хорошо, но меньше нормы
- 8.8 бара или меньше - Необходимо устранять неисправность
Проверка на утечку превосходит старый способ проверки компрессии по нескольким пунктам. Состояние батареи и стартера не имеет значения. Разница в зазорах клапанов не будет иметь значения. Положение распредвала не влияет на измерения.
Уплотнение прокладки головки блока цилиндров может легко быть проверено химическим способом, который распознает следы продуктов сгорания, которые нашли путь в систему охлаждения. Потащите этот продукт в магазине запчастей.
Область вокруг камеры сгорания - этим примерно и ограничены неисправности двигателя, вызванные турбонагнетателем. Маловероятно, что любое другое повреждение может быть даже отдаленно связано с турбонагнетателем.
Измеритель соотношения воздух/топливообязательный прибор для испытаний и поиска неисправностей.
Осмотр системы турбонаддува на предмет неисправностей
Двигатель не заводится
Турбонагнетатель может создавать проблемы при запуске только, если неисправность связана с утечкой воздуха в системе. Это относится к автомобилями с впрыском, оборудованным датчиком массового расхода и карбюраторным системам с протяжкой воздуха. Утечка воздуха при наличии датчика массового расхода уменьшит величину сигнала датчика, создавая условия обеднения смеси при пуске. Это также спра- ведливо для карбюраторной системы с протяжкой воздуха. Часто расходомер отвечает за включение топливного насоса. Таким образом, большая утечка может часто проявляться как неисправность топливного насоса. Система EFI, использующая датчик давления во впускном коллекторе, не будет иметь проблем с запуском из-за проблем с турбонагнетателем, поскольку утечки воздуха не имеют для нее никаких последствий. Карбюраторная система с протяжкой воздуха может иметь одну дополнительную проблему: попытка получить богатую смесь при холодном запуске через массу холодного металла. Это не проблема турбонагнетателя, а проблема конструкции - причина веская, чтобы не строить карбюраторную систему с протяжкой воздуха.
Обнаружение вакуумных утечек - стандартная диагностическая процедура. Та же самая техника применяется, когда присутствует турбонагнетатель, за исключением того, что утечка происходит наружу. Утечки наружу должны быть огромны, чтобы влиять на запуск. Ищите разъединенные шланги, большие трещины в шлангах, и другие подобные вещи.
Неустойчивый холостой ход
Менее существенные утечки, чем те, которые вызывают затруднения при запуске, могут ухудшать качество холостого хода. Соотношение воздух/топливо на холостом ходе будет всегда критической регулировкой. Используйте требуемые приборы, и проведите соответствующие регулировки. Эти утечки будут, вероятно, происходить из корпуса дроссельной заслонки.
Пропуски зажигания
Турбонагнетатель может создавать два условия, при которых в двигателе будут пропуски зажигания: обедненная смесь и необходимость более высокого напряжения, чтобы воспламенить более плотную смесь в камере сгорания. На автомобиле, оборудованном впрыском топлива, турбонагнетатель иногда может вызвать обеднение смеси при давлении во впускном коллекторе равном или около атмосферного давления. Это вызвано тем, что турбонагнетатель фактически будет поднимать давление со, скажем, 380 мм рт. ст. вакуума допустим до 250 мм рт. ст. Чтобы транспортное средство не разгонялось, нужно немного закрыть дроссельную заслонку, таким образом, сигнал от датчика положения дроссельной заслонки уменьшается. Этот сигнал снизит количество топлива при любом расходе воздуха, вызывая обеднение смеси.
Любые пропуски зажигания, при полностью открытой заслонке, вызванные обеднением смеси, очень серьезны, и нужно предпринять необходимые меры, перед тем как опять поднимать уровень наддува. Нехватка топлива значительно поднимает температуру в камере сгорания. Теплота - причина детонации, которая является Дамокловым мечем высокой эффективности. Любое обеднение смеси должно устраняться без промедления.
Обеднение топливовоздушной смеси может легко быть обнаружено некоторыми из портативных датчиков кислорода.
С необходимостью увеличенного напряжения на свечах зажигания иногда сталкиваются вследствие того, что смесь воздух/топливо в камере сгоран ия является фактически электрическим изолятором. Чем большее количество воздуха и топлива накачивает в камеру сгорания турбонагнетатель, тем больше сопротивление, следовательно, большее напряжение нужно, чтобы создать искровой разряд в зазоре между электродами. Этой проблеме можно помочь, увеличив напряжение в системе зажигания и/или, установив новые свечи зажигания.
Потеря мощности
Устранение такой проблемы как потеря мощности должно быть сосредоточено вокруг проверки и оптимизации давления наддува, установки угла опережения зажигания, соотношения воздух/топливо, датчика положения дроссельной заслонки, и обратного давления в выхлопной системе. За исключением датчика положения дроссельной заслонки, который и так понятен, все эти пункты объяснены в другом месте в этой главе.
Чрезмерное давление наддува.
Превышение давления наддува - повод для беспокойства. Так как на вестгейт возложена ответственность за регулирование давления, это, конечно, первый кандидат на проверку, когда сталкиваются с превышением давления наддува. К неисправности могут иметь отношение следующие узлы вестгейта:
Сигнальная линия
Вестгейт может работать неправильно, если будет получать неправильный сигнал, сигнальная линия может быть забитой, или может иметь утечку. Проверьте обе причины. Также, проверьте соединения на обоих концах сигнальной линии.
Привод вестгейта
Фактически единственная часть привода, вызывающая отказ -внутренняя диафрагма. На интегрированном приводе, самая простая проверка - дунуть в сигнальный канал, сигнальный канал должен быть полностью закрыт. Любая утечка - доказательство неисправности и требует замены привода. Такая же проверка может использоваться на внешнем вестгейте, за исключением того, что давление должно прикладываться к атмосферной стороне диафрагмы. Сторона диафрагмы со стороны клапана почти всегда разрабатывается с учетом небольшой утечки вокруг штока клапана; таким образом, проверка клапанной стороны будет показывать утечку вокруг направляющей стержня также как и поврежденную диафрагму.
Клапан вестгейта
Клапан вестгейта может быть заклинен и не будет открываться, или может находится в неправильном положении. Это требует снятия и разборки механизма клапана вестгейта, для выяснения и устранения причины.
Расход газа
Владелец системы турбонаддува собственного изготовления должен знать, что располагаемый расход газа через вестгейт должен быть больше требуемого. Это может также, при случае, огорчить изготовителей турбо-китов. Соответствие этих требований к расходу газа - проблема проекта, но не проблема поиска неисправностей. Если все уже проверено и ход вестгейта осуществляется должным образом, когда по-дается сигнал давления, проверьте размер вестгейта - соответствует ли он требованиям системы.
Выхлопная труба
Выхлопная труба может часто вызывать превышение давления наддува, Часто для нормальной работы вестгейта необходимо повышенное давление в выхлопной системе. Это особенно верно при использовании интегрированного вестгейта. Проблема может быть усугублена тенденцией производителей использовать турбины меньшего, чем нужно размера. Совокупность этих факторов может создать условия для превышения давления наддува, когда что-то в выхлопной системе ломается и понижает обратное давление. Разве это не-было бы смешно - иметь ржавую дыру в глушителе вашего дорогого автомобиля с турбонагнетателем, которая создает проблему превышения давления наддува и ведет к отказу двигателя? Неудивительно, что американцы паркуют свои навороченные турбоавтомобили на зиму. Можно было бы обсудить так же то, что некоторые должны парковать их независимо от времени года.
Кожух турбины
Если aftermarket турбосистема или система собственной постройки имеет проблему превышения давления наддува, но выхлопная труба и вестгейт в полном порядке, скорость вращения турбины может быть слишком высока для системы двигатель/турбонагнетатель. Это означает, что кожух турбины турбонагнетателя слишком мал, таким образом, превышается скорость вращения турбины и создает слишком высокое давление наддува. Ответ состоит в том, чтобы увеличить отношение А/К кожуха турбины, снизить скорость вращения турбины, которая в свою очередь уменьшит тенденцию к превышению давления наддува.
Низкое или медленно нарастающее давление наддува
Турбонагнетатель
Несколько параметров турбонагнетателя могут являться причиной низкого или инерционного давления наддува. Большинство причин происходит или из-за плохо работающей новой установки или из-за старой системы с новыми проблемами.
Размер турбонагнетателя
Если турбонагнетатель слишком большой реакция, конечно, будет замедленной. Можно взять турбонагнетатель настолько большой, что он вообще не будет производить никакого давления наддува, потому что отработанных газов от двигателя недостаточно для его работы. Хотя эго очень маловероятно, почти также маловероятно, что удастся выбрать оптимальный размер турбонагнетателя с первой попытки. Решение состоит в уменьшении размер кожуха турбины.
Утечки на выхлопе
Большие утечки отработанных газов перед турбиной могут вносить вклад в замедленную реакцию. Большие утечки будут не только слышны, они должны быть огромны. Если не найдено отверстие, в ко- торое Вы можете вставить карандаш, не ожидайте, что причина замедленной реакции - утечки на выхлопе.
Гайка крепления колеса компрессора
Гайка фиксации компрессора, если она незатянута, позволит валу проворачиваться внутри колеса компрессора. Необходим доступ к рабочему колесу турбины, для фиксации вала при затяжке гайки фиксации компрессора. Эти гайки вообще затягиваются с моментом приблизительно 25 кг*см. Это может быть приблизительно так, затягивайте гайку, пока она не коснется колеса компрессора, затем доверните на четверть оборота. При затяжке гайки компрессора, важно не допускать никакой боковой нагрузки на вал турбины.
Отсутствие воздушного фильтра
Износ рабочего колеса компрессора может понижать давление наддува. Работа без воздушного фильтра, в конечном счете, приведет к износу рабочего колеса компрессора до такой степени, что оно больше не сможет нагнетать воздух. Когда начинается процесс износа, рабочее колесо компрессора будет терять свою эффективность, приводя к повышению температуры воздуха, которая в свою очередь может приводить к проблемам с детонацией.
Вестгейт
Механические неисправности, из-за которых вестгейт не может полностью закрываться, вызывают большую утечку выхлопных газов мимо турбонагнетателя, вызывая инерционную медленную реакцию. Неисправный клапан вестгейта вообще редко будет препятствовать созданию нормального двления турбонагнетателем, но потребуются гораздо большие обороты двигателя, чтобы достигнуть нормального давления наддува. Если, например, клапан вестгейта заклинен в положении максимального давления наддува, система должна развить достаточно оборотов только для того, чтобы количество газов превысило размеры утечки перед тем, как создать какое-нибудь давления наддува.
Выхлопная труба
Любые неисправности в выхлопной трубе, которые создают препятствие для выхода выхлопных газов, будут причиной более высокого порога наддува и/или более низкого значения максимального наддува. Проверьте давление в трубе выше любого возможного препятствия. Вообще, обратное давление более 0,7 бара, вызывает почти полную потерю наддува. Обратное давление более 0,15 бара нежелательно при любых обстоятельствах, даже если не вызывает потери абсолютного давлен ия наддува.
Воздушный фильтр
Если воздушный фильтр меньше требуемого размера или слишком загрязнен, то он не позволитсистеме функционировать на ожидаемом уровне. Это условие также создает плохой побочный эффект в виде увеличения температуры на впуске.
Впускные шланги компрессора
Почти всегда, воздушный фильтр или измеритель расхода воздуха будут соединены с входом компрессора турбонагнетателя гибким патрубком того или иного вида. Если фильтр или расходомер являются узкими частями системы, возможно создание разрежения, достаточного, чтобы сплющить соединительные шланги. Обычный признак сплющенного шланга - внезапная потеря наддува. Сила, действующая на большие шланги от небольшой разницы давлений, может быть достаточно большой.
Пропуски зажигания
Любые пропуски зажигания при работе с наддувом вызваны неисправностью системы зажигания или слишком бедной для горения топ-ливовоздушной смеси. Отсутствие воспламенения смеси может быть вызвано неисправными свечами, проводами, катушкой зажигания или всеми перечисленными неисправностями одновременно. Если зажигание работает должным образом, то проблема может быть в соотношении воздух/топливо.
Потеря тяги
Явная неисправность при полностью открытой дроссельной заслонке - чрезмерно богатое соотношение воздух/топливо, вызывающее падение тяги. Это проявляется в потере мощности, при полностью открытой заслонке, часто сопровождаемой черным дымом из выхлопной трубы. Другой частой причиной потери тяги, также при полностью открытой дроссельной заслонке, является значительное уменьшение опережения зажигания. Неисправный датчик детонации может вызывать такие же признаки. Опасный побочный эффект позднего зажигания -значительное повышение температуры выхлопных газов. Повреждение выпускного коллектора и/или турбины могут стать следствием уменьшения опережения зажигания.
Детонация
Металлический звук детонации - ясный сигнал того, что здоровье Вашего двигателя находится под угрозой. Все усилия должны быть сфокусированы на избавлении системы от детонации. Можно долго диагностировать разнообразные причины детонации, но двигатель с турбонаддувом, работающий с детонацией, должен рассматриваться как результат несерьезного подхода к проектированию. Вообще, все проблемы с детонацией возникают от одного из следующих шести пунктов. Вероятность каждого из них как источника проблемы - приблизительно соответствует порядку, в котором они перечислены.
Октановое число
Октановое число топлива - критерий его стойкости к самовозгоранию, или детонации. Чем больше октановое число, тем выше эта стойкость. Качество топлива относительно постоянно, но когда оно под сомнением, желательно сменить марку топлива.
Настройка зажигания
Неправильная установка угла опережения зажигания редко является неисправностью системы, скорее всего это неточность регулировки. Проверка статического и максимального угла опережения зажигания практически всегда покажет имеющееся несоответствие в системе за- жигания. Система управления углом опережения зажигания по датчику детонации может быть причиной многих неисправностей, одна из которых - ошибка в распознавании детонации и действиях по ее устранению. Если возможна неисправность датчика детонации, обратитесь к инструкции по эксплуатации системы или, в случае штатной системы, к инструкции к транспортному средству.
Бедная смесь
Обедненная рабочая смесь способствует детонации, потому что меньшее количество испаренного топлива, поглощает меньшее количество теплоты. Таким образом, бедная смесь увеличивает количество тепла, основной причины детонации. Двигатель с турбонаддувом требует слегка более богатых смесей, чем обычный атмосферный двигатель, при этом дополнительное топливо действует подобно жидкому промежуточному охладителю. Назовем это штатным промежуточным охладителем.
Противодавление отработанных газов
Слишком маленькая турбина будет блокировать выхлопные газы в выпускном коллекторе, или являеться, в некотором смысле, сужением в выхлопной системе и приведет к увеличению обратного давления в системе. Противодавление удерживает горячие газы в камере сгорания. Неисправность любого вида, которая увеличивает противодавление, серьезно ухудшает детонационную стойкость двигателя.
Промежуточный охладитель
Промежуточный охладитель серьезно влияет на порог детонации двигателя с турбонаддувом. Что-нибудь, что снижает эффективность промежуточного охладителя, понижает порог детонации. Кроме удаления различного мусора, вроде клочков газет, застрявшего перед промежуточным охладителем, единственное необходимое периодическое обслуживание состоит в удалении масляного налета изнутри, который накапливается при нормальной эксплуатации. Масляный налет заметно уменьшает эффективность промежуточного охладителя
Температура окружающей среды
Бывают дни, когда все работает не так как должно, и температура окружающей среды, конечно, вносит в это свой вклад. Системы турбонаддува, работающие с высокими уровнями наддува, обычно работают на грани порога детонации и могут легко преодолеть эту страшную границу, если температура окружающей среды изменится в худшую сторону. Разработки относительно сезонных и ежедневных изменений температуры окружающей среды не входят в область рассмотрения этой книги.
Итоги главы
Что такое детонация, и почему она так разрушительна? Детонация - самовозгорание топливовоздушной смеси перед фронтом горения - взрывное сгорание, в отличие от управляемого горения. Она происходит после того, как начался процесс сгорания и обычно начинается в самой дальней от фронта пламени области камеры сгорания. Поскольку фронт пламени распространяется через камеру, давление и температура оставшейся топливовоздушнои смеси возрастают. Если при этом превышается температура самовоспламенения, оставшаяся смесь взрывается. Слышимый при этом звон - ударная волна взрыва.
Детонация чрезвычайно разрушительна. Это результат воздействия температур, которые в центре взрыва могут достигать 10000°С. Пики давления, вызванные взрывом, могут достигать нескольких сотен бар, а скорость нарастания давления достаточно высока, чтобы рассматривать её как ударную динамическую нагрузку. Температуры и давления, сопровождающие детонацию, почти в десять раз выше, чем при управляемом горении смеси.
Никакие металлы, существующие сегодня, никакие кованые поршни, и никакие специальные прокладки головки блока цилиндров не могут противостоять детонации. Так же имейте ввиду, что при частоте врещения 6000 оборотов в минуту, за одну секу нду в каждой камере сгорания могут происходить пятьдесят детонационных взрывов. Таким образом:
Если Вы слышите звук детонации - снимите ногу с педали.
