Турбины
Семинар Mahle

 
 
 
 

Когда изобрели турбины? Чем режим эксплуатации современных турбокомпрессовров отличается от такового еще каких-то 10...20 лет назад? Почему восстановление турбины не всегда приносит желаемый результат? Об этом и многом другом на организованном компанией Inter Cars семинаре представитель Mahle Марчей Хадриш (Marcej Hadryṡ).

   
  turbīnas, turbīnu remonts, ремонт турбин, турбокомпрессор, Mahle, Inter Cars, intercars.lv
   
 

В какие годы начали применять турбины на двигателях внутреннего сгорания? Знатоки, конечно же, вспомнят Chevrolet Corvair Monza или Oldsmobile Jetfire 1962 года − одни из первых серийных автомобилей с турбированными двигателями. Чуть позже в 1969-м году − была представлена гоночная BMW-2002, 2,0-литровый турбомотор которой развивал 280 л.с., что неплохо и по нынешним меркам. Позже появилась и дорожная версия. В 1977-м году дебютировал Saab 99 Turbo. Выходит, турбины начали применяться только во второй половине ХХ века? Это не так.  

Более 100 лет назад, в 1905-м году швейцарский инженер Альфред Бюши (Alfred Büchi) получил патент от Имперского Патентного бюро на то устройство, которое мы сегодня называем турбиной. Первое практическое применение относится к 1910-му году. Изначально турбины использовались на авиационных моторах. Турбина, закачивая в двигатель больше воздуха, компенсировала низкое атмосферное давление на больших высотах. Это позволяло самолету подняться на большую высоту.

Еще один вопрос на засыпку: когда начали применять турбины на дизелях? Ответ опять напрашивается сам собой: в 1978-м году Mercedes-Benz выпустил модель 300 SD. На самом же деле турбодизели стали использовать намного раньше, но не автомобильных, а на судовых дизелях. В 1923 году немецкие пассажирские лайнеры Danzig и Preussen демонстрировали впечатляющие по тем временам параметры: наддув позволил поднять мощность двигателей с 1750 до 2500 л.с.

В целом, до 1950-х годов турбины применялись преимущественно в авиации, двигателях железнодорожных локомотивов и судов, промышленности, чуть позже − в двигателях сельскохозяйственной техники. Почему не на легковых автомобилях? Технологии того времени позволяли создавать только относительно тихоходные турбины. Более высокооборотистые агрегаты первых серийных легковушек не отличались надежностью.

   
  turbīnas, turbīnu remonts, ремонт турбин, турбокомпрессор, Mahle, Inter Cars, intercars.lv
 

Mahle, в основном, производит турбины для легковых автомобилей, тем не менее турбины для грузовиков тоже в ассортименте присутствуют. Такие турбины, как правило, проще по конструкции, массивнее, максимальная скорость вращения редко превышает 130 000 об/мин. Выдающаяся динамика грузовику не требуется, а потому механизм изменяемой геометрии тоже не нужен. В общем-то, эти факторы и объясняют, почему грузовые турбины имеют больший ресурс, чем легковые.

   
 

Режимы эксплуатации

Современные легковые турбины по скорости вращения существенно обогнали своих предков полувековой давности, а потому требуют несколько иного обращения. Аксиома: после поездки, особенно – по трассе, турбину рекомендуется остужать. Для этого просто надо дать двигателю поработать на холостом ходу. Раньше считалось, что 60 секунд – вполне достаточно, сегодня инженеры рекомендуют остужать турбину не менее 90 секунд. Причина в том, что современные турбины работают с все большей нагрузкой. 

Самый дешевый способ поднять мощность мотора – это повысить обороты турбины, и это регулярно происходит. Казалось бы, еще не так давно 200 000 об/мин казались большой частотой вращения, а сегодня некоторые турбины развивают уже больше 300 000 об/мин. Второй фактор – не смотря на постоянно растущую нагрузку, сами турбины становятся все меньше. Здесь речь идет, в первую очередь, о легковых автомобилях.

Третий момент – стал жестче режим смазки: интервалы замены масла увеличились. Хорошо, если владелец использует качественные масляные фильтры. А если нет? Тогда турбина начинает работать в качестве второго фильтра. Кроме того, масла в системе стало меньше. Если взять, например, средний 2,0-литровый двигатель, то раньше в нем было около 5 литров масла, а сегодня – 4,2…4,3. Меньшее количество масла позволяет двигателю быстрее прогреваться до рабочей температуры после холодного запуска. Чем короче время работы в неоптимальном режиме – тем ниже выбросы вредных веществ. Для экологии хорошо, для турбины – не очень.  

Как известно, масло не только смазывает турбину, но и охлаждает ее. Температура поступающих в турбину выхлопных газов – около 850ºС, температура газов на выходе – 650ºС. То есть, разница остается внутри турбины. Да и холодная часть турбины условно считается холодной: воздух при сжатии нагревается до 150…180ºС. Как известно, из 100% находящегося в двигателе масла одновременно активно работает 80%, остальное находится в картере, и т.д. Эти 80% масла полностью прокачиваются через турбину примерно за 3 минуты. Температура масла в турбине достигает примерно 140 ºС.

Меньшее количество масла в системе пытаются компенсировать его лучшим качеством. При этом один важный параметр компенсировать все-таки не удается: это теплоемкость. Законы физики не обмануть: меньшее количество масла отводит меньшее количество тепла. Итак, условия работы стали жестче, и на фоне этого особенно важно уделять должное внимание качеству и периодичности замены масла, а также фильтров: масляного и воздушного. Невнимательное отношение к этому вопросу сегодня обходится дороже, поскольку выводит из строя не одну турбину, а все, сколько их есть в машине: две, три, а иногда − и четыре, как на новейших двигателях BMW.
   
  turbīnas, turbīnu remonts, ремонт турбин, турбокомпрессор, Mahle, Inter Cars, intercars.lv
 

Продукции Mahle присуща простая и понятная маркировка, которая облегчает поиск деталей по каталогам. Зная номер турбины, можно безошибочно подобрать комплекты сопутствующих деталей. В индексе меняются только буквы: ТС − турбокомпрессор, ТА − комплекты уплотнений, ТК − детали ремкомплекта. К слову, в каталогах Mahle можно найти ремкомплекты к турбинам других производителей.

   
 

Вопросы ремонта  

Конечно, при выходе турбины из строя лучший вариант − это замена. Однако, понимая реалии рынка, Mahle предлагает решения и для ремонта. В частности, в каталогах можно найти отдельно актуаторы турбин с изменяемой геометрией, что ценят многие автовладельцы. На семинарах часто задают вопрос: почему комплект для установки турбины (Kit Set) не кладется в коробку с самой новой турбиной? Ответ прост: эти комплекты нужны отдельно значительно чаще, чем новые турбины. В одной только Польше около 600 компаний, занимающихся восстановлением турбокомпрессоров. По данным Mahle, больше таких компаний только в Мексике.

К сожалению, восстановление турбины не всегда приносит желаемый результат. Дело даже не в том, что далеко не у всех есть серьезное оборудование для этих целей – те же балансировочные машины. По сути, восстановление – это замена картриджа. Корпус остается старый. Даже если картридж подобран и установлен правильно, существует еще один нюанс, который иногда упускается из виду.   

Распространенная ошибка – перед установкой нового картриджа не проводятся замеры корпуса. Дело не только в том, что ремкомплект может немного отличаться. Проблема заключается в деформации корпуса. Температурный режим современных двигателей становится все выше. Как уже говорилось, далеко не все автовладельцы остужают турбину на холостом ходу после поездки. В результате регулярных перегревов корпус старой турбины может деформироваться, и в результате новый картридж встает на место немного не так, как должен. Естественно, через некоторое время после ремонта такая турбина снова начинает выть. В общем-то, ее и ремонтировать не стоило.

   
  turbīnas, turbīnu remonts, ремонт турбин, турбокомпрессор, Mahle, Inter Cars, intercars.lv
  Ремкомплект для двигателей PSA. На первый взгляд, эти детали не имеют отношения к турбине, но специалисты Mahle настоятельно рекомендуют их тоже заменить. Это обусловлено изначально не самой удачной конструкцией двигателя. В частности штатный маслоприемник − короче, чем нужно для нормального забора масла при некотором снижении уровня в картере. Результатом этого становится хронический режим частичного масляного голодания, что негативно сказывается на ресурсе турбины, да и двигателя в целом. Для решения проблемы Mahle предлагает удлиненный маслоприемник. Еще одна конструктивная особенность − обратная магистраль из-за своей формы страдает скоплением грязи внутри, в месте изгибов. Вычистить ее нормально практически невозможно, и если оставить старую магистраль, то нарушается отток, в результате чего даже новая турбина может начать гнать масло.
   
 

Случаются и ошибки при монтаже. В принципе, после установки турбины рекомендуется завести двигатель не более чем на 120 секунд на холостом ходу. Этого достаточно, чтобы убедиться, что турбина работает нормально. При этом за две минуты узел не успеет повредиться, если что-то не так. К сожалению, этой простой рекомендации следуют не всегда.

Во избежание потенциально возможных ошибок Mahle оказывает широкую информационную поддержку. В каждой коробке − наглядная инструкция со схемами, на сайте mahle-atermarket.com можно найти множество полезных сведений, в том числе − о первопричинах дефектов, которые бывают достаточно каверзными. Данные регулярно обновляются и пополняются. Это − достаточно кропотливая работа, но она необходима, ибо в нынешних реалиях информация для автомеханика не менее важна, чем практические навыки.
   
  turbīnas, turbīnu remonts, ремонт турбин, турбокомпрессор, Mahle, Inter Cars, intercars.lv
 

С 2019-го года упаковка продуктов, предназначенных для рынка послепродажного обслуживания, меняет цвет с красного на синий, а название Mahle Original сокращается до Mahle.

 
 

BMTS

Первая турбина Mahle появилась в 2010-м году. Некоторые автовладельцы до сих пор удивляются: разве Mahle производит турбины?  Да, это делается это в альянсе с компанией Bosch. Турбины выпускаются под маркой BMTS − Bosch Mahle Turbo Systems. Сильная сторона Mahle − механика, Bosch − электроника.
       
  turbīnas, turbīnu remonts, ремонт турбин, турбокомпрессор, Mahle, Inter Cars, intercars.lv
       
  Сотрудничество приносит хорошие результаты: BMTS входит в тройку крупнейших производителей турбин. Есть нюансы в маркировке: если на корпусе турбины написано BMTS − это ОЕ-продукт, если Mahle − то узел предназначен для рынка послепродажного обслуживания. Качество, естественно, идентичное.
   
  turbīnas, turbīnu remonts, ремонт турбин, турбокомпрессор, Mahle, Inter Cars, intercars.lv
   
  turbīnas, turbīnu remonts, ремонт турбин, турбокомпрессор, Mahle, Inter Cars, intercars.lv
 

Высокое, а главное − стабильное качество продукции обусловлено тем, что производство максимально роботизировано. Кстати, большинство производственных роботов было разработано и построены самой компанией Mahle.

 
 

 

Кстати:

Усложнение и упрощение

Постоянно усложняющаяся конструкция автомобилей приводит к взаимному снижению ресурса узлов и к удорожанию ремонта. Например, как известно, проблемы с EGR напрямую влияют на турбину: EGR гонит сажу, которая забивает механизм изменяемой геометрии. На первых порах некоторые автовладельцы были не прочь упростить конструкцию своего автомобиля, удалив EGR. Сегодня такие процедуры зачастую становятся опасными. В Польше по новым законам за удаление EGR предусмотрена уголовная ответственность как для механика, который это делал, так и для автовладельца.
 
 
 
 
 
 
sagatavots / подготовлено brauc.com; car-use.lv ®