Категория: Устройств

Устройство турбонаддува – ОСНОВЫ ТУРБОНАДДУВА часть 1-2 — DRIVE2

ОСНОВЫ ТУРБОНАДДУВА часть 1-2 — DRIVE2

Основные принципы работы турбодвигателя.

Как известно, мощность двигателя пропорциональна количеству топливовоздушной смеси, попадающей в цилиндры. При прочих равных, двигатель большего объема пропустит через себя больше воздуха и, соответственно, выдаст больше мощности, чем двигатель меньшего объема. Если нам требуется, чтобы маленький двигатель выдавал мощности как большой или мы просто хотим, чтобы большой выдавал еще больше мощности, нашей основной задачей станет поместить больше воздуха в цилиндры этого двигателя. Естественно, мы можем доработать головку блока и установить спортивные распредвалы, увеличив продувку и количество воздуха в цилиндрах на высоких оборотах. Мы даже можем оставить количество воздуха прежним, но поднять степень сжатия нашего мотора и перейти на более высокий октан топлива, тем самым подняв КПД системы. Все эти способы действенны и работают в случае, когда требуемое увеличение мощности составляет 10-20%. Но когда нам нужно кардинально изменить мощность мотора — самым эффективным методом будет использование турбокомпрессора.

Каким же образом турбокомпрессор позволит нам получить больше воздуха в цилиндрах нашего мотора? Давайте взглянем на приведенную ниже диаграмму:

Рассмотрим основные этапы прохождения воздуха в двигателе с турбокомпрессором:

— Воздух проходит через воздушный фильтр (не показан на схеме) и попадает на вход турбокомпрессора (1)
— Внутри турбокомпрессора вошедший воздух сжимается и при этом увеличивается количество кислорода в единице объема воздуха. Побочным эффектом любого процесса сжатия воздуха является его нагрев, что несколько снижает его плотность.
— Из турбокомпрессора воздух поступает в интеркулер (3) где охлаждается и в основной мере восстанавливает свою температуру, что кроме увеличения плотности воздуха, ведет еще и к меньшей склонности к детонации нашей будущей топливовоздушной смеси.
— После прохождения интеркулера воздух проходит через дроссель, попадает во впускной коллектор (4) и дальше на такте впуска — в цилиндры нашего двигателя.
Объем цилиндра является фиксированной величиной, обусловленной его диаметром и ходом поршня, но так как теперь он заполняется сжатым турбокомпрессором воздухом, количество кислорода зашедшее в цилиндр становится значительно больше чем в случае с атмосферным мотором. Большее количество кислорода позволяет сжечь большее количество топлива за такт, а сгорание большего количества топлива ведет к увеличению мощности выдаваемой двигателем.
— После того как топливо-воздушная смесь сгорела в цилиндре, она на такте выпуска уходит в выпускной коллектор (5), где этот поток горячего (500С-1100С) газа попадает в турбину (6)
— Проходя через турбину, поток выхлопных газов вращает вал турбины на другой стороне которого находится компрессор, и, тем самым совершает работ

www.drive2.ru

Все о принципах работы турбонаддува. — DRIVE2

Турбонаддув – это система, позволяющая увеличить максимальную мощность двигателя автомобиля, используя для этого энергию выхлопных газов. Эту систему еще часто называют просто «турбина» – по названию основного агрегата, который под давлением нагнетает отработанные мотором газы в турбокомпрессор, а тот, в свою очередь, подает в цилиндры двигателя большее количество воздуха, чем атмосферный мотор.

История

Многие водители полагают, что турбированные моторы появились относительно недавно — во второй половине ХХ века, когда турбонагнетателями стали оснащать силовые установки автомобилей немецких марок Mercedes-Benz и BMW. На самом деле датой рождения турбированного двигателя считают 1911 год, когда американец Альфред Бюхи получил патент на промышленное изготовление системы, позволявшей в несколько раз увеличить мощность обычного двигателя. Надо отметить, что за 15 лет до этого события двое немцев, Готлиб Даймлер и Рудольф Дизель уже проводили испытание агрегатов, которые помогали более эффективно нагнетать воздух в цилиндры двигателя, но да патентования этой технологии дело так и не дошло.

Впрочем, первые турбины хотя и давали весьма ощутимую прибавку в мощности, но из-за своей громоздкости во много раз увеличивали и без того немаленький вес двигателей автомобилей тех лет. Так что распространение технологии турбонаддува для легковых автомобилей застопорилось на долгие годы, тогда как турбины довольно активно применялись на грузовом и специальном транспорте. В США, фактической и юридической родине турбонагнетательной системы, производители легкового транспорта не спешили применять ее в серийном производстве, сделав ставку на большие по объему и прожорливые атмосферные моторы. Хотя первые серийные модели, на которых устанавливался турбонаддув, появились именно в Соединенных Штатах – это были Chevrolet Corvair Monza и Oldsmobile Jetfire.

Более экономная Европа, по которой, к тому же, в середине ХХ века ударил бензиновый кризис, начала склоняться к популярной ныне идее даунсайзинга – уменьшения рабочего объема двигателя с одновременным повышением его мощности. Добиться такого результата помогала система турбонаддува. За прошедшие с момента изобретения системы годы конструкторы усовершенствовали технологию, сделав элементы системы более легковесными, одновременно повысив ее производительность. Но одним из существенных недостатков, который так и не был искоренен по прошествии времени, являлся повышенный расход топлива. И именно поэтому модели, оборудовавшиеся турбированными бензиновыми моторами, не снискали популярности в народе.

Выход из ситуации был найден в 1970-х годах, когда компания Mercedes-Benz выпустила на рынок свою первую модель, оснащенную дизельным двигателем с турбонаддувом – 300 SD.

Конструкторам удалос

www.drive2.ru

ЧТО ТАКОЕ ТУРБИНА И КАК РАБОТАЕТ ТУРБО МОТОР Часть 1. — DRIVE2

Основы турбо-наддува. Часть 1.

Основные принципы работы турбо двигателя.

Как известно, мощность двигателя пропорциональна количеству топливо-воздушной смеси попадающей в цилиндры. При прочих равных, двигатель большего объема пропустит через себя больше воздуха и, соответственно, выдаст больше мощности, чем двигатель меньшего объема. Если нам требуется что бы маленький двигатель выдавал мощности как большой или мы просто хотим что бы большой выдавал еще больше мощности, нашей основной задачей станет поместить больше воздуха в цилиндры этого двигателя. Естественно, мы можем доработать головку блока и установить спортивные распредвалы, уеличив продувку и количество воздуха в цилиндрах на высоких оборотах. Мы даже можем оставить количество воздуха прежним, но поднять степень сжатия нашего мотора и перейти на более высокий октан топлива, тем самым подняв КПД системы. Все эти способы действенны и работают в случае когда требуемое увеличение мощности составляет 10-20%. Но когда нам нужно кардинально изменить мощность мотора — самым эффективным методом будет использование турбокомпрессора.

Каким же образом турбокомпрессор позволит нам получить больше воздуха в цилиндрах нашего мотора? Давайте взгянем на приведенную ниже диаграмму:

Рассмотрим основные этапы прохождения воздуха в двигателе с турбокомпрессором:

— воздух проходит через воздушный фильтр (не показан на схеме) и попадает на вход турбокомпрессора (1)
— внутри турбокомпрессора вошедший воздух сжимается и при этом увеличивается количество кислорода в единице объема воздуха. Побочным эффектом любого процесса сжатия воздуха является его нагрев, что несколько снижает его плотность.
— Из турбокомпрессора воздух поступает в интеркулер (3) где охлаждается и в основной мере восстанавливает свою температуру, что кроме увеличения плотности воздуха ведет еще и к меньшей склонности к детонации нашей будущей топливо-воздушной смеси.
— После прохождения интеркулера воздух проходит через дросеель, попадает во впускной коллектор (4) и дальше на такте впуска — в цилиндры нашего двигателя.
Объем цилиндра является фиксированной величиной, обусловленной его диаметром и ходом поршня, но так как теперь он заполняется сжатым турбокомпрессором воздухом, количество кислорода зашедшее в цилиндр становится значительно больше чем в случае с атмосферным мотором. Большее количество кислорода позволяет сжечь большее количество топлива за такт, а сгорание большего количества топлива ведет к увеличению мощности выдаваемой двигателем.
— После того как топливо-воздушная смесь сгорела в цилиндре, она на такте выпуска уходит в выпускной коллекторе (5) где этот поток горячего (500С-1100С) газа попадает в турбину (6)
— Проходя через турбину поток выхлопных газов вращает вал турбины на другой стороне которого находится компрессор и тем самым совершает работу по сжатию очередной порции воздуха. При этом происходит падение давления и температуры выхлопного газа, поскольку часть его энергии ушла на обеспечение работу компрессора через вал турб

www.drive2.ru

Турбонаддув: что это такое, зачем нужен, как устроен и как работает турбонагнетатель

Турбонаддув представляет собой разновидность наддува, позволяющий подавать воздух в цилиндры ДВС под высоким давлением, которое обеспечивается высвобождаемой от сгорания топлива энергией выхлопных газов.

За счет турбонаддува повышается рабочая мощность двигателя, при этом не увеличивается внутренние объемы цилиндров двигателя и количество оборотов, совершаемых коленвалом. Кроме всего прочего турбонаддув позволяет снизить прожорливость двигателя, а также уменьшить токсичность газов благодаря более эффективному сгоранию топливовоздушной смеси.

Турбонаддув довольно широко используется на ДВС, работающих как на бензине так и на дизтопливе. При этом использование системы турбонаддува на дизелях считается более выгодным благодаря высокому показателю сжатия ДВС и малой частоте оборотов коленвала.

В бензиновых двигателях высока вероятность возникновения детонирующего эффекта вследствие значительного увеличения количества оборотов двигателя и высокого температурного режима газов при сгорании топлива (до 1000 °C, у дизеля лишь 600 °C).

Устройство системы турбонаддува

Система турбонаддува состоит из следующих элементов:

  • воздушный заборник и фильтр;
  • дроссельная заслонка;
  • турбинный компрессор;
  • интеркулер;
  • коллектор впускной;
  • соединительные патрубки;
  • напорные шланги

Турбинный компрессор (нагнетатель)

Основной элемент устройства турбонаддува, который предназначен для увеличения рабочего давления воздушной массы в системе впуска. Турбокомпрессор состоит из турбинного и компрессорного колес, которые установлены на роторном валу. Все элементы турбокомпрессора находятся в специальных защитных корпусах.

Турбинное колесо используется для переработки энергии, выделяемой отработанными газами. Колесо и его корпус изготавливаются из высокопрочных и жароустойчивых материалов – стальных и керамических сплавов.

Компрессорное кольцо применяется для всасывания воздушной массы, с дальнейшим ее сжатием и нагнетанием в цилиндры ДВС.

Кольца турбокомпрессора установлены на роторном валу, который совершает вращательные движения в плавающих подшипниках. Для более эффективной работы подшипники постоянно смазываются маслом, которое поступает по канальцам, расположенным в подшипниковом корпусе.

Интеркулер

Интеркулер – воздушный или жидкостной радиатор, который применяется для своевременного охлаждения предварительно сжатого воздуха, вследствие чего происходит увеличивается давление и плотность воздушного потока.

Регулятор давления наддува

Ключевым элементом управления турбонаддувом является регулятор давления наддува, который по сути своей является перепускным клапаном. Основным назначением клапана является сдерживание и перенаправление части вырабатываемых газов в обход турбинного колеса для снижения давления наддува. 

Перепускной клапан может быть оснащен приводом электрического или пневматического типа. Активация клапана происходит вследствие приема сигналов от датчика давления.

Предохранительный клапан

Клапан предохранительный используется для предотвращения скачков давления воздушной массы, которое часто возникает при быстром закрытии дроссельной заслонки. Избыточное давление либо стравливается в атмосферу, либо переподается на вход компрессора.

Принцип действия турбонаддува

Система турбонаддува использует энергию газов, которые образуются при сгорании топлива. Газы обеспечивают вращательные движения колеса турбинного типа, которое в свою очередь запускает компрессорное колесо, отвечающее за сжатие и нагнетание воздушной массы в систему. Далее происходит охлаждение воздуха при помощи интеркулера и подача его в цилиндры.

Очевидно, что хотя турбонаддув механически никак не связан с коленвалом двигателя, однако его работа и ее эффективность находится в прямой зависимости от скорости вращения коленчатого вала. Чем выше обороты двигателя, тем эффективнее работает турбонаддув.

Несмотря на свою практичность и эффективность, система турбонаддува имеет некоторые недостатки. Ключевым из них является появление турбоям – задержка в увеличении мощности ДВС.

Подобное явление проявляется вследствие инерционности системы – задержки в увеличении давления наддува при достаточно резком нажатии на газ, что может привести к разрыву между требуемой мощностью двигателя и производительностью турбины.

Для устранения эффекта турбоямы используются три основных метода:

  • Использование системы с двумя (и более) турбокомпрессорами. Турбины могут устанавливаться параллельно – это допускается на двигателях V-образного типа. При этом каждая турбина устанавливается на свой ряд цилиндров. Идея данного метода в том, что две турбины меньшего размера обладают более низкой инерционностью, чем одна большая турбина. Турбины так же могут устанавливаться и последовательно, причем их может быть от двух до четырех (Bugatti). Увеличение производительности и максимальная эффективность турбонаддува в этом случае достигаются за счет того, что при разных оборотах двигателя используется свой турбокомпрессор.
  • Использование турбины с изменяемой геометрией. Подобный метод обеспечивает более рациональное использование энергии отработанных газов за счет изменения площади сечения входного канала турбины. Данный метод весьма часто используется на дизельных двигателях, например всем известная система TDI от Volkswagen.
  • Использование комбинированного типа турбонаддува. Данный метод позволяет применять симбиоз двух систем – механического и турбинного наддува. Механический наддув эффективен на малых оборотах коленвала, при которых сжатие воздуха обеспечивается нагнетателем механического типа. Турбонаддув применяется при высоких оборотах коленвала, где функцию нагнетания воздуха берет на себя турбинный компрессор. Наиболее распространенной системой комбинированного наддува является наддув двигателя TSI от Volkswagen.

autodromo.ru

Теория турбонаддува — DRIVE2

Кто из автолюбителей не слышал волшебное слово «турбо»? Звенит в ушах, воображение рисует нечто мощное, стремительное. На этом фоне как-то скучно звучат термины «механический компрессор» или, хуже того — «объемный нагнетатель». На деле — не совсем так. Или совсем не так.

Какой водитель не мечтал о том что бы в его автомобиле жило намного больше лошадок под капотом чем есть. Если кто-то заявит, что он не из таких, то наверняка слукавит. Благо последнее время данную проблему довольно легко решить, вариантов увеличения мощности двигателя, да и комплектующих как грязи. В нашу жизнь плотно вошло слово «тюнинг» и многие тюнинговых ателье берутся сделать с вашим любимцем все, что угодно.

В русский язык с давних пор вошел термин «форсировка» (от английского force — сила), который означает «увеличение мощности». Стоит вспомнить, что мощность двигателя напрямую связана со следующими его основными параметрами:

— рабочим объемом цилиндров;

— количеством подаваемой топливо-воздушной смеси;

— эффективностью ее сжигания;

— энергетической «заряженностью» топлива.

Стоит заметить, что есть ещё несколько вариантов увеличения мощности — полировка впускного/выпускного каналов, применение фильтров нулегого сопротивления, применение прямоточной системы выхлопа, изменение параметров программного обеспечения (чип-тюнинг), расточка цилиндров или переходе с бензина на «нитру» (закись азота).

Перечисленные решения позволяют увеличить мощность, но не существенно, раз ве что это не касается «нитроса». Кардинальное решение одно — увеличение подачи топливо-воздушной смеси. Чем больше топлива сжигается в единицу времени, тем выше мощность мотора. Но бензин не горит «просто так», для этого нужен воздух (кислород) — во вполне определенных количествах. Чтобы увеличить подачу топлива, вначале придется соответствующим образом увеличить подачу воздуха. Сам мотор с этой задачей не справится — его возможности по всасыванию воздуха ограничены (даже при применении фильтров с нулевым сопротивлением). Поэтому и появились те самые «турбо», «компрессоры» и «нагнетатели». Они разные, и дают разные результаты.

Для начала немного теории:

Представим себе такт впуска двигателя внутреннего сгорания: мотор в это время работает как насос, к тому же весьма неэффективный — на пути воздуха (горючей смеси) находится воздушный фильтр, изгибы впускных каналов, в бензиновых моторах — еще и дроссельная заслонка. Все это, безусловно, снижает наполнение цилиндра. Ну а что требуется, чтобы его повысить? Поднять давление перед впускным клапаном — тогда горючей смеси (для дизелей — воздуха) в цилиндре «поместится» больше. Энергия сгорания заряда с большим количеством топлива, само собой, станет выше; вырастет и общая мощность двигателя.

Для этих целей было придумано довольно много решений, но распространение получили не многие. 1. Роторный нагнетатель Roots.

Создан Фрэнсисом Рутсом еще в 1860 году. Первоначально использовался как вентилятор для проветривания промышленных помещений. Суть конструкции: две вращающиеся в противоположных направлениях прямозубые «шестерни», помещенные в общий кожух (напоминает современный маслонасос). Объемы воздуха в пространстве между зубьями шес

www.drive2.ru

Turbo для чайников — DRIVE2

Принцип работы основан на использовании энергии отработавших газов. Поток выхлопных газов попадает на крыльчатку турбины (закреплённой на валу), тем самым раскручивая её и находящиеся на одном валу с нею лопасти компрессора, нагнетающего воздух в цилиндры двигателя. Так как при использовании наддува воздух в цилиндры подаётся принудительно (под давлением), а не только за счёт разрежения, создаваемого поршнем (это разрежение способно взять только определённое количество смеси воздуха с топливом), то в двигатель попадает большее количество смеси воздуха с топливом. Как следствие, при сгорании увеличивается объём сгораемого топлива с воздухом, образовавшийся газ занимает больший объём и соответственно возникает большая сила, давящая на поршень.

Правильно собранный турбо мотор выдаёт до 900 л/с с литра объёма, при наддуве 5,5 атмосфер. Такие моторы применялись на Формуле-1 во времена турбо-эры с 1977 по 1988 г, с мотора объёмом 1,5 литра снимали от 700 до 1400 л/с (на фото).

Подобные моторы сейчас применяются в драг рейсинге класса «top fuel» в США, с мотора объёмом 8,2 литра снимается 7000 л/с.
От куда же берутся эти лошадиные силы? Ведь обычный мотор внутреннего сгорания имеет около 60 л/с с литра.
Обычный мотор расчитан на езду в городских условиях, с крутящим моментом на низких оборотах. Такая компоновка имеет свои ограничения в максимальной мощности и скорости. Цилиндры двигателя имеют огромный потенциал для увеличения мощности без увеличения объёма двигателя.

На сколько можно повысить мощность двигателя с помощью турбины? При увеличении наддува на 1 атмосферу, мощность увеличивается примерно на 100%. То есть если двигатель имел изначально 100 л/с, то при давлении турбонаддува 3 атмосферы (3 бар), его мощность возрастёт на 300 л/с. Естественно двигатель должен быть подготовлен к такой нагрузке: резко возрастает тепловой режим работы мотора — повышается температура клапанов, поршней, масла, охлаждающей жидкости, выпускной системы. Эти элементы должны быть доработаны к условиям возросшей температуры. Возрастает нагрузка на поршни, шатуны, коленвал, блок двигателя, сцепление, трансмиссию. Эти элементы автомобиля должны быть подобраны в соответствии с возросшей мощностью.

Клапан вестгейт (Wastegate).

www.drive2.ru

Основы турбонаддува. Часть 2. — DRIVE2

Термин Trim.

Trim это общепринятый термин, используемый при описании турбинного или компрессорного колеса турбины. Например, вы часто могли слышать фразу У меня стоит турбина GT2871R с 56 Trim. Так что же это такое? Trim это величина, показывающая соотношение между индюсером (inducer) и эксдюсером (exducer) турбинного или компрессорного колеса. Еще более точно, это соотношение их площадей.

Диаметр индюсера — это диаметр колеса крыльчатки в той ее части, где воздух входит в крыльчатку, а эксдюсер это диаметр колеса, где воздух из него выходит.

Конструкция турбины такова, что индюсер компрессорного колеса меньше чем его эксдюсер, а турбинного — наоборот:

Например:
Турбина GT2871R (Garrett part number 743347-2) имеет компрессорное колесо с:
Диаметр индюсера: 53.1мм
Диаметр эксдюсера: 71.0мм

Таким образом Trim для него будет:

Trim крыльчатки, как компрессора, так и турбины напрямую влияет на ее производительность. Чем больше величина trim тем, как правило, больший поток воздуха может пройти через крыльчатку.

Понятие A/R хаузинга

A/R (Area/Radius) описывает геометрическую характеристику компрессорного или турбинного хаузинга. Технически A/R означает отношение сечения канала хаузинга, деленое на расстояние от центра вала до центра этого сечения:

Значение A/R имеет разное влияние на производительность турбинной части и компрессорной.

A/R компрессора практически не влияет на его производительность. Как правило, хаузинги с большим A/R применяются для оптимизации отдачи в приложениях с малым наддувом, а хаузинги с меньшим A/R компрессора используются для больших значений наддува.

A/R турбины, наоборот, значительно влияет на ее производительность, определяя ее способность пропустить тот или иной поток воздуха. Использование меньшего A/R увеличивает скорость потока в турбинном хаузинге, приходящего на турбинное колесо. Это дает возможность увеличить отдачу турбины на низких нагрузках, приводит к более быстрому отклику на дроссель и снижает значение минимальных оборотов двигателя, требуемых для выхода турбины на рабочий наддув. Тем не менее, меньший A/R приводит к тому, что газ попадает на крыльчатку практически по касательной, что уменьшает максимальный поток газа который турбинное колесо способно пропустить. Это также увеличивает подпор газа перед турбиной, ухудшает продувку мотора на высоких оборотах, повышает EGT и как результат всего этого снижает максимальную пиковую мощность.

При выбо

www.drive2.ru

Устройство турбокомпрессора дизеля – Устройство турбины и принцип работы турбокомпрессора на дизельном двигателе

Эксплуатация и принцип работы турбины на дизельном двигателе

Гениальная идея использования выхлопных газов для разгона ротора позволила создать турбированный дизельный двигатель внутреннего сгорания и увеличить его мощность на 40–50%. Это притом, что во время работы в обычном режиме выброс газов сопровождается снижением коэффициента полезного действия в пределах 30 — 40%.

Принцип работы турбины дизельного двигателя основан на увеличении количества воздуха, смешиваемого с топливом и поступающего в камеру сгорания. За один и тот же период времени и при равных объемах цилиндров, двигатель с турбонаддувом может сжечь большее количество топлива, чем движок, не оснащенный таким устройством. А значит, его мощность и КПД в единицу времени значительно возрастет.

Рассмотрим устройство турбины дизельного двигателя, как работает, и каким образом достигаются такие показатели.

Конструктивные элементы системы

Для осуществления возложенных функций, система турбонаддува состоит из двух основных частей:

  1. Компрессор;
  2. Турбина.

Компрессор служит для нагнетания атмосферного воздуха в систему подачи топлива. Он состоит из корпуса и расположенной в нем крыльчатки, которая, вращаясь, всасывает воздух. Чем выше ее скорость вращения, тем больше объем принятого воздуха. Увеличению скорости способствует работа турбины.

Она также состоит из корпуса с крыльчаткой (ротором), которая приводится в движение выхлопными газами. В корпусе газы проходят через специальный канал, имеющий форму улитки, что позволяет им увеличить скорость.

Как работает турбонаддув дизельного двигателя

Ротор турбины и крыльчатка компрессора жестко закреплены на одном валу. Таким образом, скорость вращения ротора передается крыльчатке. Круг замыкается:

  • Через компрессор воздух из атмосферы, смешиваясь с топливом, подается в цилиндры двигателя;
  • Смесь сгорает, приводя в движение поршни, и образовавшиеся в результате газы поступают в выпускной коллектор;
  • Здесь они принимаются в корпус турбины, разгоняются в канале и на выходе взаимодействуют с ротором, заставляя его вращаться;
  • Ротор через вал передает вращение крыльчатке компрессора, которая всасывает в корпус атмосферный воздух.

Получается взаимосвязанная схема работы, когда количество всасываемого воздуха зависит от скорости вращения крыльчатки и, наоборот, крыльчатка вращается быстрее при большем количестве забираемого воздуха.

Принцип работы турбонаддува имеет два момента, называемые турбоямой и турбоподхватом.

Первый момент характеризуется задержкой в работе турбины после увеличения подачи топлива нажатием на педаль газа, так как для разгона ротора выхлопными газами требуется время.

Вслед за турбоямой наступает момент турбоподхвата, когда разогнавшийся ротор резко увеличивает подачу воздуха в цилиндры, повышая мощность двигателя.

Регулировка давления наддува

Турбонаддув дизельного двигателя повышает его мощность за счет возрастания давления выхлопных газов, являющихся результатом увеличения числа оборотов и интенсивности работы мотора. Этот же процесс повышает давление наддува. Если его не регулировать, то на самых высоких оборотах оно может достичь опасных значений, приводящих к поломкам и механическим повреждениям.

Регулировка давления производится с помощью выпускного предохранительного клапана, а контроль максимально допустимого значения — с помощью мембраны и пружины определенной жесткости.

Суть работы: при достижении предельного значения давления, мембрана, установленная в корпусе компрессора, преодолевает воздействие пружины и открывает регулировочный клапан.

Давление регулируют как на стороне компрессора, так и на стороне турбины:

  1. Работающий турбокомпрессор сбрасывает в атмосферу через выпускной клапан излишки забранного воздуха, тем самым снижая давление.
  2. В турбине клапан выпускает отработанные газы под воздействием мембраны компрессора, когда давление всасываемого воздуха достигает максимального уровня. Благодаря этому, ротор вращается с установленной скоростью, а компрессор не забирает лишний воздух и не увеличивает давление.

Второй вариант расположения клапана позволяет изготавливать системы меньших габаритов. Кроме того, турбонагнетатель с клапаном в компрессоре подвержен чрезмерному нагреву из-за повышенной температуры выпускаемого воздуха, что негативно сказывается на эффективности его работы.

Поэтому турбонаддув дизельного двигателя чаще оснащают регулировочным клапаном в турбине, а регулировку в компрессоре используют в качестве дополнения.

Система смазки

Смазка вала турбонагнетателя осуществляется смазочной системой двигателя.

На вал устанавливают уплотнительные кольца, предотвращающие проникновение масла в полости корпусов компрессора и турбины. Они же предохраняют корпуса от перегрева. Но герметичность обеспечивается не столько уплотнениями, сколько разностью величины давления в различных частях агрегата. Эту разницу давлений создает турбинная ось (вал), имеющая неравномерный диаметр.

Особая форма литья корпуса, в котором расположен вал, также способствует удержанию масла.

Если мотор не развивает требуемую мощность, это может быть симптомом неисправности турбонаддува. Наиболее часто встречающиеся проблемы — загрязнение воздушного фильтра или потеря герметичности впускного коллектора. Кроме потери мощности, их можно диагностировать по несвойственному для исправной машины цвету и количеству дыма, выходящего из выхлопной трубы.

Недостатки турбокомпрессоров

Принцип работы турбины на дизельном двигателе создает и негативные факторы:

  • Повышенный расход горючего. Возможность сжечь большее количество солярки за счет увеличенного объема подачи воздуха, вместе с мощностью повышает и «прожорливость» машины. Уменьшить аппетит до разумных пределов позволяет правильная регулировка системы.
  • Положительные стороны наддува приводят к многократному повышению температуры во время такта сжатия, что может вызвать детонацию в двигателе. Решается эта проблема установкой охладителей, регуляторов и прочих элементов.

Правила эксплуатации

Чтобы в полной мере использовать ресурс турбины дизельного мотора и продлить ее срок службы, необходимо выполнять ряд условий:

  • Регулярно менять масло в системе, чтобы не допустить попадания абразива в маслопровод и его засорения.
  • Применять только качественное масло, имеющее сертификат, той марки, которая соответствует указанной в паспортных данных двигателя.
  • Прогревать мотор перед началом движения и не давать холодному двигателю высоких нагрузок.
  • Никогда резко не отключать движок, а после остановки автомобиля давать ему возможность поработать несколько секунд на холостых оборотах.

avtodvigateli.com

Устройство и принцип работы турбокомпрессора

Мощность, развиваемая двигателем внутреннего сгорания, зависит от количества топлива и воздуха, поступающего в двигатель. Мощность двигателя возможно повысить за счет увеличения объема этих составляющих.

Постоянная гонка инженеров за увеличением мощности ДВС привела к появлению турбокомпрессоров. Данное решение оказалось самым эффективным как на бензиновых, так и на дизельных моторах. Становится вполне очевидным, что итоговая мощность ДВС пропорциональна количеству топливовоздушной рабочей смеси, которая попадает в цилиндры двигателя.

Закономерно, что двигатель с большим объемом способен пропускать больше воздуха и тем самым выдавать больше мощности сравнительно с двигателем меньшего объема. Если перед нами стоит задача добиться от малообъемного ДВС такой же мощности, которую демонстрируют моторы большего объема, тогда необходимо принудительно уместить как можно больше воздуха в цилиндрах такого двигателя.

То есть увеличение подачи топлива бессмысленно, если не увеличивается поступление воздуха, необходимого для его сгорания. Поэтому воздух, поступающий в цилиндры двигателя, приходится сжимать. Система принудительной подачи воздуха может работать, используя энергию отработанных газов или с применением механического привода.

Турбокомпрессор или турбонагнетатель — устройство, предназначенное для нагнетания воздуха в двигатель с помощью энергии выхлопных газов. Основные части турбокомпрессора — турбина и центробежный насос, которые связывает между собой общая жесткая ось. Эти элементы вращаются со скоростью — около 100.000 об/мин, приводя в действие компрессор.

Устройство турбокомпрессора

 

Устройство турбокомпрессора: 1 — корпус компрессора; 2 — вал ротора; 3 — корпус турбины; 4 — турбинное колесо; 5 — уплотнительные кольца; 6 — подшипники скольжения; 7 — корпус подшипников; 8 — компрессорное колесо.

Турбинное колесо вращается в корпусе, имеющем специальную форму. Оно выполняет функцию передачи энергии отработавших газов компрессору. Турбинное колесо и корпус турбины изготавливают из жаропрочных материалов (керамика, сплавы).

Компрессорное колесо засасывает воздух, сжимает его и затем нагнетает его в цилиндры двигателя. Оно также находится в специальном корпусе.

Компрессорное и турбинное колеса установлены на валу ротора. Вращение вала происходит в подшипниках скольжения. Используются подшипники плавающего типа, то есть зазор имеют со стороны корпуса и вала. Моторное масло для смазки подшипников поступает через каналы в корпусе подшипников. Для герметизации на валу устанавливаются уплотнительные кольца.

Для лучшего охлаждения турбонагнетателей в некоторых бензиновых двигателях применяется дополнительное жидкостное охлаждение.

Для охлаждения сжимаемого воздуха предназначен интеркулер — радиатор жидкостного или воздушного типа. За счет охлаждения увеличивается плотность и соответственно давление воздуха.

В управлении системой турбонаддува основным элементом является регулятор давления. Это перепускной клапан, который ограничивает поток отработавших газов, перенаправляя часть его мимо турбинного колеса, обеспечивая нормальное давление наддува.

Принцип работы

 

В своей работе турбокомпрессор использует энергию отработавших газов. Эта энергия вращает турбинное колесо. Затем это вращение через вал ротора передается компрессорному колесу. Компрессорное колесо нагнетает воздух в систему, предварительно сжав его. Охлажденный в интеркулере воздух подается в цилиндры двигателя.

Принцип работы турбокомпрессора

 

Хотя у турбокомпрессора нет жесткой связи с валом двигателя, эффективность работы турбонаддува зависит от частоты его вращения. Чем больше число оборотов двигателя, тем сильнее поток отработавших газов. Соответственно увеличивается скорость вращения турбины и количество поступающего в цилиндры воздуха.

При работе системы турбонаддува возникают некоторые негативные моменты.

• Задерживается увеличение мощности при резком надавливании на педаль газа («турбояма»).

• После выхода из «турбоямы» резко повышается давление наддува («турбоподхват»).

Явление «турбоямы» обусловлено инерционностью системы. Это влечет за собой несоответствие между производительностью турбокомпрессора и требуемой мощностью двигателя. Для решения этой проблемы существуют следующие способы:

• использование турбины с изменяемой геометрией;

• применение двух параллельных или последовательных компрессоров;

• комбинированный наддув.

Турбина с изменяемой геометрией оптимизирует поток отработавших газов, изменяя площадь входного канала. Широко применяется в дизельных двигателях.

Турбина с изменяемой геометрией

 

 

Турбина с изменяемой геометрией: 1 — направляющие лопатки; 2 — кольцо; 3 — рычаг; 4 — тяга вакуумного привода; 5 — турбинное колесо.

Параллельно работающие турбокомпрессоры применяют для мощных V-образных двигателей (по одному на ряд цилиндров). Эта схема помогает решить проблему за счет того, что у двух маленьких турбин инерция меньше, чем у одной большой.

Установка 2-х последовательных турбин позволяет достичь максимальной производительности, используя разные компрессоры при разных оборотах двигателя.

При комбинированном наддуве применяется и механический, и турбонаддув. При работе двигателя на низких оборотах работает механический нагнетатель. При увеличении оборотов включается турбокомпрессор, а механический нагнетатель останавливается.

Преимущества и недостатки турбонаддува

 

1. Турбокомпрессор широко используется ввиду простоты конструкции и хороших эксплуатационных параметров. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя на 20-35%. Двигатель, вырабатывая повышенные крутящие моменты на средних и высоких оборотах, увеличивает скорость и экономичность автомобиля.

2. Турбокомпрессор в большинстве случаев не может быть причиной неисправностей двигателя, так как его работа зависит от работоспособности газораспределительной, воздушной и топливной систем.

3. Двигатель с турбокомпрессором имеет меньший выброс вредных газов в атмосферу, так как вырабатываются дополнительные выхлопные газы в двигатель. У сгораемого топлива становится меньше отходов.

4. Происходит экономия топлива на 5-20%. В небольших двигателях энергия сжигаемого топлива используется эффективней, увеличивается КПД.

5. На высокогорных дорогах такие двигатели работают более стабильно и с меньшими потерями мощности, чем их атмосферные аналоги.

6. Турбокомпрессор сам по себе является глушителем шума в системе выпуска.

Недостатки турбонаддува

 

У турбированных двигателей кроме возникновения явлений «турбояма» и «турбоподхват» есть и другие недостатки.

Обслуживание их дороже в сравнении с «классическими». При эксплуатации приходится применять моторное масло специального назначения — его приходится регулярно менять. Двигатель с турбокомпрессором перед пуском должен несколько минут проработать на холостых оборотах. Также сразу не рекомендуется глушить мотор до остывания турбины.

Дополнительные элементы системы турбонаддува

Blow-Off

Если говорить о конкретных модификациях мотора, а также о компоновке различных элементов в подкапотном пространстве, турбокомпрессор может иметь ряд дополнительных элементов. Мы уже упоминали такие детали системы, как Wastegate и Blow-Off. Давайте рассмотрим их более подробно.

Клапан Blow-off

 

Блоу-офф представляет собой перепускной клапан. Данное устройство устанавливается в воздушной системе. Местом расположения становится участок между выходом из компрессора и дроссельной заслонкой. Главной задачей блоу-офф клапана становится предотвращение выхода компрессора на характерный режим работы surge.

Под таким режимом стоит понимать момент резкого закрытия дросселя. Если описать происходящее простыми словами, то скорость воздушного потока и сам расход воздуха в системе резко понижаются, но турбина еще определенное время продолжает вращение по инерции. Инерционно турбина вращается с той скоростью, которая уже больше не соответствует новым потребностям мотора и упавшему таким образом расходу воздуха.

Последствия после циклических скачков давления воздуха за компрессором могут быть плачевны. Явным признаком скачков является характерный звук воздуха, который прорывается через компрессор. С течением времени из строя выходят опорные подшипники турбины, так как они испытывают сильные нагрузки в момент указанных скачков давления при сбросе газа и последующей работе турбины в этом переходном режиме.

Блоуофф реагирует на разницу давлений в коллекторе и срабатывает благодаря установленной внутри пружине. Это позволяет выявить момент резкого перекрытия дросселя. Если дроссель резко закрылся, тогда блоу-офф осуществляет стравливание в атмосферу внезапно появившегося в воздушном тракте избытка давления. Это позволяет существенно обезопасить турбокомпрессор и уберечь его от избытка нагрузок и последующего разрушения.

Клапан Wastegate

Клапан Wastegate

 

Данное решение представляет собой механический клапан. Вестгейт установливают на турбинной части или же на самом выпускном коллекторе. Задачей устройства является обеспечение контроля за тем давлением, которое создает турбокомпрессор.

Стоит отметить, что некоторые дизельные силовые агрегаты используют в своей конструкции турбины без вейстгейта. Для моторов, которые работают на бензине, в большинстве случаев наличие такого клапана является обязательным условием.

Главной задачей вейстгейта становится обеспечение возможности беспрепятственного выхода для выхлопных газов из системы в обход турбины. Запуск части отработавших газов в обход позволяет осуществлять контроль за необходимым количеством энергии этих газов. Взаимосвязь очевидна, ведь именно выхлоп вращает через вал колесо компрессора. Данный способ позволяет эффективно управлять давлением наддува, которое создается в компрессоре. Наиболее частым решением становится контроль вейстгейта за давлением наддува, который осуществляется при помощи противодавления встроенной пружины. Такая конструкция позволяет контролировать обходной поток выхлопных газов.

• Вейстгейт может быть как встроенным, так и внешним. Встроенный вейстгейт конструктивно имеет заслонку, которая встроена в турбинный хаузинг. Хаузинг в народе попросту называют «улитка» турбины. Дополнительно wastegate имеет пневматический актуатор и тяги от данного актуатора к дроссельной заслонке.

• Гейт внешнего типа представляет собой клапан, который установлен на выпускной коллектор перед турбиной. Необходимо заметить, что внешний гейт имеет одно неоспоримое преимущество сравнительно со встроенным. Дело в том, что сбрасываемый им обходной поток можно возвращать обратно в выхлопную систему достаточно далеко от выхода из турбины, а на спортивных авто и вовсе осуществить прямой сброс в атмосферу. Это позволяет заметно улучшить прохождение отработавших газов через турбину благодаря тому, что наблюдается отсутствие разнонаправленных потоков. Все это очень важно применительно к ограниченному компактному объему «улитки».

Втулочные и шарикоподшипниковые турбины

 

Турбины втулочного типа были сильно распространены достаточно долгое время. Они имели ряд конструктивных недостатков, которые не позволяли в полной мере наслаждаться преимуществами турбомотора. Появление более эффективных шарикоподшипниковых турбин нового поколения постепенно вытесняет втулочные решения. Для примера можно упомянуть шарикоподшипниковые турбины Garrett, которые являются венцом инженерной мысли и используются на многих гоночных двигателях.

На сегодняшний день шарикоподшипниковые турбины являются оптимальным решением, так как требуют значительно меньшего количества масла сравнительно с втулочными аналогами. Учтите, что установка масляного рестриктора на входе в турбокомпрессор является очень желательной, особенно если давление масла в системе находится на отметке выше 4 атм. Осуществлять слив масла необходимо путем специального подвода в поддон, причем с учетом того, что слив должен быть выше уровня масла.

Всегда помните, что слив масла из турбины происходит самостоятельно и под действием силы гравитации. Знание этого диктует необходимость ориентирования центрального картриджа турбины так, чтобы слив масла был направлен вниз.

 

Тот показатель, который определяет реакцию турбины на нажатие педали газа, демонстрирует сильную зависимость от самой конструкции центрального картриджа турбины. Шарикоподшипниковые решения от Garrett способны на 15% быстрее выйти на наддув сравнительно с втулочными аналогами. Шарикоподшипниковые турбины снижают эффект турбо-ямы и делают использование турбомотора максимально похожим на езду с таким атмосферным двигателем, который имеет большой рабочий объем.

Шарикоподшипниковые турбины имеют еще один положительный момент. Такие турбины требуют заметно меньшего потока масла, которое проходит через картридж и осуществляет смазку подшипников. Решение ощутимо снижает вероятность возникновения утечки масла через сальники. Шарикоподшипниковые турбины не являются излишне требовательными к качеству масла, а также менее подвержены закоксовке после плановой или внезапной остановки двигателя.

 

 

Источник

Еще никто не прокомментировал новость.

mtzpetrov.ru

Как работает турбина на дизельном двигателе

Турбокомпрессор является решением, которое устанавливается как на бензиновый, так и практический на каждый современный дизельный двигатель автомобиля. Моторы с турбонаддувом в обиходе называются турбодизелями. Указанный компрессор представляет собой своеобразный насос для воздуха, который приводится в действие турбиной. Турбину дизельного двигателя вращает энергия выхлопных газов.

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.

Устройство компрессора

Компрессор имеет корпус и колесо (ротор). Корпус компрессора алюминиевый. Ротор крепится на оси турбины аналогично крыльчатке. Колесо компрессора имеет лопасти, материалом изготовления которых также является алюминий. Задачей компрессорного колеса становится забор воздуха, который проходит через его центр.

Форма лопастей заставляет воздух отбрасываться к стенкам корпуса компрессора, благодаря чему происходит его сжатие. Далее поток сжатого воздуха подается во впускной коллектор двигателя.

Ось турбокомпрессора

Ось является центральной частью турбонагнетателя и закреплена внутри корпуса на подшипниках скольжения. Смазка оси реализована при помощи подачи моторного масла из системы смазки двигателя. С обеих сторон устанавливаются специальные уплотнительные кольца и прокладки.

Данные элементы препятствуют обильным утечкам масла, чтобы смазка не попадала в область нахождения компрессора и турбины. Сами масляные уплотнения не обеспечивают полной герметичности. Данные решения являются уплотнителями, которые функционируют благодаря разнице давлений, которые возникают в процессе работы турбокомпрессора. 

Также уплотнения минимизируют прорыв воздуха из компрессора и газов из турбины в корпус оси. Стоит отметить, что полностью исключить попадание выхлопа и сжатого компрессором воздуха не удается. Излишки удаляются по сливному маслопроводу вместе с маслом и оказываются в картере дизельного двигателя.

Рекомендуем также прочитать статью об интервалах замены моторного масла в дизельном двигателе. Из этой статьи вы узнаете о том, почему на моторах данного типа нужно чаще менять масло сравнительно с бензиновыми агрегатами.

Турбояма и турбоподхват

Крыльчатка турбины и компрессорное колесо закреплены на одной общей оси. По этой причине наблюдается определенная зависимость, которая заключается в увеличении подачи воздуха компрессором только с ростом оборотов турбины. Специалисты выделяют понятие турбоямы (турболаг), что означает задержку прироста мощности дизеля при резком нажатии на акселератор.

Турбояма возникает в результате инерционности всей системы турбонаддува. Дело в том, что  для раскручивания турбинного колеса поступающими на крыльчатку выхлопными газами нужно определенное время. Турбоподхват является резким  увеличением оборотов ДВС, который возникает следом за турбоямой.

Крыльчатка турбины раскручивается выхлопными газами для создания эффективного давление наддува турбокомпрессором. При определенных условиях турбина может вращаться с очень большой частотой, что зависит от конструктивных особенностей корпуса устройства и интенсивности потока отработавших газов.

Устройство турбины дизельного двигателя

autoexpert.today

Предназначение турбонаддува, его устройство и как он работает

Турбонаддув – это такой способ агрегатного наддува, при котором подача воздуха в цилиндры двигателя происходит под давлением, нагнетаемым действием энергии отработавших газов. Сегодня такой метод – самый эффективный, призванный увеличивать мощность двигателя, не повышая объёма его цилиндров и частоты вращения коленчатого вала.

Кроме этого, использование турбонаддува даёт экономию топлива в соотношении расхода к мощности и уменьшает токсичность отработавших газов, осуществляя более полное сгорание топлива.

Применение турбонаддува

Применение система турбонаддува находит на обоих типах двигателей – и на бензиновых, и на дизельных. Однако на последних она гораздо эффективнее за счёт их более высокой степени сжатия и сравнительно небольшой частоты вращения коленчатого вала.

Использование же турбонаддува для бензиновых двигателей ограничено, во-первых, вероятностью наступления детонации, обусловленной значительным увеличением оборотов двигателя, а во-вторых, перегревом турбонагнетателя из-за повышенной температуры отработавших газов – около 1000°С, в то время как у дизелей она составляет порядка 600°С.

Устройство

Основная часть компонентов турбонаддува – это типовые элементы впускной системы. Присутствие же в системе турбокомпрессора, интеркулера и конструктивно новых элементов управления становится отличительной особенностью именно турбонаддува.

Хотя конструкции отдельных систем турбонаддува и различаются, можно обозначить их общие компоненты. Помимо вышеперечисленных турбокомпрессора, интеркулера и элементов управления это воздухозаборник с воздушным фильтром, дроссельная заслонка, впускной коллектор, напорные шланги и соединительные патрубки, а в некоторых системах ещё и впускные заслонки.

Турбокомпрессор или турбонагнетатель — главный конструктивный компонент системы турбонаддува. Он нагнетает воздух во впускную систему.

Его устройство выглядит следующим образом:

Устройство турбонагнетателя:
1 — корпус компрессора; 2 — вал ротора; 3 — корпус турбины; 4 — турбинное колесо; 5 — уплотнительные кольца; 6 — подшипники скольжения; 7 — корпус подшипников; 8 — компрессорное колесо.

Турбинное колесо, находясь в специальном теплоустойчивом корпусе, превращает энергию потока отработавших газов в энергию вращения и перенаправляет её на компрессорное колесо. С его помощью воздух всасывается, сжимается и подаётся в цилиндры двигателя. Оба эти колеса жёстко закреплены на роторном валу, вращающемся на подшипниках скольжения плавающего вида. Интеркулер является радиатором жидкостного или воздушного типа. Он охлаждает сжатый воздух, увеличивая его плотность и давление.

Главный элемент управления системой турбонаддува – это регулятор давления наддува, он, по сути, является перепускным клапаном (wastegate). Его задача – ограничивать энергию отработавших газов и направлять часть их потока в обход турбинного колеса. Таким образом, достигается оптимальная величина давления наддува. Привод перепускного клапана – электрический или пневматический. Для его срабатывания система управления двигателем подаёт сигнал от датчика давления наддува.

Как работает турбонаддув

Принцип работы турбонаддува берёт за основу использование энергии отработавших газов. Их струя заставляет вращаться турбинное колесо, передающее вращение через роторный вал компрессорному колесу. С помощью последнего происходит сжатие воздуха и его нагнетание в систему.

Принцип работы турбонаддува

Интеркулер охлаждает воздух, нагретый при сжатии, после чего тот подаётся в цилиндры двигателя.

Хотя система турбонаддува и не связана жёстко с коленчатым валом, её эффективность напрямую зависит от частоты оборотов двигателя. Увеличение оборотов коленчатого вала ведёт к повышению энергии отработавших газов и, соответственно, частоты вращения турбины, что влечёт за собой более интенсивное поступление воздуха в цилиндры двигателя.

О отрицательных особенностях турбонаддува

Конструкция системы турбонаддува обуславливает некоторые отрицательные особенности, возникающие при её работе.

Одна из них – эффект «турбоямы» (turbolag): при резком нажатии на педаль акселератора увеличение мощности двигателя происходит с задержкой. Причина этого в инерционности системы: нужно определённое время для увеличения давления в наддуве, если на газ нажали резко. Избежать этой ситуацию становится возможным, либо применяя турбину с изменяемой геометрией, либо используя два турбокомпрессора, работающих параллельно или последовательно (bi-turbo или twin-turbo), либо задействовав комбинированный наддув.

Второй неприятный момент – это «турбоподхват»: вслед за преодолением «турбоямы» происходит резкое увеличение давления в наддуве.

Турбина с изменяемой геометрией или VNT турбина, способна оптимизировать движение потока отработавших газов, меняя размер входного канала. Наиболее распространены такие турбины в серийных системах турбонаддува дизельных двигателей известных автопроизводителей (например, TDI у Volkswagen).

Турбонаддув с двумя параллельно работающими турбокомпрессорами находит большее применение для мощных V-образных двигателей. При этом на каждый ряд цилиндров двигателя работает свой турбокомпрессор. Выигрыш получается за счёт распределения инерции с одной большой турбины на две маленькие.

В случае установки двух турбин в последовательном режиме выигрыш производительности достигается путём работы разных турбокомпрессоров для разных значений оборотов двигателя. Изредка встречаются случаи установки трёх турбокомпрессоров последовательно (triple-turbo, например, у BMW), ещё реже – четырёх (quad-turbo у Bugatti).

При комбинированном наддуве (twincharger) совместно используется турбонаддув и механический наддув. Сжатие воздуха при низких оборотах коленчатого вала происходит с помощью механического нагнетателя. С увеличением оборотов в работу включается турбокомпрессор, а при достижении их определённой частоты работа механического нагнетателя прекращается (например, TSI у Volkswagen).

Видео — как работает турбина:

Применение турбонаддува особенно эффективно для дизельных двигателей мощных грузовиков: расход топлива увеличивается ненамного, зато мощность двигателя и крутящий момент заметно повышаются.

Турбокомпрессоры, наиболее мощные в пропорции к мощности двигателя, применяются для дизелей тепловозов. По абсолютному же значению, самые мощные турбокомпрессоры устанавливаются в судовые двигатели (до десятков тысяч киловатт).

Загрузка…

avto-i-avto.ru

Турбонаддув. Есть Плюсы и Минусы — DRIVE2

Двигатель с турбонаддувом. Есть Плюсы и Минусы

Турбонаддув является наиболее эффективной системой повышения мощности двигателя. Помимо повышения мощности турбонаддув обеспечивает экономию топлива и снижение токсичности отработавших газов. В данной статье мы рассмотрим бензиновый и дизельный двигатель с турбонаддувом, а также принцип работы и всего его плюсы и минусы.

Что такое турбонаддув?
Турбонаддув — вид наддува, при котором воздух в цилиндры двигателя подается под давлением за счет использования энергии отработавших газов.

Турбонаддув применяется как на бензиновых, так и на дизельных двигателях. Вместе с тем, наиболее эффективен турбонаддув на дизелях вследствие высокой степени сжатия двигателя и относительно невысокой частоты вращения коленчатого вала. Сдерживающими факторами применения турбонаддува на бензиновых двигателях являются возможность наступления детонации, которая связана с резким увеличением частоты вращения двигателя, а также высокая температура отработавших газов и соответствующий нагрев турбонагнетателя.

Отличительной особенностью двигателя с турбонаддувом является наличие: турбокомпрессора, интеркулера, регулятора давления наддува, предохранительного клапана и других элементов.

Турбокомпрессор — является основным конструктивным элементом турбонаддува и обеспечивает повышение давления воздуха во впускной системе.

Интеркулер предназначен для охлаждения сжатого воздуха. За счет охлаждения сжатого воздуха повышается его плотность и увеличивается давление. Интеркулер представляет собой радиатор воздушного или жидкостного типа.

Основным элементом управления системы турбонаддува является регулятор давления наддува, который представляет собой перепускной клапан. Клапан ограничивает энергию отработавших газов, направляя их часть в обход турбинного колеса, тем самым обеспечивает оптимальное давление наддува. Клапан имеет пневматический или электрический привод. Срабатывание перепускного клапана производится на основании сигналов датчика давления наддува.

Также может устанавливаться предохранительный клапан. Он защищает системы от скачка давления воздуха, который может произойти при резком закрытии дроссельной заслонки. Избыточное давление может стравливаться в атмосферу с помощью блуофф-клапана или перепускаться на вход компрессора с помощью байпас-клапана.

Принцип работы двигателя с турбонаддувом
Работа системы турбонаддува основана на использовании энергии отработавших газов. Отработавшие газы вращают турбинное колесо, которое через вал ротора вращает компрессорное колесо. Компрессорное колесо сжимает воздух и нагнетает его в систему. Нагретый при сжатии воздух охлаждается в интеркулере и поступает в цилиндры двигателя.

Несмотря на то, что турбонаддув не имеет жесткой связи с коленчатым валом двигателя, эффективность работы системы во многом зависит от числа оборотов двигателя. Чем выше частота вращения коленчатого вала двигателя, тем выше энергия отработавших газов, быстрее вращается турбина, больше сжатого воздуха поступает в цилиндры двигателя.

В силу конструкции, турбонаддув имеет ряд негативных особенностей, среди которых с одной стороны задержка увеличения мощности двигателя при резком нажатии на педаль газа — турбояма, с другой — резкое увеличение давления наддува после преодоления турбоямы — турбоподхват.

Система с двумя параллельными турбокомпрессорами применяется в основном на мощных V-образных двигателях (по одному на каждый ряд цилиндров). Принцип работы системы основан на том, что две маленькие турбины обладают меньшей инерцией, чем одна большая.

При установке на двигатель двух последовательных турбин максимальная производительность системы достигается за счет использования разных турбокомпрессоров на разных оборотах двигателя. Некоторые производители идут еще дальше и устанавливают три последовательных турбокомпрессора — triple-turbo и даже четыре турбокомпрессора — quad-turbo.

Комбинированный наддув объединяет механический и турбонаддув. На низких оборотах коленчатого вала двигателя сжатие воздуха обеспечивает механический нагнетатель. С ростом оборотов подхватывает турбокомпрессор, а механический нагнетатель отключается. Примером такой системы является двойной наддув моторов TSI от Volkswagen.

Минусы двигателя с турбонаддувом
О плюсах мы поговорили в начале статьи, теперь расскажем про минусы двигателя с турбонаддувом. Обратная сторона повышения мощности мотора при сохранении общих характеристик, то есть форсирования, – более интенсивный износ узлов, как следствие, снижение ресурса силовой установки. Кроме того, турбины требуют применения специальных сортов моторных масел и строгого соблюдения рекомендуемых изготовителем сроков обслуживания. Еще более требователен к вниманию владельца воздушный фильтр.

Еще один явный недостаток системы турбонаддува – она очень чувствительна к износу поршневой группы. Возрастание давления картерных газов ощутимо снижает ресурс турбины. При продолжительной работе в таких условиях наступает «масляное голодание» и поломка турбокомпрессора. Причем повреждение этого агрегата вполне может привести к выходу из строя всего двигателя.

Наличие технически сложного турбонаддува двигателя делает мотор автомобиля более сложным, увеличивая число деталей, а значит, снижая общую надежность. К тому же, ресурс самого турбокомпрессора значительно меньше, чем аналогичный показатель двигателя в целом.

Источник vk.com/pubauto ! ВСЕМ МИРА И ДОБРА !

www.drive2.ru

Предназначение турбокомпрессора, как он устроен и принцип его работы

Мощность, развиваемая двигателем внутреннего сгорания, зависит от количества топлива и воздуха, поступающего в двигатель. Мощность двигателя возможно повысить за счет увеличения объема этих составляющих.

Но увеличение подачи топлива бессмысленно, если не увеличивается поступление воздуха, необходимого для его сгорания. Поэтому воздух, поступающий в цилиндры двигателя, приходится сжимать. Система принудительной подачи воздуха может работать, используя энергию отработанных газов или с применением механического привода.

Турбокомпрессор или турбонагнетатель — устройство, предназначенное для нагнетания воздуха в двигатель с помощью энергии выхлопных газов. Основные части турбокомпрессора — турбина и центробежный насос, которые связывает между собой общая жесткая ось. Эти элементы вращаются со скоростью — около 100.000 об/мин, приводя в действие компрессор.

Устройство турбокомпрессора

Устройство турбокомпрессора:
1 — корпус компрессора; 2 — вал ротора; 3 — корпус турбины; 4 — турбинное колесо; 5 — уплотнительные кольца; 6 — подшипники скольжения; 7 — корпус подшипников; 8 — компрессорное колесо.

Турбинное колесо вращается в корпусе, имеющем специальную форму. Оно выполняет функцию передачи энергии отработавших газов компрессору. Турбинное колесо и корпус турбины изготавливают из жаропрочных материалов (керамика, сплавы).

Компрессорное колесо засасывает воздух, сжимает его и затем нагнетает его в цилиндры двигателя. Оно также находится в специальном корпусе.

Компрессорное и турбинное колеса установлены на валу ротора. Вращение вала происходит в подшипниках скольжения. Используются подшипники плавающего типа, то есть зазор имеют со стороны корпуса и вала. Моторное масло для смазки подшипников поступает через каналы в корпусе подшипников. Для герметизации на валу устанавливаются уплотнительные кольца.

Для лучшего охлаждения турбонагнетателей в некоторых бензиновых двигателях применяется дополнительное жидкостное охлаждение.

Для охлаждения сжимаемого воздуха предназначен интеркулер — радиатор жидкостного или воздушного типа. За счет охлаждения увеличивается плотность и соответственно давление воздуха.

В управлении системой турбонаддува основным элементом является регулятор давления. Это перепускной клапан, который ограничивает поток отработавших газов, перенаправляя часть его мимо турбинного колеса, обеспечивая нормальное давление наддува.

Принцип работы

В своей работе турбокомпрессор использует энергию отработавших газов. Эта энергия вращает турбинное колесо. Затем это вращение через вал ротора передается компрессорному колесу. Компрессорное колесо нагнетает воздух в систему, предварительно сжав его. Охлажденный в интеркулере воздух подается в цилиндры двигателя.

Принцип работы турбокомпрессора

Хотя у турбокомпрессора нет жесткой связи с валом двигателя, эффективность работы турбонаддува зависит от частоты его вращения. Чем больше число оборотов двигателя, тем сильнее поток отработавших газов. Соответственно увеличивается скорость вращения турбины и количество поступающего в цилиндры воздуха.

При работе системы турбонаддува возникают некоторые негативные моменты.

  1. Задерживается увеличение мощности при резком надавливании на педаль газа («турбояма»).
  2. После выхода из «турбоямы» резко повышается давление наддува («турбоподхват»).

Явление «турбоямы» обусловлено инерционностью системы. Это влечет за собой несоответствие между производительностью турбокомпрессора и требуемой мощностью двигателя. Для решения этой проблемы существуют следующие способы:

  • использование турбины с изменяемой геометрией;
  • применение двух параллельных или последовательных компрессоров;
  • комбинированный наддув.

Турбина с изменяемой геометрией оптимизирует поток отработавших газов, изменяя площадь входного канала. Широко применяется в дизельных двигателях.

Турбина с изменяемой геометрией:
1 — направляющие лопатки; 2 — кольцо; 3 — рычаг; 4 — тяга вакуумного привода; 5 — турбинное колесо.

Параллельно работающие турбокомпрессоры применяют для мощных V-образных двигателей (по одному на ряд цилиндров). Эта схема помогает решить проблему за счет того, что у двух маленьких турбин инерция меньше, чем у одной большой.

Установка 2-х последовательных турбин позволяет достичь максимальной производительности, используя разные компрессоры при разных оборотах двигателя.

При комбинированном наддуве применяется и механический, и турбонаддув. При работе двигателя на низких оборотах работает механический нагнетатель. При увеличении оборотов включается турбокомпрессор, а механический нагнетатель останавливается.

Преимущества и недостатки применения турбонаддува

1. Турбокомпрессор широко используется ввиду простоты конструкции и хороших эксплуатационных параметров. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя на 20-35%. Двигатель, вырабатывая повышенные крутящие моменты на средних и высоких оборотах, увеличивает скорость и экономичность автомобиля.

2. Турбокомпрессор в большинстве случаев не может быть причиной неисправностей двигателя, так как его работа зависит от работоспособности газораспределительной, воздушной и топливной систем.

3. Двигатель с турбокомпрессором имеет меньший выброс вредных газов в атмосферу, так как вырабатываются дополнительные выхлопные газы в двигатель. У сгораемого топлива становится меньше отходов.

4. Происходит экономия топлива на 5-20%. В небольших двигателях энергия сжигаемого топлива используется эффективней, увеличивается КПД.

5. На высокогорных дорогах такие двигатели работают более стабильно и с меньшими потерями мощности, чем их атмосферные аналоги.

6. Турбокомпрессор сам по себе является глушителем шума в системе выпуска.

Как работает турбина — видео:

О недостатках

У турбированных двигателей кроме возникновения явлений «турбояма» и «турбоподхват» есть и другие недостатки.

Обслуживание их дороже в сравнении с «классическими». При эксплуатации приходится применять моторное масло специального назначения — его приходится регулярно менять. Двигатель с турбокомпрессором перед пуском должен несколько минут проработать на холостых оборотах. Также сразу не рекомендуется глушить мотор до остывания турбины.

Загрузка…

avto-i-avto.ru

Турбонаддув: устройство и конструктивные особенности

Постоянная гонка инженеров за увеличением мощности ДВС привела к появлению турбокомпрессоров. Данное решение оказалось самым эффективным как на бензиновых, так и на дизельных моторах.

Становится вполне очевидным, что итоговая мощность ДВС пропорциональна количеству топливовоздушной рабочей смеси, которая попадает в цилиндры двигателя. Закономерно, что двигатель с большим объемом способен пропускать больше воздуха и тем самым выдавать больше мощности сравнительно с двигателем меньшего объема. Если перед нами стоит задача добиться от малообъемного ДВС такой же мощности, которую демонстрируют моторы большего объема, тогда необходимо принудительно уместить как можно больше воздуха в цилиндрах такого двигателя.

Читайте в этой статье

Небольшой прирост или солидное увеличение мощности

Существует несколько способов форсирования силовой установки без турбонаддува. Можно произвести ряд доработок конструкции головки блока цилиндров, обеспечить установку спортивных распредвалов, поставить фильтр нулевого сопротивления, улучшить продувку и тем самым обеспечить подачу большего количество воздуха в цилиндры при  езде в режиме максимально высоких оборотов.

Вполне можно и вовсе не стремится менять количество поступающего в мотор воздуха, а вместо этого увеличить степень сжатия и перейти на использование горючего с более высоким октановым числом. Доступно даже расточить цилиндры и нарастить их объем. Это также позволит увеличить КПД Вашего мотора.

Все указанные способы уместны и работают, но только тогда, когда мощность планируется увеличить всего на 15-20%.

Если речь заходит о кардинальных изменениях и значительном увеличении мощности мотора, тогда без компрессора уже не обойтись. Наиболее эффективным методом будет установка турбокомпрессора. Более того, установка турбонаддува способна увеличить мощность  любого специально подготовленного для таких возросших нагрузок мотора.

В предыдущих статьях мы поверхностно  перечислили основные элементы системы турбонаддува. Теперь давайте подробнее рассмотрим те главные этапы и процессы, когда сначала воздух проходит в системе с установленным турбокомпрессором, а затем отработавшие газы приводят в действие компрессор. Для примера возьмем турбокомпрессор дизельного ДВС.

  • В самом начале пути воздух пропускается через воздушный фильтр и оказывается на входе в турбокомпрессор;
  • Внутри турбонагнетателя попавший туда воздух проходит процесс сжатия. При этом возрастает количество необходимого для эффективного сгорания топливно-воздушной смеси кислорода на единицу объема воздуха. В этот самый момент сжатия проявляется нежелательный в данном случае эффект нагрева воздуха от сжатия и снижение его плотности;
  • Для охлаждения после сжатия в турбокомпрессоре воздух попадает в интеркулер. В интеркулере температура воздуха практически полностью возвращается на начальный уровень. Благодаря охлаждению достигается как увеличение плотности воздуха, так и снижается вероятность появления детонации от использования последующей топливовоздушной смеси;
  • За интеркулером охлажденный воздух минует дроссельную заслонку и оказывается во впускном коллекторе. Последним этапом становится такт впуска, когда рабочая смесь окажется в цилиндрах двигателя;
  • Объем цилиндра представляет собой неизменную постоянную величину, которая зависит от его диаметра и хода поршня. Благодаря турбокомпрессору этот объем активно заполняется сжатым и охлажденным воздухом. Это означает, что количество кислорода в цилиндре сильно возрастает по сравнению с атмосферными моторами. Не трудно догадаться, что чем большее количество кислорода поступило, тем больше горючего можно сжечь за рабочий такт. Сгорание большего количества горючего в результате приводит к заметному увеличению итоговой мощности мотора;
  • После эффективного сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя наступает такт выпуска. На этом такте отработавшие газы уходят в выпускной коллектор через выпускные клапаны. Весь этот поток разогретого (от 500С до 1100С  зависимо от типа двигателя) газа проникает в турбину и начинает воздействовать на турбинное колесо. Колесо под давлением выхлопных газов передает энергию на вал турбины, а на другом конце вала находится компрессор.

Так и происходит процесс сжатия свежей порции воздуха для следующего рабочего такта. Одновременно происходит падение давления отработавших газов, а также снижается температура выхлопа. Это получается по причине того, что часть энергии газов уходит на обеспечение работы турбокомпрессора на другой стороне вала турбины;

Дополнительные элементы системы турбонаддува

Если говорить о конкретных модификациях мотора, а также о компоновке различных элементов в подкапотном пространстве, турбокомпрессор может иметь ряд дополнительных элементов. Мы  уже упоминали такие детали системы, как Wastegate и Blow-Off. Давайте рассмотрим их  более подробно.

Клапан Blow-off

Блоу-офф представляет собой перепускной клапан. Данное устройство устанавливается в воздушной системе. Местом расположения становится участок между выходом из компрессора и дроссельной заслонкой. Главной задачей блоу-офф клапана становится предотвращение выхода компрессора на характерный режим работы surge.

Под таким режимом стоит понимать момент резкого закрытия дросселя. Если описать происходящее простыми словами, то скорость воздушного потока и сам расход воздуха в системе резко понижаются, но турбина еще определенное время продолжает вращение по инерции. Инерционно турбина вращается с той скоростью, которая уже больше не соответствует новым потребностям мотора и упавшему таким образом расходу воздуха.

Последствия после циклических скачков  давления воздуха за компрессором могут быть плачевны. Явным признаком скачков является характерный звук воздуха, который  прорывается через компрессор. С течением времени из строя выходят  опорные подшипники турбины, так как они испытывают сильные нагрузки в момент указанных скачков давления при сбросе газа и последующей работе турбины в этом  переходном режиме.

Блоуофф  реагирует на разницу давлений в коллекторе и срабатывает благодаря установленной внутри пружине. Это позволяет выявить момент резкого перекрытия дросселя. Если дроссель резко закрылся, тогда блоу-офф осуществляет стравливание в атмосферу внезапно появившегося в воздушном тракте избытка давления. Это позволяет существенно обезопасить турбокомпрессор и уберечь его от избытка нагрузок и последующего разрушения.

Клапан Wastegate

Данное решение представляет собой механический клапан. Вестгейт установливают на турбинной части или же на самом выпускном коллекторе. Задачей устройства является обеспечение контроля за тем давлением, которое создает турбокомпрессор.

Стоит отметить, что некоторые дизельные силовые агрегаты используют в своей конструкции турбины без вейстгейта. Для моторов, которые работают на бензине, в большинстве случаев наличие такого клапана является обязательным условием.

Главной задачей вейстгейта становится обеспечение возможности беспрепятственного выхода для выхлопных газов из системы в обход турбины. Запуск части отработавших газов в обход позволяет осуществлять контроль за необходимым количеством энергии  этих газов. Взаимосвязь очевидна, ведь именно выхлоп вращает через вал колесо компрессора. Данный способ позволяет эффективно управлять давлением наддува, которое создается в компрессоре. Наиболее частым решением становится контроль вейстгейта за давлением наддува, который осуществляется при помощи противодавления встроенной пружины. Такая конструкция позволяет контролировать обходной поток выхлопных газов.

  • Вейстгейт может быть как встроенным, так и внешним. Встроенный вейстгейт конструктивно имеет заслонку, которая встроена в турбинный хаузинг. Хаузинг в народе попросту называют «улитка» турбины. Дополнительно wastegate имеет пневматический актуатор и тяги от данного актуатора к дроссельной заслонке.
  • Гейт внешнего типа представляет собой клапан, который установлен на выпускной коллектор перед турбиной. Необходимо заметить, что внешний гейт имеет одно неоспоримое преимущество сравнительно со встроенным. Дело в том, что сбрасываемый им обходной поток можно возвращать обратно в выхлопную систему достаточно далеко от выхода из турбины, а на спортивных авто и вовсе осуществить прямой сброс в атмосферу. Это позволяет заметно улучшить прохождение отработавших газов через турбину благодаря тому, что наблюдается отсутствие разнонаправленных потоков. Все это очень важно применительно к ограниченному компактному объему «улитки».

Выбираем турбину для мотора

Правильный подбор турбокомпрессора является главным моментом в процессе постройки качественного турбомотора. Подбирать турбину следует на основе многих данных.

Первым и основным фактором при выборе является та мощность, которую Вы хотите получить в итоге от мотора. Очень важно подходить к этому показателю разумно и реально взвешивать возможности ДВС применительно к той или иной степени наддува.

Мы знаем, что мощность силовой установки напрямую зависит от количества топливно-воздушной смеси, которая попадет в цилиндры за единицу времени. Нужно в самом начале определить желаемый показатель мощности. Только затем можно осуществлять выбор турбины, которая будет способна обеспечить достаточный поток воздуха для получения  итогового показателя запланированной отдачи от построенной силовой установки.

Вторым по значимости показателем при выборе турбины становится скорость ее выхода на эффективный наддув. Более того, этот выход на наддув сопоставляется с минимальными оборотами двигателя, на которых и будет происходить нагнетание. Чем меньше турбина или меньше сам горячий хаузинг (улитка), тем больше шансов на улучшение этих показателей. Учтите, что максимальная мощность при этом однозначно будет ниже по сравнению с турбиной большего размера.

На деле все может оказаться не так плохо, ведь меньшая турбина обеспечивает больший рабочий диапазон в процессе работы двигателя. Такая турбина способна быстрее выходить на наддув при открытии дроссельной заслонки, а итоговый результат в конечном итоге может оказаться даже намного более положительным. Использование же большей турбины с большой максимальной мощностью позволит обеспечить преимущество только в достаточно узком диапазоне работы мотора на высоких оборотах.

Особенности эксплуатации турбокомпрессора

Наиболее частой причиной выхода из строя современных турбокомпрессоров является то, что масло забивает центральный картридж турбины. Закоксовка маслом происходит после быстрой остановки турбомотора после серьезных и продолжительных нагрузок. Дело в том, что усиленный теплообмен между турбиной и разогретым выпускным коллектором сопровождается  отсутствием потока свежего масла и поступлений охлажденного  наружного воздуха в компрессор. Возникает общий перегрев картриджа и  происходит закоксовка оставшегося в турбине масла.

Свести такой негативный эффект к минимуму позволяет решение водяного охлаждения турбины. Магистрали с охлаждающей жидкостью создают теплопоглощающий эффект и снижают  уровень температуры в центральном картридже. Это происходит  даже после полной остановки двигателя и при отсутствии принудительной циркуляции ОЖ. С учетом этого  рекомендуется обеспечить минимум неравномерностей по вертикальной линии подачи ОЖ, а также осуществить разворот центрального картриджа вокруг оси турбины (это можно сделать под углом около 25 градусов).

Дополнительно в ряде случаев потребуется установка «турботаймера». Под этим решением понимается устройство, которое не позволяет двигателю сразу остановиться после того, когда водитель выключил зажигание. Устройство позволяет вынуть ключ, выйти из автомашины, поставить автомобиль под охрану сигнализации, а затем само заглушит мотор спустя заданное количество времени. Для повседневной эксплуатации турботаймер очень удобен, прост и практичен в использовании.

Виды турбин: втулочные и шарикоподшипниковые турбины

Турбины втулочного типа были  сильно распространены достаточно долгое время. Они имели ряд конструктивных недостатков, которые не позволяли в полной мере наслаждаться преимуществами турбомотора.  Появление более эффективных шарикоподшипниковых турбин нового поколения постепенно вытесняет втулочные решения. Для примера можно упомянуть шарикоподшипниковые турбины Garrett, которые являются венцом инженерной мысли и используются на многих гоночных двигателях.

На сегодняшний день шарикоподшипниковые турбины являются оптимальным решением, так как требуют значительно меньшего количества масла сравнительно с втулочными аналогами. Учтите, что установка масляного рестриктора на входе в турбокомпрессор является очень желательной, особенно если давление масла в системе находится на отметке выше 4 атм. Осуществлять слив масла необходимо путем специального подвода в поддон, причем с учетом того, что слив должен быть выше уровня масла.

Всегда помните, что слив масла из турбины происходит самостоятельно и под действием силы гравитации. Знание этого диктует необходимость ориентирования центрального картриджа турбины так, чтобы слив масла был направлен вниз.

Тот показатель, который определяет реакцию турбины на нажатие педали газа, демонстрирует  сильную зависимость от самой конструкции центрального картриджа турбины. Шарикоподшипниковые решения от Garrett способны на 15% быстрее выйти на наддув сравнительно с втулочными аналогами. Шарикоподшипниковые турбины снижают эффект турбо-ямы и делают использование турбомотора максимально похожим на езду с таким атмосферным двигателем, который имеет большой рабочий объем.

Шарикоподшипниковые турбины имеют еще один положительный момент. Такие турбины требуют заметно меньшего потока масла,  которое проходит через картридж и осуществляет смазку подшипников. Решение ощутимо снижает вероятность возникновения утечки масла через сальники. Шарикоподшипниковые турбины не являются излишне требовательными к качеству масла, а также менее подвержены закоксовке после плановой или внезапной  остановки двигателя.

Подведем итоги

Использование современных турбин от ведущих производителей позволяет говорить о получении двигателей с выдающимися динамическими показателями. Эффект турбоямы, а также жесткие требования к особенностям эксплуатации турбомоторов за последнее время заметно снизились, возросла надежность массовых систем турбонаддува. Активное использование электронных блоков управления позволило поднять турбокомпрессоры на абсолютно новый качественный уровень.

Такие характеристики позволяют данному решению уверенно опережать большеобъемные атмосферники практически всем. Сегодня  автомобиль с турбонаддувом для многих автовладельцев является мощным, надежным, динамичным и практически идеальным выбором как для повседневной, так и для спортивной езды!

Для того, чтобы окончательно убедиться во всесильности турбокомпрессора, просто посмотрите следующий увлекательный видеоролик. Нам же на этой позитивной ноте пора заканчивать и остается только пожелать читателям стабильного наддува и полного отсутствия турбоям!

Читайте также

krutimotor.ru

Устройство турбонаддува – описание и принцип работы, плюсы и минусы

Турбонаддув: что это такое, зачем нужен, как устроен и как работает турбонагнетатель

Турбонаддув представляет собой разновидность наддува, позволяющий подавать воздух в цилиндры ДВС под высоким давлением, которое обеспечивается высвобождаемой от сгорания топлива энергией выхлопных газов.

За счет турбонаддува повышается рабочая мощность двигателя, при этом не увеличивается внутренние объемы цилиндров двигателя и количество оборотов, совершаемых коленвалом. Кроме всего прочего турбонаддув позволяет снизить прожорливость двигателя, а также уменьшить токсичность газов благодаря более эффективному сгоранию топливовоздушной смеси.

Турбонаддув довольно широко используется на ДВС, работающих как на бензине так и на дизтопливе. При этом использование системы турбонаддува на дизелях считается более выгодным благодаря высокому показателю сжатия ДВС и малой частоте оборотов коленвала.

В бензиновых двигателях высока вероятность возникновения детонирующего эффекта вследствие значительного увеличения количества оборотов двигателя и высокого температурного режима газов при сгорании топлива (до 1000 °C, у дизеля лишь 600 °C).

Устройство системы турбонаддува

Система турбонаддува состоит из следующих элементов:

  • воздушный заборник и фильтр;
  • дроссельная заслонка;
  • турбинный компрессор;
  • интеркулер;
  • коллектор впускной;
  • соединительные патрубки;
  • напорные шланги

Турбинный компрессор (нагнетатель)

Основной элемент устройства турбонаддува, который предназначен для увеличения рабочего давления воздушной массы в системе впуска. Турбокомпрессор состоит из турбинного и компрессорного колес, которые установлены на роторном валу. Все элементы турбокомпрессора находятся в специальных защитных корпусах.

Турбинное колесо используется для переработки энергии, выделяемой отработанными газами. Колесо и его корпус изготавливаются из высокопрочных и жароустойчивых материалов – стальных и керамических сплавов.

Компрессорное кольцо применяется для всасывания воздушной массы, с дальнейшим ее сжатием и нагнетанием в цилиндры ДВС.

Кольца турбокомпрессора установлены на роторном валу, который совершает вращательные движения в плавающих подшипниках. Для более эффективной работы подшипники постоянно смазываются маслом, которое поступает по канальцам, расположенным в подшипниковом корпусе.

Интеркулер

Интеркулер – воздушный или жидкостной радиатор, который применяется для своевременного охлаждения предварительно сжатого воздуха, вследствие чего происходит увеличивается давление и плотность воздушного потока.

Регулятор давления наддува

Ключевым элементом управления турбонаддувом является регулятор давления наддува, который по сути своей является перепускным клапаном. Основным назначением клапана является сдерживание и перенаправление части вырабатываемых газов в обход турбинного колеса для снижения давления наддува. 

Перепускной клапан может быть оснащен приводом электрического или пневматического типа. Активация клапана происходит вследствие приема сигналов от датчика давления.

Предохранительный клапан

Клапан предохранительный используется для предотвращения скачков давления воздушной массы, которое часто возникает при быстром закрытии дроссельной заслонки. Избыточное давление либо стравливается в атмосферу, либо переподается на вход компрессора.

Принцип действия турбонаддува

Система турбонаддува использует энергию газов, которые образуются при сгорании топлива. Газы обеспечивают вращательные движения колеса турбинного типа, которое в свою очередь запускает компрессорное колесо, отвечающее за сжатие и нагнетание воздушной массы в систему. Далее происходит охлаждение воздуха при помощи интеркулера и подача его в цилиндры.

Очевидно, что хотя турбонаддув механически никак не связан с коленвалом двигателя, однако его работа и ее эффективность находится в прямой зависимости от скорости вращения коленчатого вала. Чем выше обороты двигателя, тем эффективнее работает турбонаддув.

Несмотря на свою практичность и эффективность, система турбонаддува имеет некоторые недостатки. Ключевым из них является появление турбоям – задержка в увеличении мощности ДВС.

Подобное явление проявляется вследствие инерционности системы – задержки в увеличении давления наддува при достаточно резком нажатии на газ, что может привести к разрыву между требуемой мощностью двигателя и производительностью турбины.

Для устранения эффекта турбоямы используются три основных метода:

  • Использование системы с двумя (и более) турбокомпрессорами. Турбины могут устанавливаться параллельно – это допускается на двигателях V-образного типа. При этом каждая турбина устанавливается на свой ряд цилиндров. Идея данного метода в том, что две турбины меньшего размера обладают более низкой инерционностью, чем одна большая турбина. Турбины так же могут устанавливаться и последовательно, причем их может быть от двух до четырех (Bugatti). Увеличение производительности и максимальная эффективность турбонаддува в этом случае достигаются за счет того, что при разных оборотах двигателя используется свой турбокомпрессор.
  • Использование турбины с изменяемой геометрией. Подобный метод обеспечивает более рациональное использование энергии отработанных газов за счет изменения площади сечения входного канала турбины. Данный метод весьма часто используется на дизельных двигателях, например всем известная система TDI от Volkswagen.
  • Использование комбинированного типа турбонаддува. Данный метод позволяет применять симбиоз двух систем – механического и турбинного наддува. Механический наддув эффективен на малых оборотах коленвала, при которых сжатие воздуха обеспечивается нагнетателем механического типа. Турбонаддув применяется при высоких оборотах коленвала, где функцию нагнетания воздуха берет на себя турбинный компрессор. Наиболее распространенной системой комбинированного наддува является наддув двигателя TSI от Volkswagen.

autodromo.ru

Устройство турбины

Как устроена турбина

Устройство системы турбонаддува очень простое. Турбина устанавливается на выпускной коллектор двигателя. Выхопные газы из цилиндров вращают турбину. Турбина соединена валом с компрессором, который находится между воздушным фильтром и впускным коллектором. Компрессор сжимает воздух, который поступает в цилиндры.

Выхлопные газы из цилиндров проходят через крыльчатку турбины и вращают ее. Больше выхлопных газов – быстрее вращается крыльчатка турбины. На другом конце вала распологается крыльчатка компрессора, которая подает воздух к цилиндрам.

Для того, чтобы выдерживать скорости вращения в 150.000 оборотов в минуту, вал турбины должен поддерживаться особыми подшипниками. Большинство обычных подшипников на таких скоростях просто разваливаются, поэтому в турбинах используются особые гидроподшипники. В таких подшипниках осуществлен постоянный подвод масла к валу. Масло выполняет две функции: охлаждает вал и другие детали турбины, а также снижает трение.

Одна из проблем турбонагнетателей заключается в том, что они не дают мгновенной реакции на газ. Турбине необходима секунда или две, чтобы раскрутиться до оптимальной скорости и создать нужное давление. Эта секундная задержка называется турбо-лагом, после которой автомобиль устремляется вперед.

Один из вариантов понизить турбо-лаг – уменьшить инерцию вращающихся деталей, уменьшив их вес. Это позволит турбине и компрессору раскручиваться быстрее и создавать давление раньше. Хотите меньше инерции, выбирайте турбину меньшего размера. Маленькие турбины создают давление быстрее и на более низких оборотах двигателя, но на высоких скоростях, когда необходимо очень много воздуха, маленькие турбины могут не справиться со сжатием воздуха. При больших скоростях двигателя, когда поток выхлопных газов возрастает, создается угроза для маленьких турбин, через которые проходит слишком большой поток и скорость возрастает до огромных показателей.
Кстати, есть такая система, как антилаг. Ее используют на драговых гоночных турбовых авто. Почитайте по ссылке.

У многих систем турбонаддува есть клапан вестгейта (wastegate valve), который позволяет выводить излишние выхлопные газы, дабы турбина не раскручивалась слишком быстро. Пружинка в клапане вестгейта определяет давление в системе, если давление становится выше определенного показателя, это значит, что турбина вращается слишком быстро, тогда излишнее давление сбрасывается через вестгейт, а скорость вращения турбины замедляется.

Некоторые турбины имеют шариковые подшипники, а не гидроподшипники. Но эти шариковые подшипники тоже специфичные – они изготовленные по передовым технологиям с использованием превосходных материалов. Такие подшипники позволяют вращаться валам с меньшим трением, чем при использовании гидроподшипников. Также такие подшипники позволяют использовать более легкие валы меньшего размера.

Также в турбинах используются керамические крыльчатки, которые легче стальных.

В следующий раз я расскажу вам как работают турбины в паре.

Первая часть
Вторая часть
Или все наоборот 😉

carakoom.com

Устройство турбокомпрессора турбонаддува ДВС | Турбоком

Устройство современного турбокомпрессора:

1 — корпус подшипников — металлический корпус системы подшипников обеспечивает местоположения для плавающей системы подшипника вала турбины и компрессора, который может вращаться со скоростью до 170,000 оборотов/минут. Cложная геометрическая конструкция для охлаждения. Основные требования: качество обработки, жесткость, термостойкость;
2 — турбинное колесо — установлено в корпусе турбины и соединено штифтом, который вращает крыльчатку компрессора. Покрыто никелевым сплавом. Сделано из прочных и стойких сплавов. Выдерживает температуры работы до 760 °C. Основные требования: стойкость к изнашиванию, к деформациям, к коррозии;
3 — перепускной клапан — управляемый пневматическим приводом (см. рис. 1), при определенной величине давления наддува направляет часть отработавших газов в обход турбины, тем самым ограничивает давление наддува ДВС. Ограничение давления наддува осуществляют с целью защитить двигатель от перегрузки;
4 — корпус (улитка) турбины — изготавливается из различных сортов сфероидированного чугуна, чтобы противостоять тепловому воздействию и разрушению. Как и крыльчатка, профиль улитки обработан до полного соответствия форме лопастей крыльчатки. Впускной фланец улитки турбины работает как установочная база для закрепления турбины, несущая нагрузку. Основные требования: ударопрочность, стойкость к окислению, жаропрочность, жаростойкость, легкость механической обработки;
5 — масляные каналы;
6 — вал ротора;
7 — подшипник скольжения — изготовлен из специально разработанных бронзовых или медных сплавов. Специально разработанный производственный процесс предназначен, чтобы создать подшипники с необходимыми качествами термостойкости и износостойкости. Стопорные, упорные стальные кольца и масляные проточки изготавливаются особенно точно. Осевое давление поглощается бронзовым гидродинамическим подшипником осевого давления, расположенным в конец сборки вала. Точная калибровка обеспечивает равномерную нагрузку подшипника.
8 — компрессорное колесо — выполнено из алюминиевых сплавов методом литья, на некоторых моделях крыльчаток, для очень тяжелой и продолжительной работы при больших температурах, лопасти изготавливаются из титана. Точные размеры лопастей крыльчатки и точная механическая обработка важны для нормальной работы компрессора. Расточка и полирование повышает коэффициенты сопротивления усталости. Крыльчатка расположена на сборке вала. Основные требования: высокое сопротивление усталости, растяжению, коррозии;
9 — корпус (улитка) компрессора — отлита из алюминия. Используются различные сплавы для различных типов компрессоров. Используются как вакумное литье так «песочное» литье. Точная финальная обработка для соблюдения размеров и качества поверхностей, необходимые для нормальной работы турбины. Основные требования: прочность к ударным и механическим нагрузкам, высокое качество обработки и точные размеры;
10 — пневмопривод перепускного клапана — управляет перепускным клапаном, для ограничения давления наддува и защиты двигателя от перегрузок.

Общее устройство турбокомпрессора

включает в себя основные части: корпус компрессора 1, компрессорное колесо 2, вал ротора 3, корпус турбины 4, турбинное колесо 5 и корпус подшипников с ротором в сборе.

— Корпуса турбины и компрессора в обиходе называют «улитки». Турбинный корпус связан с выпускным, а компрессорный — с впускным трубопроводами.
— В корпусе подшипников установлен ротор в сборе, представляющий собой вал, на котором жестко закреплены турбинное и компрессорное колеса с лопастями. Ротор вращается на подшипниках скольжения. Они смазываются и охлаждаются моторным маслом, поступающим из системы смазки двигателя. Для снижения температуры корпуса в нем могут быть предусмотрены каналы подачи охлаждающей жидкости.

Работа турбокомпрессора происходит под воздействием потока отработавших газов, вращающих турбинное колесо и вал ротора. Установленное на том же валу компрессорное колесо нагнетает воздух во впускной трубопровод. На некоторых режимах работы мотора проявляют себяособенности турбонаддува:

— «Турбояма» («турболаг») — задержка увеличения оборотов и мощности двигателя при резком нажатии на педаль акселератора («газа»). Эффект связан с инерционностью системы — требуется время, чтобы ускорившийся поток выхлопных газов раскрутил турбину. Основной способ устранения — снижение размеров и массы вращающихся деталей для облегчения их быстрого раскручивания. Однако это ведет к снижению производительности турбокомпрессора и для сохранения необходимого давления наддува приходится увеличивать частоту вращения ротора или применять корпус турбины с изменяемым проходным сечением.
— «Турбоподхват» — возникает при увеличении оборотов и скорости движения выхлопных газов после преодоления «турбоямы». Вследствие этого резко увеличивается давление наддува, создаваемого турбокомпрессором и, соответственно, мощность двигателя. Чтобы исключить перегрузку деталей кривошипно-шатунного механизма и детонацию (в бензиновых двигателях), необходимо такое же резкое ограничение давления наддува.

turbocom.com.ua

Турбонаддув – по какому принципу он работает + Видео

Турбонаддув представляет собой вариант наддува, когда в цилиндры двигателя авто воздух направляется под определенным давлением.

1 Турбонаддув в автомобиле – общая информация

На данный момент система турбонаддува признается специалистами высокоэффективной системой ощутимого увеличения мощности двигателя авто, которая не требует повышать объем цилиндров и частоту вращения коленвала. При этом двигатель с турбонаддувом гарантирует:

  • уменьшение токсичности отработавших газов, которое достигается благодаря тому, что горючее сгорает полностью;
  • экономию топлива (если рассчитывать расход горючего на единицу мощности).

Турбонаддув работает и на дизельных, и на бензиновых двигателях, но чаще он используется на первых.

Рекомендуем ознакомиться

На дизеле принцип его работы проявляет все свои достоинства в полной мере за счет следующих факторов:

  • сравнительно малой частоты вращения коленвала;
  • повышенного уровня сжатия двигателя машины.

Что касается бензинового авто, можно сказать, что установка турбонаддува на нем может привести к детонации. Это обусловлено повышенной (около 1000 градусов) температурой отработавших газов и существенным повышением частоты вращения мотора.

2 Устройство турбонаддува

Турбонаддув работает по одному принципу. Конструкции разных устройств отличаются друг от друга, но при этом ряд элементов любого турбонаддува авто являются общими. В автомобиле он работает за счет следующих составных частей:

  • впускной коллектор;
  • дроссельная заслонка;
  • фильтр (воздушный), который располагается сразу за воздухозаборником;
  • интеркулер;
  • турбокомпрессор.


Все указанные компоненты турбонаддува в авто связывает посредством напорных шлангов и соединительных специальных патрубков одна схема. Суть работы (ее принцип) рассматриваемого устройства требует именно такой взаимосвязанности составных частей комплекса под названием турбонаддув авто.

3 Турбокомпрессор – важная часть турбонаддува

Схема работы автомобиля с турбонаддувом обязательно требует наличия турбокомпрессора, который также нередко называют газотурбинным нагнетателем. Для чего нужен? Для того чтобы увеличивать во впускной системе авто давление воздуха. Зачем нам требуется такое давление в автомобиле, думается, объяснять не нужно, так как мы указали в самом начале статьи, что принцип работы турбонаддува основывается именно на повышенном давлении.

Суть работы газотурбинного нагнетателя заключается в применении двух колес (компрессорного и турбинного), которые находятся на валу ротора авто. Зачем они нужны? Компрессорное всасывает воздух, затем сжимает его и направляет в двигатель с турбонаддувом, а вот турбинное предназначено для принятия на себя энергии газов.

4 Принцип работы турбонаддува (карбюраторный и дизельный двигатель)

  • отработавшие газы поступают на турбинное колесо и вращают его за счет своей энергии;
  • компрессорное колесо также получает вращение (через вал ротора от турбинного колеса), сжимает воздух, после чего отправляет его в описываемую нами систему;
  • в интеркулере происходит охлаждение сжатого воздуха, который затем идет в цилиндры.

Как видим, турбонаддув имеет вполне понятный принцип работы, обеспечивает большую эффективность работы двигателя транспортного средства, чего, в сущности, и желают многие автолюбители. К его недостаткам относят лишь два явления:

  • «турбояма»: задержка повышения мощности мотора ТС при нажатии (резком) на газ;
  • «турбоподхват»: повышение давления после указанной выше «турбоямы».

tuningkod.ru

Устройство турбины двигателя автомобиля, принцип работы

Принцип работы турбонаддува позволяет значительно увеличивать мощностью автомобильных двигателей. Для лучшего понимания работы системы подробно рассмотрим устройство турбины и клапана избыточного давления (вестгейт, от англ. Wastegate). В зависимости от принципа работы клапан называют: байпас (Bypass) либо блоу-офф (Blow-off).

Устройство «улитки»

Устройство турбокомпрессора газового вида.

  1. Корпус подшипников в сборе (картридж турбины).
  2. Турбинное колесо горячей части.
  3. Клапан Bypass.
  4. Корпус турбины (горячая часть нагнетателя).
  5. Каналы для подвода масла к подшипникам скольжения вала ротора.
  6. Вал ротора.
  7. Уплотнительные шайбы.
  8. Компрессорное колесо.
  9. Корпус компрессора (холодная часть нагнетателя).
  10. Привод срабатывания клапана Bypass.

Именно турбокомпрессоры такого типа чаще всего устанавливаются на дизельные и бензиновые двигатели. Устройство простейшей газовой турбины отличается отсутствием клапана Bypass. Некоторые турбонагнетатели газового типа имеют каналы для циркуляции антифриза, что избавляет систему от необходимости установки турботаймера для предотвращения пригорания масла вследствие высоких температур.

Конструктивные особенности

Цельнолитой корпус турбины, ввиду больших термических нагрузок, изготавливается из чугуна либо жаропрочного сплава чугуна и никеля. Также из чугуна изготавливается центральная часть корпуса. Корпус компрессора цельнолитой, но изготавливается из алюминия. Важнейшим элементом турбины является ротор, который состоит из вала и приваренного к нему турбинного колеса. Компрессорное колесо имеет свободную либо переходную посадку, привинчивается к валу ротора гайкой.

Раскручиваясь потоком выхлопных газов, вал ротора вместе с турбинным и компрессорным колесами вращается на очень большой скорости. Для нормальной работы вала в конструкции предусмотрены:

  • опорные подшипники, в качестве которых чаще всего выступают подшипники скольжения. Конструкции с обычными шариковыми подшипниками позволяют уменьшить потери на трение, но обладают меньшим ресурсом, поэтому устанавливаются преимущественно на авто для автоспортивных гонок. Главное предназначение опорных подшипников – создание точек опоры для вращения в центральной части корпуса. Обратите внимание, что на одном из видео показана конструкция турбонагнетателя, в которой раздельные опорные подшипники установлены на роторном валу. На втором видео описание устройства происходит на модели, у которой опорный подшипник выполнен в виде втулки, фиксируемой болтом;
  • упорные подшипники, которые предназначены для предотвращения осевого люфта вала турбины.


Опорные и упорные подшипники работают на масляном клине. Попадание моторного масла нежелательно как в горячую, так и в холодную часть турбонагнетателя. Для предотвращения этого на валу ротора устанавливаются уплотнительные кольца. Смазка к ним не подается напрямую, как в случае с опорными и радиальными подшипниками. Предотвращение ускоренного износа трущихся поверхностей достигается работой на масляном тумане (мелкодисперсные частицы моторного масла, разбрызгивающиеся в процессе вращения вала ротора).

Значение и работа системы смазки

Турбированные дизельные и бензиновые двигатели требуют более качественного масла в сравнении с атмосферными ДВС.

Объясняется это в первую очередь необходимостью качественной смазки подшипников вала ротора турбины. Масло к подшипникам подается под высоким давлением через специальные каналы в картридже, соответственно в корпусе имеется специальный штуцер, через который масло поступает из общей системы смазки двигателя.

Открытие эффекта масляного клина в свое время дало огромный толчок практическому применению гидродинамических принципов смазки. Суть эффекта в том, чтобы в процессе работы между трущимися поверхностями создать масляную пленку, практически полностью исключающую трение между движущимися поверхностями. Важно, чтобы между трущимися поверхностями устанавливалось давление, удерживающее детали при вращении на относительном удалении друг от друга. Достигается это двумя путями:

  • большим давлением в системе смазки;
  • точной подгонкой трущихся пар. Это значит, что между валом и подшипниками скольжения должен быть ровно такой зазор, который бы позволил создать надежный масляный клин. Именно поэтому для ресурса работы турбины жизненно необходим незначительный осевой и радиальный люфт вала ротора.
Основная причина поломки

Одной из причин повышенного расхода масла является неисправность турбины, в случае которой масло просачивается через уплотнения в компрессорную либо турбинную часть корпуса (в таких случаях обычно говорят, что турбина кидает масло). Причина этой неисправности в чрезмерном осевом и радиальном люфте, из-за которого уплотнительные кольца больше не могут справиться со своей задачей.

Последствия развалившейся турбины

Актуатор турбины

Клапан избыточного давления в системе турбонаддува предназначен для сбрасывания избыточного давление на впуске, а также для уменьшения сопротивления выходу выхлопных газов на высоких оборотах. Производительность турбины определяется в основном углом атаки лопастей турбинного колеса, а также проходным сечением канала горячей части и размером колеса турбины. Чем меньшее проходное сечение канала подвода выхлопных газов, тем раньше в «улитке» горячей части будет достигнуто нужное для раскручивания турбины давление.

Соответственно, на низких оборотах больший прирост мощности даст маленькая турбина, тогда как на высоких оборотах небольшое проходное сечение горячей части приведет к значительному противодействию выхлопным газам. Также у каждой турбины имеется граничное давление, превышение которого ведет к «срыву» воздушного потока с лопастей и потере производительности. О том, как актуатор турбины позволяет избежать помпажа во впускной системе в момент резкого закрытия дроссельной заслонки, увеличить степень компромисса между производительностью на высоких и низких оборотах, рекомендуем прочитать в статье «Турбонаддув в теории и на практике». Наша цель – рассмотреть устройство клапанов избыточного давления разных видов.

Bypass

Применяется конструкция двух видов:

  • замкнутого цикла. Через специальный канал избыточное давление подается в горячую часть турбины, что уменьшает инерционные потери на раскручивание турбинного колеса при последующем разгоне. Система состоит из клапана, воздушных магистралей и регулятора актуатора турбины, который передвигает шток клапана. Регулятор имеет вакуумную систему управления и совмещен с впускным коллектором через диафрагму. При создании определенного давления на впуске диафрагма выгибается, преодолевая усилие возвратной пружины, и открывает через систему тяг байпасный клапан;
  • открытого цикла. Принципиальная разница в том, что при открытии клапана поток воздуха идет в обиход турбинного колеса и направляется непосредственно в выпускную трубу.

Blow-off

Разновидностью системы открытого цикла является система блоу-офф. В работе используется все тот же принцип – специальный клапан сбрасывает избыточное давление с впускной системы. Разница лишь в том, что сброс происходит непосредственно в атмосферу, а сам выход газов на больших оборотах сопровождается характерным звуком.

autolirika.ru

Турбированный двигатель: устройство, особенности эксплуатации

Наличие на автомобилях турбированных двигателей обеспечивает первым заметную прибавку к мощности в сравнении с аналогичными моделями, оснащенными «атмосферными» моторами. Подобные агрегаты дополняют устройство как бензиновых, так и дизельных силовых установок.

О турбине

Турбонаддув бывает двух видов: низкого и высокого давления. Первый тип турбины применяется для более качественного смешивания топлива за счет создания турбулентных воздушных потоков в моторах.

Но наиболее эффективным считается турбированный двигатель высокого давления. В сравнении с «атмосферными» моторами того же объема подобные агрегаты развивают примерно в 1,5 раза больше мощности.

Некоторые производители и владельцы устанавливают на автомобили сразу 2 турбины, в результате чего получили малолитражные моторы, способный составить конкуренцию силовым установкам гораздо большего объема.

Рейтинг надежности у турбореактивных двигателей ниже, так как они имеют довольно сложную конструкцию.

В частности, их конструкция дополняется следующими элементами:

  • Клапан, предназначенный для устранения избыточного давления, которое способно повредить мотор.
  • Интеркулер. Устройство используется для охлаждения воздуха, нагреваемого, когда обороты турбины достигли высокой отметки.

О принципах работы турбокомпрессора

Как работает турбина? Почему нельзя сразу глушить движок, дополненный таким агрегатом? Ответы на эти вопросы важны, так как, зная их, легче соблюдать особенности эксплуатации турбированного двигателя.

Схематично устройство турбины включает в себя следующие элементы:

  1. Компрессорный хаузинг, следом за которым располагается компрессорное кольцо, отвечающее за сжатие воздуха.
  2. Воздушный фильтр.
  3. Задняя пластина компрессора.
  4. Шарикоподшипник, установленный на валу.
  5. Точки подачи и слива масла.
  6. Турбинный хаузинг.
  7. Турбинное колесо, за счет которого осуществляется преобразование энергии выхлопных газов в энергию вращения вала.

Важно: воздушный фильтр является основным источником возникновения проблем двигателя с турбонаддувом. Этот элемент рекомендуется регулярно менять.

Принцип работы турбокомпрессора заключается в следующем:

  1. Воздух, проходя через воздушный фильтр, пронимает во входное отверстие агрегата.
  2. Воздушные массы подвергаются сжатию. Одновременно с этим в них увеличивается уровень содержания кислорода. На данном этапе возникает нагрев воздуха, вследствие чего снижается его плотность.
  3. Покидая турбокомпрессор, массы воздуха попадают в интеркулер, где происходит их охлаждение. Последний элемент конструкции также предотвращает возможность детонации топливной смеси в двигателе.
  4. На последнем этапе сжатый воздух через дроссель проникает через впускной коллектор в цилиндры мотора.

Как видно, принцип работы подобного двигателя выглядит достаточно простым. Турбодвигатель часть выхлопных газов, возникших вследствие сгорания топливной смеси в цилиндрах, передает обратно в выпускной коллектор турбины. Этот воздушный поток запускает движение вала, на другом конце которого располагается компрессор. В результате последний вновь приступает к сжатию воздуха.

Благодаря чему турбированный двигатель обладает большей мощностью в сравнении с «атмосферным»?

После того как сжатый воздух попадает в цилиндр, в последнем увеличивается уровень содержания кислорода при сохранении прежних параметров цилиндра. Поэтому за один такт сжигается больше топливной смеси, чем в «атмосферном» моторе аналогичного объема.

Правила эксплуатации

До того, как установить турбину на свой двигатель, необходимо уяснить для себя условия пользования подобных агрегатов. Соблюдая их, можно увеличить срок «жизни» моторов.

Правильное эксплуатирование турбированных двигателей предполагает соблюдение следующих рекомендаций:

Регулярно проверять уровень масла

Существует множество советов о том, как правильно эксплуатировать турбореактивные двигатели. Однако главное условие заключается именно в регулярной проверке масла.

Отсутствие смазки ведет к быстрому изнашиванию подшипников турбины, следствие чего она вскоре перестает работать.

Кроме того, быстрый расход масла свидетельствует о наличие проблемы в моторе. Возможно, из строя вышел масляный насос или другая деталь.

При запуске не держать долго педаль газа

Турбированные двигатели достигают максимального давления уже на низких оборотах. Поэтому долго жать на педаль газа. Иначе турбина будет работать на «холостом» ходу, что сокращает срок ее эксплуатации.

Использовать только качественное масло

Некачественное масло — это вторая наиболее распространенная причина быстрого износа турбины. Причем не важно, установлена ли она на бензиновом двигателе, или на дизельном. Более того, подобная смазка негативно влияет и на состоянии мотора.

Необходимо заливать только то масло, которое рекомендует производитель конкретной силовой установки.

Важно также отметить, что тип смазки, применяемой на турбированных моторах, отличается от той жидкости, которая используется на «атмосферных» агрегатах. Это объясняется тем, что в первых создается больший уровень давления, вследствие чего увеличиваются требования к качеству масла. Данное обстоятельство необходимо учитывать при форсировании «атмосферного» движка.

Другая важная особенность эксплуатации турбированных моторов заключается в следующем: Смешивать разные сорта масла нельзя.

Не рекомендуется использовать смазку иной марки, даже если она имеет аналогичные характеристики.

Обязательно проверить состояние мотора после ремонта

В первую очередь необходимо обратить на наличие масла и его состав: жидкость должна быть прозрачной. Следом проверяется работа коленчатого вала при выключенном моторе.

И последнее: нужно запустить движок и продержать его на «холостом» ходе в течение 5-10 минут, внимательно прислушиваясь к нестандартному звучанию, наличию посторонних стуков и тому подобного.

Применять только качественное дизельное топливо

Чтобы дизельный двигатель, оснащенный турбиной, сохранил свои первоначальные характеристики, необходимо приобретать только качественное горючее. Низкосортное топливо имеет множество примесей, которые быстро засоряют топливную систему. В результате снижается уровень мощности, развиваемой двигателем.

Чтобы нивелировать ее падение, турбина начинает работать на пределе собственных возможностей, что провоцирует быстрый износ агрегата.

На морозе двигатель должен поработать на «холостом» ходу

При низких температурах масло становится более вязким. Поэтому рекомендуется запустить турбированный мотор и продержать его на «холостом» ходу, чтобы смазка начала циркулировать внутри агрегата.

Кроме того, турбореактивные двигатели не рекомендуется сразу останавливать на морозе. Прежде чем заглушить, им необходимо некоторое время также поработать на «холостом» ходу. Данная рекомендация объясняется тем, что на высоких оборотах в силовых агрегатах температура поднимается до максимальных значений.

Поэтому резкое выключение мотора может спровоцировать температурный перепад, из-за чего срок эксплуатации установки и турбины снижается.

Регулярно доводить двигатель до высоких оборотов

Турбина должна регулярно работать. Иначе она вскоре выйдет из строя. Рекомендуется хотя бы раз в неделю эксплуатировать двигатель, когда тот работает на высоких оборотах. В результате работы системы наддува происходит процесс ее самоочистки.

Наиболее удачным вариантом эксплуатации турбодвигателя является регулярная езда на средних оборотах.

Достоинства и недостатки

Надежный турбированный мотор — это заслуга его владельца. Только соблюдение условий эксплуатации обеспечит комфортную и длительную езду на автомобиле.

Подводя итог всему, что было приведено выше, нельзя не рассмотреть плюсы и минусы турбированных силовых установок.

Плюсы Минусы
Высокая мощность мотора Необходимость прогрева
Малый объем при высокой отдаче Дорогостоящее обслуживание и высокая цена
Низкий уровень потребления топлива Сильный нагрев
Наличие турбоям

avtodvigateli.com

Как установить турбонаддув своими руками – процесс в деталях + Видео

Один из способов улучшения скоростных и динамических характеристик автомобиля – это установка турбокомпрессора. Установить турбонаддув своими руками, имея определенные знания и навыки, вполне возможно.

1 Принцип работы агрегата – рационально и с умом

Принцип работы турбонаддува основан на использовании отработанных выхлопных газов, другими словами – это рациональная и разумная утилизация автомобильных отходов. Полезное изобретение более века назад разработал и запатентовал швейцарский инженер Альфред Бюхи, но его гениальное открытие актуально и сегодня. Отечественные авто уступают по мощности иномаркам, поэтому автолюбители, стремясь улучшить параметры своих машин и выжать из них по максимуму, устанавливают турбонаддув.

С этим сложным видом тюнинга все чаще встречаются Жигули, Лады и Нивы, и хозяева подтверждают очевидный эффект от внедрения турбины. Новички-автолюбители, мечтающие установить универсальный мотор, скорее всего, обратятся на СТО. Опытные водители, хорошо зная устройство своего «железного коня», смогут своими руками произвести установку турбонаддува, получив в результате увеличение мощности и экономию средств.

2 Грамотный выбор турбокомпрессора

Чтобы езда была удовольствием, необходимо определиться, сколько лошадиных сил хочется получить от усовершенствования. Важно выбрать турбину, которая подошла бы под определенную марку авто, ведь от типа нагнетателя, объема двигателя зависит ее монтаж. К примеру, турбонаддув ТКР-7 может увеличить мощность мотора на 20 %, путем повышения давления в 1–1.2 раза в топливной системе.

Более высокое давление может вызвать редуцирование резерва двигателя на выходе, быстро придут в негодность поршни и выпускные клапаны. Отходы газов, поступающие в турбину, регулируются перепускным патрубком, который будет часть газов отводить мимо турбокомпрессора. Турбина K16-2467 идеально подходит к установке и обещает хорошие обороты для использования авто в черте города. Предлагается к рассмотрению турбонаддув IHI RHF55, как хороший рабочий вариант, способный долгое время обеспечивать быструю и надежную езду.

Купленная в магазине турбина более износостойка, подшипники находятся в масляной среде, истирание деталей происходит только с глушением мотора. Поэтому при оптимальном уходе и регулярном осмотре такая установка способна служить более 10 лет. Многие изобретатели устанавливают самодельные устройства, но в этом случае экономия не оправдывается. Лучше сэкономить на самой установке, но не на турбине.

3 Монтаж и установка механизма в деталях

После того, как выбран нужный турбокомпрессор, можно приступать к его монтажу. Важно помнить, что неправильная установка турбокомпрессора может привести к быстрому выходу из строя или уменьшению срока его эксплуатации. Установка турбонаддува начинается с проверки маслосливной и маслоподающей частей нагнетателя – нет ли там грязи и пыли. Рекомендуется полная замена масла и проверка воздушного и масляного фильтров.

Турбокомпрессор представляет собой устройство, состоящее из двух агрегатов, называемых улитками. Улитка-турбина перерабатывает и отводит выхлопные газы, а улитка-компрессор нагнетает атмосферный воздух в цилиндры. Алгоритмы работы:

  • Снять с двигателя карбюратор и фильтр воздуха, предварительно их прочистив;
  • Проверить работу катализатора, если он есть, потому что лишние выхлопные газы будут помехой в работе компрессора;
  • Промыть растворителем или бензином патрубки, подающие воздух, и вентиляционную систему катера;
  • Проверить каналы, подающие воздух, на предмет песка или грязи, что может помешать работе нагнетателя;
  • Установить и закрепить турбину;
  • Закрепить патрубки нагнетания и выхода специальными хомутами из пластика;
  • Вручную запустить турбинный вал, запоминая скорость вращения ротора. Специальным шприцем залить в турбину масло, не пережимая маслопровод и не прекращая подкручивание ротора, и убедиться, что идет беспроблемная подача;
  • На несколько секунд запустить и прогреть двигатель, сравнивая вращение ротора до и после;

4 Эксплуатация машины с турбонаддувом

Когда удалось успешно установить турбину, ее обладатели замечают положительную перемену – меньшее потребление топлива. Треть переработанного бензина не выбрасывается наружу, загрязняя окружающую среду, а качественно используется. Наблюдается существенное сокращение вибрации двигателя.

Чтобы модернизированная машина прослужила дольше, необходимо до поездки прогревать мотор, а после на несколько минут оставлять его на холостых оборотах. Для полноценного охлаждения и смазки турбины нужно использовать качественное масло, следить за сменой воздушных фильтров, за герметичностью маслопровода. Если соблюдать эти простые правила, установленный турбонаддув прослужит долго и не раз порадует своего обладателя!

tuningkod.ru

Устройство турбокомпрессора дизеля – Устройство турбины и принцип работы турбокомпрессора на дизельном двигателе

vovka75rus › Блог › УСТРОЙСТВО, НАЗНАЧЕНИЕ И РАБОТА ТУРБОКОМПРЕССОРА. ТУРБИНА С ИЗМЕНЯЕМОЙ ГЕОМЕТРИЕЙ

Мощность, развиваемая двигателем внутреннего сгорания, зависит от количества топлива и воздуха, поступающего в двигатель. Мощность двигателя возможно повысить за счет увеличения объема этих составляющих.
Но увеличение подачи топлива бессмысленно, если не увеличивается поступление воздуха, необходимого для его сгорания. Поэтому воздух, поступающий в цилиндры двигателя, приходится сжимать. Система принудительной подачи воздуха может работать, используя энергию отработанных газов или с применением механического привода.
Турбокомпрессор или турбонагнетатель — устройство, предназначенное для нагнетания воздуха в двигатель с помощью энергии выхлопных газов. Основные части турбокомпрессора — турбина и центробежный насос, которые связывает между собой общая жесткая ось. Эти элементы вращаются со скоростью — около 100.000 об/мин, приводя в действие компрессор.
УСТРОЙСТВО ТУРБОКОМПРЕССОРА

схема турбокомпрессора
Устройство турбокомпрессора (рис.1):
1 — корпус компрессора; 2 — вал ротора; 3 — корпус турбины; 4 — турбинное колесо; 5 — уплотнительные кольца; 6 — подшипники скольжения; 7 — корпус подшипников; 8 — компрессорное колесо.
Турбинное колесо вращается в корпусе, имеющем специальную форму. Оно выполняет функцию передачи энергии отработавших газов компрессору. Турбинное колесо и корпус турбины изготавливают из жаропрочных материалов (керамика, сплавы).
Компрессорное колесо засасывает воздух, сжимает его и затем нагнетает его в цилиндры двигателя. Оно также находится в специальном корпусе.
Компрессорное и турбинное колеса установлены на валу ротора. Вращение вала происходит в подшипниках скольжения. Используются подшипники плавающего типа, то есть зазор имеют со стороны корпуса и вала. Моторное масло для смазки подшипников поступает через каналы в корпусе подшипников. Для герметизации на валу устанавливаются уплотнительные кольца.
Для лучшего охлаждения турбонагнетателей в некоторых бензиновых двигателях применяется дополнительное жидкостное охлаждение.
Для охлаждения сжимаемого воздуха предназначен интеркулер — радиатор жидкостного или воздушного типа. За счет охлаждения увеличивается плотность и соответственно давление воздуха.
В управлении системой турбонаддува основным элементом является регулятор давления. Это перепускной клапан, который ограничивает поток отработавших газов, перенаправляя часть его мимо турбинного колеса, обеспечивая нормальное давление наддува.
ПРИНЦИП РАБОТЫ

В своей работе турбокомпрессор использует энергию отработавших газов. Эта энергия вращает турбинное колесо. Затем это вращение через вал ротора передается компрессорному колесу. Компрессорное колесо нагнетает воздух в систему, предварительно сжав его. Охлажденный в интеркулере воздух подается в цилиндры двигателя.
работа турбины
Принцип работы турбокомпрессора
Хотя у турбокомпрессора нет жесткой связи с валом двигателя, эффективность работы турбонаддува зависит от частоты его вращения. Чем больше число оборотов двигателя, тем сильнее поток отработавших газов. Соответственно увеличивается скорость вращения турбины и количество поступающего в цилиндры воздуха.
При работе системы турбонаддува возникают некоторые негативные моменты.
Задерживается увеличение мощности при резком надавливании на педаль газа («турбояма»).
После выхода из «турбоямы» резко повышается давление наддува («турбоподхват»).
Явление «турбоямы» обусловлено инерционностью системы. Это влечет за собой несоответствие между производительностью турбокомпрессора и требуемой мощностью двигателя. Для решения этой проблемы существуют следующие способы:
использование турбины с изменяемой геометрией;
применение двух параллельных или последовательных компрессоров;
комбинированный наддув.
Турбина с изменяемой геометрией оптимизирует поток отработавших газов, изменяя площадь входного канала. Широко применяется в дизельных двигателях.
VNT-турбина
Турбина с изменяемой геометрией (рис.3):
1 — направляющие лопатки; 2 — кольцо; 3 — рычаг; 4 — тяга вакуумного привода; 5 — турбинное колесо.
Параллельно работающие турбокомпрессоры применяют для мощных V-образных двигателей (по одному на ряд цилиндров). Эта схема помогает решить проблему за счет того, что у двух маленьких турбин инерция меньше, чем у одной большой.
Установка 2-х последовательных турбин позволяет достичь максимальной производительности, используя разные компрессоры при разных оборотах двигателя.
При комбинированном наддуве применяется и механический, и турбонаддув. При работе двигателя на низких оборотах работает механический нагнетатель. При увеличении оборотов включается турбокомпрессор, а механический нагнетатель останавливается.
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПРИМЕНЕНИЯ ТУРБОНАДДУВА

1. Турбокомпрессор широко используется ввиду простоты конструкции и хороших эксплуатационных параметров. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя на 20-35%. Двигатель, вырабатывая повышенные крутящие моменты на средних и высоких оборотах, увелич

www.drive2.ru

Устройство турбокомпрессора дизеля — Лечение суставов

Турбонаддув обязан свои появлением пресловутой немецкой рачительности и практичности во всём. Ещё Рудольфу Дизелю и Готлибу Даймлеру, в конце XIX века, не давал покоя такой вопрос. Как же так: выхлопные газы просто так выбрасываются в трубу, а энергия, которой они обладают, не приносит никакой пользы? Непорядок… В веке двадцать первом, двигатели, оснащённые турбиной, давно перестали быть экзотикой и используются повсеместно, на самой разной технике. Почему турбины получили распространение прежде всего на дизельных двигателях и каков принцип работы этих полезных агрегатов, разберём далее – в строго научно-популярной, но наглядной и понятной каждому форме.

Содержание статьи:

Об истории изобретения и внедрения турбонаддува

Итак, идея «пустить в дело» энергию отработанных выхлопных газов появилась уже вскоре после изобретения и успешных опытов применения двигателей внутреннего сгорания. Немецкие инженеры и первопроходцы автомобиле- и тракторостроения, во главе с Дизелем и Даймлером, провели первые опыты по повышению мощности двигателя и снижению расхода топлива с помощью нагнетания сжатого воздуха от выхлопов.

Готдиб Даймлер выпускал вот такие автомобили, а уже задумывался о внедрении системы турбонаддува

Но первым, кто построил первый эффективно работающий турбокомпрессор, стали не они, а другой инженер – Альфред Бюхи. В 1911 году он получил патент на своё изобретение. Первые турбины были таковы, что использовать их было возможно и целесообразно только на крупных двигателях (например, судовых).

Далее турбокомпрессоры начали использоваться в авиационной промышленности. Начиная с 30-х годов ХХ века, в Соединённых Штатах регулярно запускались в «серию» военные самолёты (как истребители, так и бомбардировщики), бензиновые двигатели которых были оснащены турбонагнетателями. А первая в истории грузовая автомашина с турбированным дизельным мотором была сделана в 1938 году.

В 60-е годы корпорация «Дженерал Моторс» выпустила первые легковые «Шевроле» и «Олдсмобили» с бензиновыми карбюраторными двигателями, оснащёнными турбонаддувом. Надежность тех турбин была невелика, и они быстро исчезли с рынка.

Oldsmobile Jetfire 1962 года – первый серийный автомобиль с турбонаддувом

Мода на турбированные моторы вернулась  на рубеже 70-х/80-х, когда турбонаддув начали широко использовать в создании спортивных и гоночных автомобилей. Приставка «турбо» стала чрезвычайно популярной и превратилась в своеобразный лейбл. В голливудских фильмах тех лет супергерои нажимали на панелях своих суперкаров «магические» кнопки «турбо», и машина уносилась вдаль. В реальной же действительности турбокомпрессоры тех лет ощутимо «тормозили», выдавая существенную задержку реакции. И, кстати, не только не способствовали экономии топлива, а наоборот, увеличивали его расход.

Труженик советских полей – трактор К-701 «Кировец» с турбонаддувом

Первые действительно успешные попытки внедрения турбонаддува в производство автомобильных двигателей серийного производства осуществили в начале 80-х годов «SAAB» и «Mercedes». Этим передовым опытом не замедлили воспользоваться и другие мировые машиностроительные компании.

В Советском Союзе разработка и внедрение в «серию» турбированных двигателей была связана, прежде всего, с развитием производства тяжёлых промышленных и сельскохозяйственных тракторов – «ЧТЗ», «Кировец»; суперсамосвалов «БелАЗ» и т.п. мощной техники.

Почему в итоге турбины получили распространение именно на дизельных, а не бензиновых двигателях? Потому что дизельные моторы имеют гораздо большую степень сжатия воздуха, а их выхлопные газы – более низкую температуру. Соответственно, требования к жаропрочности турбины гораздо меньше, а её стоимость и эффективность использования – гораздо больше.

Устройство системы турбонаддува

Система турбонаддува состоит из двух частей: из турбины и турбокомпрессора. Турбина служит для преобразования энергии отработанных газов, а компрессор – непосредственно для подачи многократно сжатого атмосферного воздуха в рабочие полости цилиндров. Главные детали системы – два лопастных колеса, турбинное и компрессорное (так называемые «крыльчатки»). Турбокомпрессор представляет собой технологичный насос для воздуха, приводимый в действие вращением ротора турбины. Единственная его задача – нагнетание сжатого воздуха в цилиндры под давлением.

Чем больше воздуха поступит в камеру сгорания, тем большее количество солярки дизель сможет сжечь за конкретную единицу времени. Результат – существенное увеличение мощности мотора, без необходимости наращивания объёма его цилиндров.

Составные части устройства турбонаддува:

  • корпус компрессора;
  • компрессорное колесо;
  • вал ротора, или ось;
  • корпус турбины;
  • турбинное колесо;
  • корпус подшипников.

Основа системы турбонаддува – это ротор, закреплённый на специальной оси и заключённый в особый жаропрочный корпус. Беспрерывный контакт всех составных частей турбины с чрезвычайно раскалёнными газами определяет необходимость создания как ротора, так и корпуса турбины из специальных жаропрочных металлосплавов.

Крыльчатка и ось турбины вращаются с очень высокой частотой и в противоположных направлениях. Это обеспечивает плотный прижим одного элемента к другому. Поток отработанных газов проникает вначале в выпускной коллектор, откуда попадает в специальный канал, что расположен в корпусе турбо-нагнетателя. Форма его корпуса напоминает панцирь улитки. После прохождения этой «улитки» отработанные газы с разгоном подаются на ротор. Так и обеспечивается поступательное вращение турбины.

Ось турбонагнетателя закреплена на специальных подшипниках скольжения; смазка осуществляется подачей масла из системы смазки моторного отсека. Уплотнительные кольца и прокладки препятствуют утечкам масла, а также прорывам воздуха и отработанных газов, а также их смешиванию. Конечно, полностью исключить попадание выхлопа в сжатый атмосферный воздух не удаётся, но в этом и нет большой необходимости…

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.

Необходимые дополнения в состав системы турбонаддува: клапаны, интеркулер

Не один десяток лет потребовался инженерам, чтобы создать действительно эффективно работающий турбокомпрессор. Ведь это только в теории всё выглядит гладко: от преобразования энергии отработанных газов можно «вернуть» утерянный процент КПД и значительно увеличить мощность двигателя (например, со ста до ста шестидесяти лошадиных сил). Но на практике подобного почему-то не получалось.

Кроме того, при резком нажатии на акселератор приходилось ждать увеличения оборотов мотора. Оно происходило только через некоторую паузу. Рост давления выхлопных газов, раскрутка турбины и загонку сжатого воздуха происходили не сразу, а постепенно. Данное явление, именуемое «turbolag» («турбояма») никак не удавалось укротить. А справиться с ним получилось, применив два дополнительных клапана: один – для перепускания излишнего воздуха в компрессор через трубопровод из двигательного коллектора. А другой клапан – для отработанных газов. Да и в целом, современные турбины с изменяемой геометрией лопаток даже своей формой уже значительно отличаются от классических турбин второй половины ХХ века.

Дизельный турбокомпрессор «Бош»

Другая проблема, которую пришлось решать при развитии технологий дизельных турбин, состояла в избыточной детонации. Детонация эта возникала из-за резкого увеличения температуры в рабочих полостях цилиндров при нагнетании туда дополнительных масс сжатого воздуха, особенно на завершающей стадии такта. Решать данную проблему в системе призван промежуточный охладитель наддувочного воздуха (интеркулер).

Интеркулер – это не что иное, как радиатор для охлаждения наддувочного воздуха. Кроме снижения детонации, он снижает температуру воздуха ещё и для того, чтоб не снижать его плотность. А это неизбежно во время процесса нагрева от сжатия, и от этого эффективность всей системы в значительной степени падает.

Кроме того, современная система турбонаддува двигателя не обходится без:

  • регулировочного клапана (wastegate). Он служит для поддержания оптимального давления в системе, и для его сброса , при необходимости, в приёмную трубу;
  • перепускного клапана (bypass-valve). Его предназначение – отвод наддувочного воздуха назад во впускные патрубки до турбины, если нужно снизить мощность и дроссельная заслонка закрывается;
  • и/или «стравливающего» клапана (blow-off-valve). Который стравливает наддувочный воздух в атмосферу в том случае, если дроссель закрывается и датчик массового расхода воздуха отсутствует;
  • выпускного коллектора, совместимого с турбокомпрессором;
  • герметичных патрубков: воздушных для подачи воздуха во впуск, и масляных – для охлаждения и смазки турбокомпрессора.

Применение турбонаддува в мировом машиностроении

На дворе двадцать первый век, и никто уже не гонится за тем, чтобы название его легкового автомобиля было с модной в веке ХХ-м приставкой «турбо». Никто и не верит более в «магическую силу турбины» для резкого ускорения автомобиля. Смысл применения и эффективность работы системы турбонаддува всё-таки не в этом.

Вот это «улитка»!

Разумеется, наиболее эффективен турбонаддув при его использовании на двигателях тракторов и тяжёлых грузовиков. Он позволяет добавить мощности и крутящего момента без возникновения перерасхода топлива, что очень важно для экономических показателей эксплуатации техники. Там он и используется. Нашли своё широкое применение турбосистемы также на тепловозных и судовых дизелях. И это наиболее мощные из созданных человеком турбин для дизельного двигателя.

 

 

Source: TractorReview.ru

Почитайте еще:

remont-avto.uef.ru

Назначение турбокомпрессора в дизеле — Все о Здоровье

Мощность, развиваемая двигателем внутреннего сгорания, зависит от количества топлива и воздуха, поступающего в двигатель. Мощность двигателя возможно повысить за счет увеличения объема этих составляющих.
Но увеличение подачи топлива бессмысленно, если не увеличивается поступление воздуха, необходимого для его сгорания. Поэтому воздух, поступающий в цилиндры двигателя, приходится сжимать. Система принудительной подачи воздуха может работать, используя энергию отработанных газов или с применением механического привода.
Турбокомпрессор или турбонагнетатель — устройство, предназначенное для нагнетания воздуха в двигатель с помощью энергии выхлопных газов. Основные части турбокомпрессора — турбина и центробежный насос, которые связывает между собой общая жесткая ось. Эти элементы вращаются со скоростью — около 100.000 об/мин, приводя в действие компрессор.
УСТРОЙСТВО ТУРБОКОМПРЕССОРА

схема турбокомпрессора
Устройство турбокомпрессора (рис.1):
1 — корпус компрессора; 2 — вал ротора; 3 — корпус турбины; 4 — турбинное колесо; 5 — уплотнительные кольца; 6 — подшипники скольжения; 7 — корпус подшипников; 8 — компрессорное колесо.
Турбинное колесо вращается в корпусе, имеющем специальную форму. Оно выполняет функцию передачи энергии отработавших газов компрессору. Турбинное колесо и корпус турбины изготавливают из жаропрочных материалов (керамика, сплавы).
Компрессорное колесо засасывает воздух, сжимает его и затем нагнетает его в цилиндры двигателя. Оно также находится в специальном корпусе.
Компрессорное и турбинное колеса установлены на валу ротора. Вращение вала происходит в подшипниках скольжения. Используются подшипники плавающего типа, то есть зазор имеют со стороны корпуса и вала. Моторное масло для смазки подшипников поступает через каналы в корпусе подшипников. Для герметизации на валу устанавливаются уплотнительные кольца.
Для лучшего охлаждения турбонагнетателей в некоторых бензиновых двигателях применяется дополнительное жидкостное охлаждение.
Для охлаждения сжимаемого воздуха предназначен интеркулер — радиатор жидкостного или воздушного типа. За счет охлаждения увеличивается плотность и соответственно давление воздуха.
В управлении системой турбонаддува основным элементом является регулятор давления. Это перепускной клапан, который ограничивает поток отработавших газов, перенаправляя часть его мимо турбинного колеса, обеспечивая нормальное давление наддува.
ПРИНЦИП РАБОТЫ

В своей работе турбокомпрессор использует энергию отработавших газов. Эта энергия вращает турбинное колесо. Затем это вращение через вал ротора передается компрессорному колесу. Компрессорное колесо нагнетает воздух в систему, предварительно сжав его. Охлажденный в интеркулере воздух подается в цилиндры двигателя.
работа турбины
Принцип работы турбокомпрессора
Хотя у турбокомпрессора нет жесткой связи с валом двигателя, эффективность работы турбонаддува зависит от частоты его вращения. Чем больше число оборотов двигателя, тем сильнее поток отработавших газов. Соответственно увеличивается скорость вращения турбины и количество поступающего в цилиндры воздуха.
При работе системы турбонаддува возникают некоторые негативные моменты.
Задерживается увеличение мощности при резком надавливании на педаль газа («турбояма»).
После выхода из «турбоямы» резко повышается давление наддува («турбоподхват»).
Явление «турбоямы» обусловлено инерционностью системы. Это влечет за собой несоответствие между производительностью турбокомпрессора и требуемой мощностью двигателя. Для решения этой проблемы существуют следующие способы:
использование турбины с изменяемой геометрией;
применение двух параллельных или последовательных компрессоров;
комбинированный наддув.
Турбина с изменяемой геометрией оптимизирует поток отработавших газов, изменяя площадь входного канала. Широко применяется в дизельных двигателях.
VNT-турбина
Турбина с изменяемой геометрией (рис.3):
1 — направляющие лопатки; 2 — кольцо; 3 — рычаг; 4 — тяга вакуумного привода; 5 — турбинное колесо.
Параллельно работающие турбокомпрессоры применяют для мощных V-образных двигателей (по одному на ряд цилиндров). Эта схема помогает решить проблему за счет того, что у двух маленьких турбин инерция меньше, чем у одной большой.
Установка 2-х последовательных турбин позволяет достичь максимальной производительности, используя разные компрессоры при разных оборотах двигателя.
При комбинированном наддуве применяется и механический, и турбонаддув. При работе двигателя на низких оборотах работает механический нагнетатель. При увеличении оборотов включается турбокомпрессор, а механический нагнетатель останавливается.
ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПРИМЕНЕНИЯ ТУРБОНАДДУВА

1. Турбокомпрессор широко используется ввиду простоты конструкции и хороших эксплуатационных параметров. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя на 20-35%. Двигатель, вырабатывая повышенные крутящие моменты на средних и высоких оборотах, увеличивает скорость и экономичность автомобиля.
2. Турбокомпрессор в большинстве случаев не может быть причиной неисправностей двигателя, так как его работа зависит от работоспособности газораспределительной, воздушной и топливной систем.
3. Двигатель с турбокомпрессором имеет меньший выброс вредных газов в атмосферу, так как вырабатываются дополнительные выхлопные газы в двигатель. У сгораемого топлива становится меньше отходов.
4. Происходит экономия топлива на 5-20%. В небольших двигателях энергия сжигаемого топлива используется эффективней, увеличивается КПД.
5. На высокогорных дорогах такие двигатели работают более стабильно и с меньшими потерями мощности, чем их атмосферные аналоги.
6. Турбокомпрессор сам по себе является глушителем шума в системе выпуска.
Как работает турбина — видео:

У турбированных двигателей кроме возникновения явлений «турбояма» и «турбоподхват» есть и другие недостатки.
Обслуживание их дороже в сравнении с «классическими». При эксплуатации приходится применять моторное масло специального назначения — его приходится регулярно менять. Двигатель с турбокомпрессором перед пуском должен несколько минут проработать на холостых оборотах. Также сразу не рекомендуется глушить мотор до остывания турбины.

Турбокомпрессор (разговорное «турбина», фр. turbine от лат. turbo — вихрь, вращение) — это устройство, использующее отработавшие газы (выхлопные газы) для увеличения давления внутри камеры сгорания.

Содержание

Газотурбинные двигатели [ править | править код ]

Основной агрегат, состоящий из доцентрового или осевого компрессора и газовой турбины для его привода, установленных на одном валу, называется турбокомпрессором. Основным назначением турбокомпрессора является повышение давления рабочего тела газотурбинного двигателя за счёт его нагнетания компрессором, который получает мощность от турбины. Турбокомпрессор в совокупности с камерой сгорания, расположенной между турбиной и компрессором, называется газогенератором. Турбокомпрессор низкого давления турбореактивного двигателя (ТРД), состоящий из компрессора низкого давления (вентилятора) и турбины, иногда называют турбаком. [1] [2]

Автомобильные [ править | править код ]

В автомобилях турбокомпрессор используется для нагнетания воздуха или топливовоздушной смеси в двигатель внутреннего сгорания за счет энергии выхлопных газов для улучшения его характеристик.

Для двигателей малой мощности [ источник не указан 2812 дней ] применяют турбокомпрессоры с центростремительной турбиной, а на двигателях большой мощности [ источник не указан 2812 дней ] (тракторные, тепловозные, судовые) — с осевой турбиной. [ источник не указан 2812 дней ] Компрессор всегда центробежный, [ источник не указан 2812 дней ] так как осевой компрессор имеет более сложную конструкцию и склонность к помпажу. Наименьшие размеры имеют турбокомпрессоры для двигателей легковых автомобилей — диаметр их колёс порядка 50 мм. Наибольшие размеры у судовых турбокомпрессоров — диаметр колёс — до 1,2 м.

Принцип работы турбокомпрессора [ править | править код ]

Поток отработанных газов, имеющих значительную температуру и давление, через выпускной коллектор поступает в корпус турбины. За счёт давления газов на лопасти колесо турбины вращается (около 15-30 000 об/мин у крупных ТК, до 100 000 об/мин у ТК легковых автомобилей), а поскольку оно напрямую соединено валом с колесом компрессора — компрессор также начинает крутиться, нагнетая воздух во впускной коллектор.

Вал турбокомпрессора вращается в подшипниках, смазываемых маслом под давлением от системы смазки двигателя. Для двигателей небольшой мощности в турбокомпрессорах используют золотниковый механизм. Большая часть отработанных газов поступает через золотник, поступает на турбину, а остаток газов через специальный канал в кожухе обходит колесо турбины. Из-за большого давления воздух сильно нагревается, для его охлаждения был разработан интеркулер.

Направляющий аппарат [ править | править код ]

Направляющий аппарат (спрямляющий аппарат, англ. Inlet guide vanes ) — набор лопаток, закрепленных на статоре, задача которых выравнивать воздушный поток между вентиляторными ступенями. Выравнивание шаговой неравномерности потока за лопаточным венцом рабочего колеса производится для повышения аэродинамической эффективности вентиляторных ступеней и снижения уровня шума. [3] Увеличение площади поверхности спрямляющего аппарата повышает аэродинамическое сопротивление и снижает КПД компрессора, так как часть энергии затрачивается на отклонение потока.

Что такое турбокомпрессор, из его состоит и как работает. Подробная статья на тему устройства турбины и принципа действия. Какие бывают неисправности и проблемы при эксплуатации турбин, почему нельзя ремонтировать своими руками и многое другое.

Устройство турбокомпрессор в машине – что это такое

Предназначением такого автомобильного устройства, как турбокомпрессор является создание такого давления воздушных потоков в полости коллектора впуска, которое впоследствии позволяет отработавшим газам насытить топливно-воздушную смесь, необходимым, для осуществления горения, элементом – кислородом.

Это позволит развить силовой установке, расположенной в подкапотном пространстве, требуемую мощность. Величина этой мощности зависит от изменения положения дроссельной заслонки, находящейся в топливной системе. На нее, в свою очередь, производит воздействие акселератор, более известный, как педаль газа. Получение высоких показателей мощности, возможно, другими способами.

Повышение числа цилиндров двигателя, вследствие чего увеличивается объем мотора. Помимо этого можно увеличить объем самих цилиндров, что также приведет к увеличению объемных параметров камер сгорания топлива.

Однако эти варианты являются не очень приемлемыми, поскольку потребление топлива, а также количество выбросов выхлопных газов в атмосферу значительно увеличатся. Поэтому установка турбины является, на данный момент, самым оптимальным вариантом, позволяющим получить хорошие мощностные показатели двигателя внутреннего сгорания, при этом сохранив на прежнем уровне или даже преувеличив экологические и экономические результаты.

Конструкция турбокомпрессора

Подшипниковый узел – представляет собой корпус, вылитый из стали обеспечивающий место расположения плавающих подшипников на поверхности валов. Скорость вращения данной системы может достигать отметки в 170 000 об/мин. Агрегат обладает сложным геометрическим устройством системы охлаждения. Требования, предъявляемые к данному узлу: сопротивление износу, деформации и коррозии.

Колесо турбины – оно расположено в полости корпуса турбоустановки и имеет штифтовое соединение с крыльчаткой компрессора. Температура среды, в которой эксплуатируется данное изделие, достигает величины в 760 градусов Цельсия. Поэтому сплавы материалов, из которых оно выполнено, обладают высокой прочностью и стойкостью. Также изделия проходит этап покрытия поверхности сплавом из никеля.

Перепускной клапан – управление им осуществляет пневматический привод. Его назначение заключается в том, что бы обеспечить безопасной работы турбины и предотвратить перегрев элементов. Когда давление повышается до недопустимой величины, клапан обеспечивает отвод определенного количества воздушной массы по пути, проходящему за пределами турбины. Этот элемент обеспечивает защиту мотора внутреннего сгорания от получения избыточного давления в камерах сгорания. Это помогает предотвратить перегрузку двигателя.

Кожух турбированного устройства – материалом изготовления этого агрегата является сфероидированный сплав из чугуна. Тепловое воздействие не гро

womaninred.ru

Турбина. Устройство и принцип действия. — DRIVE2

Лет семь назад я написал на ресурсе mcautotuner ряд статей для любителей «дунуть») Отзывы очень приятные, думаю что весьма актуально будет выложить статьи на нашем любимом Драйв2

Турбина. Устройство и принцип действия.

Практически для каждого человека, интересующегося автомобилем и его устройством, важно понимание основных принципов работы турбонаддува. Тем более, что в настоящее время появляется все больше и больше серийных образцов автомобилей, оснащенных турбонагнетателями.

Даже Mercedes, традиционно преданный механическим нагнетателям, осознав плюсы турбонаддува, оснащает этой системой все больше и больше моделей, не говоря уже о BMW, Японских автопроизводителях!

Можно сколько угодно повторяться в статьях про турбины, но это все будет не более чем своя трактовка общеизвестных фактов. Я не буду изобретать велосипед, и в этой заметке буду отталкиваться от информации «из уст» одного из ведущих производителей турбин — фирмы Garrett, однако внесу немного дополнительной информации.

Итак,

***

Каков принцип работы системы турбонаддува?

Мощность двигателя пропорциональна объему воздуха и топлива, способного войти в цилиндры. При прочих равных, бОльшие двигатели потребляют бОльший поток воздуха и как результат, дают бОльшую мощность. Если мы хотим чтобы наш крошка-мотор работал также как двигатель-богатырь, либо если нам надо, чтобы уже не маленький двигатель выдавал еще бОльшую мощность, наша цель — «впихнуть» больше воздуха в цилиндр. Установив турбонагнетатель мы сможем резко увеличить характеристики двигателя.

Так каким-же образом турбонагнетатель «запихивает» больше воздуха в двигатель? Давайте для начала обратимся к схеме ниже:

1. Входное отверстие «холодной части» турбокомпрессора (она же — compressor)

2. Выход «холодной части» турбокомпрессора (она же — compressor)

3. Промежуточный охрадитель воздуха (интеркулер — intercooler)

4. Впускной клапан ГБЦ

5. Выпускной клапан ГБЦ

6. Входное отверстие «горячей части» турбокомпрессора (она же — turbine)

7. Выход «горячей части» турбокомпрессора (она же — turbine)

***

Компоненты, составляющие типичную систему турбонаддува

* Воздушный фильтр (не показан), через который атмосферный воздух проходит прежде чем попасть в турбокомпрессор (1)

* Воздух который превышает величину плотности атмосферного воздуха (масса/еденица объема) является сжатым. (2)

* У большинства современных оснащенных турбонаддувом, есть промежуточный охладитель воздуха (интеркулер) (3), который охлаждает сжатый воздух, дабы далее увеличить его плотность и уменьшить склонность к детонации

* После прохождения через впускной коллектор (4), воздух входит в цилиндры двигателя, которые содержат фиксированный объем. Так как вошедший воздух большей плотности, каждый цилиндр может работать с большим массовым расходом воздуха. В свою очередь, более высокий массовый расход воздуха позволяет загнать в цилиндр больше топлива (с неизменным коэффициентом воздух/топливо — air/fuel). Воспламеняясь, воздушно — топливная смесь большего объема приводит к увеличению мощности, производимой данным размером, или по другому — объемом цилиндра

* Объем газов, полученный в результате сожжения топлива в цилиндре, выходит, в такте выхлопа, в выпускной коллектор (5)

* Газ высокой температуры на большей скорости направляется прямиком в «горячую часть» турбокомпрессора — турбине (6) и давят на крыльчатку. Турбина создает противодавление на двигателе, что означает что давление выхлопных газов двигателя выше чем атмосферное давление

* Снижение давления и температуры происходит во время прохождения через турбину (7), которая (как и все гениальное) просто использует бесплатную энергию выхлопных газов для привода компрессора и нагнетания давления

***

Компоненты, составляющие конструкцию турбокомпрессора

В дополнение нужно отметить что температура выхлопных газов бензиновых двигателей гораздо выше этого параметра у ди

www.drive2.ru

Турбина. Устройство и принцип действия. — Opel Calibra, 2.0 л., 1993 года на DRIVE2

Практически для каждого человека, интересующегося автомобилем и его устройством, важно понимание основных принципов работы турбонаддува. Тем более, что в настоящее время появляется все больше и больше серийных образцов автомобилей, оснащенных турбонагнетателями.

Даже Mercedes, традиционно преданный механическим нагнетателям, осознав плюсы турбонаддува, оснащает этой системой все больше и больше моделей, не говоря уже о BMW, Японских автопроизводителях!

Можно сколько угодно повторяться в статьях про турбины, но это все будет не более чем своя трактовка общеизвестных фактов. Я не буду изобретать велосипед, и в этой заметке буду отталкиваться от информации «из уст» одного из ведущих производителей турбин — фирмы Garrett, однако внесу немного дополнительной информации.

Итак,

***

Каков принцип работы системы турбонаддува?

Мощность двигателя пропорциональна объему воздуха и топлива, способного войти в цилиндры. При прочих равных, бОльшие двигатели потребляют бОльший поток воздуха и как результат, дают бОльшую мощность. Если мы хотим чтобы наш крошка-мотор работал также как двигатель-богатырь, либо если нам надо, чтобы уже не маленький двигатель выдавал еще бОльшую мощность, наша цель — «впихнуть» больше воздуха в цилиндр. Установив турбонагнетатель мы сможем резко увеличить характеристики двигателя.

Так каким-же образом турбонагнетатель «запихивает» больше воздуха в двигатель? Давайте для начала обратимся к схеме ниже:

1. Входное отверстие «холодной части» турбокомпрессора (она же — compressor)

2. Выход «холодной части» турбокомпрессора (она же — compressor)

3. Промежуточный охрадитель воздуха (интеркулер — intercooler)

4. Впускной клапан ГБЦ

5. Выпускной клапан ГБЦ

6. Входное отверстие «горячей части» турбокомпрессора (она же — turbine)

7. Выход «горячей части» турбокомпрессора (она же — turbine)

Схема работы турбо

омпоненты, составляющие типичную систему турбонаддува

* Воздушный фильтр (не показан), через который атмосферный воздух проходит прежде чем попасть в турбокомпрессор (1)

* Воздух который превышает величину плотности атмосферного воздуха (масса/еденица объема) является сжатым. (2)

* У большинства современных оснащенных турбонаддувом, есть промежуточный охладитель воздуха (интеркулер) (3), который охлаждает сжатый воздух, дабы далее увеличить его плотность и уменьшить склонность к детонации

* После прохождения через впускной коллектор (4), воздух входит в цилиндры двигателя, которые содержат фиксированный объем. Так как вошедший воздух большей плотности, каждый цилиндр может работать с большим массовым расходом воздуха. В свою очередь, более высокий массовый расход воздуха позволяет загнать в цилиндр больше топлива (с неизменным коэффициентом воздух/топливо — air/fuel). Воспламеняясь, воздушно — топливная смесь большего объема приводит к увеличению мощности, производимой данным размером, или по другому — объемом цилиндра

* Объем газов, пол

www.drive2.ru

Как работает турбина на дизельном двигателе: особенности, устройство — RUUD

Содержание статьи:

Решение использовать энергию выхлопных газов для раскручивания ротора стало гениальной идеей. Она в будущем позволила разработать дизельный турбо двигатель и повысить мощность минимум на 50 процентов. При том что в процессе работы двигателя в обычном режиме процесс выброса газов снижает КПД на 40 процентов. Давайте рассмотрим, как работает турбина на дизельном двигателе, каково ее устройство.

Из истории

На самом деле идея использовать мощность выхлопных газов не давала покоя инженерам практически с самого начала изобретения ДВС. Немецкие инженеры, которые занимались строительством автомобилей и тракторов вместе с Дизелем и Даймлером, стали заниматься опытами, в ходе которых пытались повысить мощность двигателя и снизить расход горючего с помощью нагнетания сжатого воздуха на базе энергии выхлопа.

Вам будет интересно:»Лада-Ларгус» автомат: описание модели, отзывы

Первый турбиностроитель

Однако первый человек, который построил один из самых первых эффективных турбокомпрессоров, это отнюдь не Даймлер, и даже не Дизель. Первым инженером, построившим турбину, считается Альфред Бюхи. Патент на данное изобретение был получен в 1911 году. Первая турбина имела такую конструкцию, что эксплуатировать ее можно было только на больших судовых моторах. Применение компрессоров на дизельных авто смысла не имело.

Вам будет интересно:«Рено-Логан»: размеры, технические характеристики и обзор

Затем турбины стали применять в авиации. С 30-х годов в США регулярно серийно производили военные самолеты, бензиновые моторы которых комплектовались турбинами. Первый в истории грузовик, оснащенный турбированным дизелем, был построен в 38-м году.

В 60-х силами «Дженерал Моторс» были выпущены первые модели легковых «Шевроле» и «Олдсмобиль» с бензиновыми карбюраторными моторами с наддувом. Первые компрессоры, правда, не отличались большой надежностью, поэтому с автомобильного рынка они быстро исчезли.

Снова в моде

Мода на турбированные двигатели стала возвращаться. В период с 70-х до 80-х годов системы турбонаддува стали очень популярными в спортивных и гоночных авто. В фильмах той эпохи все супергерои нажимали на кнопку «турбо», и автомобиль стремительно уходил в закат. Но кино – это кино, а в реальности те первые турбокомпрессоры отставали в эффективности и технологичности, как и тормозила их скорость реакции. И эти агрегаты не только не экономили топливо, но и существенно увеличивали его расход. Тогда еще не шло речи об актуаторе турбины. Принцип работы и настройка еще не были до конца понятны.

Более-менее успешные попытки внедрить наддув в автомобильные серийные моторы проводились в 80-х компаниями «Мерседес» и SAAB. А уже затем, основываясь на этом передовом опыте, подключились и другие мировые автобренды.

В СССР также разрабатывались и внедрялись в серию турбированные моторы. Но здесь турбины применяли в тяжелых сельскохозяйственных и промышленных тракторах, на самосвалах и другой мощной технике.

Почему дизельная турбина популярнее?

Почему же она стала очень распространена именно на дизелях, а не на бензиновых ДВС? Все очень просто. Достаточно понять, как работает турбина на дизельном двигателе. Также нужно помнить, что дизель обладает более высокой степенью сжатия. Выхлопные газы дизеля более холодные. Поэтому к такой турбине предъявляются гораздо меньшие требования по жаропрочности, а эффективность наддува гораздо выше по сравнению с бензиновыми двигателями.

Устройство наддува

Наддув состоит из двух отдельных частей. Это непосредственно турбина и компрессор. Турбина необходима для преобразования энергии выхлопных газов. Компрессор отвечает за подачу сжатого воздуха в камеры сгорания.

Чем больше сжатого воздуха будет подано в цилиндры дизельного мотора, тем больше топлива двигатель сможет потребить за единицу времени. Как результат – значительное повышение мощности без увеличения объемов. Отсюда становится понятно, как проверить турбину на дизельном двигателе – патрубок от коллектора к компрессору должен раздуваться при повышении оборотов.

В основе системы лежит ротор, который крепится на оси. Вся эта конструкция заключена в корпус, способный выдержать высокие температуры. Ротор также изготовлен из жаропрочных сплавов – он без перерывов контактирует с выхлопными газами высокой температуры.

Ось и крыльчатка турбины или колесо с лопастями при работе двигателя вращаются. Частота вращения очень высокая. При этом крыльчатка и ось вращаются в разных направлениях. За счет этого осуществляется более плотный прижим двух элементов друг к другу. Поток газов попадает в выпускной коллектор, а затем в специальный канал – он имеется в корпусе компрессора. Корпус имеет форму улитки. Когда газы пройдут через эту улитку, то затем они на большой скорости подаются к ротору. Это и есть принцип работы турбины на дизельном двигателе.

Ось нагнетателя вращается в специальных подшипниках скольжения. Смазка осуществляется от системы смазки двигателя. Чтобы масло не убегало, турбина оснащается уплотнительными прокладками и кольцами. Эти прокладки защищают узел от прорыва воздуха и газов, а также предотвращают их смешивание. Естественно, полностью исключить возможность попадания газов в воздух не получается, но и большая необходимость в этом отсутствует.

Как это работает?

Мы познакомились с устройством механизма. Теперь стоит узнать, как работает турбина на дизельном двигателе автомобиля.

Чем больше топлива сгорит за одну единицу времени, тем больше воздуха нужно закачать в двигатель. Сам мотор не способен справиться с получением избыточного количества сжатого воздуха. Это и есть основная задача системы турбонаддува – нужно наращивать подачу воздуха в камеру сгорания. Нагнетание осуществляется за счет преобразования энергии выхлопных газов в полезную работу. Прежде чем газы вылетят в трубу, они пройдут через турбину и компрессор. Вот как работает турбина. Принцип действия ее прост для понимания.

Процесс прохождения газов заставляет раскручиваться крыльчатку турбины. Она имеет лопасти. Среднее число оборотов составляет более 150 тысяч оборотов в минуту. На этом же валу, что и крыльчатка, крепится и вал компрессора. Сила, полученная в результате преобразования энергии газов, применяется для значительного повышения давления воздуха. Это позволяет подавать в цилиндры намного больше горючего, что и дает значительный прирост мощности и коэффициента полезного действия дизельного силового агрегата.

Вот как работает турбина на дизельном двигателе автомобиля. На самом деле по принципу и устройству данные механизмы очень похожи на бензиновые турбины.

Актуаторы

Много десятков лет понадобилось инженерам, чтобы разработать и построить эффективный нагнетатель. Это только теоретически выглядит очень хорошо. На самом деле все значительно сложней.

При резком нажатии на газ роста оборотов двигателя нужно подождать. Обороты начинают расти через некоторое время. Повышение давления газов, раскручивание крыльчатки турбины, закачивание сжатого воздуха проходит постепенно. Это турбояма, и победить эту проблему не получалось. Но с проблемой все-таки справились внедрением клапанов или актуаторов. Один нужен для перепускания лишнего воздуха через трубопровод из коллектора, второй – для выхлопных газов. Клапан позволяет сбрасывать лишнее давление, когда мотор работает на высоких оборотах. Давайте посмотрим, как работает актуатор турбины дизельного двигателя.

Принцип работы

Главная задача, которую должен он решить, – это снижение давления на высоких оборотах. Клапан установлен в выпускном коллекторе. Работает он крайне просто. При росте оборотов и давления вакуумный клапан пускает газы мимо крыльчатки турбины. В этот момент актуатор открывается, и газы выходят через него. Через клапаны всасывается больше воздуха, чем нужно, чтобы максимально разогнать компрессор.

Возможна регулировка актуатора турбины. Способы и особенности заключатся в замене пружины, настройке конца клапана и в монтаже буст-контроллера. Это позволяет регулировать работу турбины.

Источник

ruud.ru

Назначение турбины в дизельном двигателе

Принцип работы турбины на дизельном двигателе

Воплощение идеи по использованию выхлопных газов с целью разгона ротора позволила увеличить мощность дизельного мотора примерно на 30%. Мотор, на который установлен турбонаддув, называется турбодизелем.

Содержание:

Устройство турбины дизельного двигателя

Турбокомпрессор выполняет задачу по нагнетанию воздуха под давлением в цилиндры мотора: чем больше будет воздуха, тем больше топлива силовой агрегат сможет сжечь, что, в свою очередь, приведет к увеличению мощности двигателя без увеличения объема имеющихся цилиндров.

Чтобы выполнять возложенные функции с необходимой эффективностью, турбонаддув имеет особую конструкция, состоящую из двух элементов:

Главная функция компрессора заключается в усилении поступления воздуха в топливную систему. Составные части компрессора находятся в алюминиевом корпусе. Внутри него располагается ротор, закрепленный на оси турбины. Вращаясь, ротор вбирает воздух: большая скорость вращения приводит к большему количеству попавшего внутрь воздуха. Для набора скорости существует турбина.

Турбина состоит из корпуса с ротором внутри. Поскольку все элементы устройства взаимодействуют с газами высокой температуры, они изготавливаются из специальных материалов, невосприимчивых к такому воздействию.

Как работает турбина на дизельном двигателе

Ротор и ось, на которой он закреплен, вращаются в разных направлениях. Частота вращения довольно велика, поэтому элементы плотно прижимаются друг к другу.

Принцип работы турбины на дизельном двигателе следующий:

  • компрессор обеспечивает поступление воздуха из окружающей среды, который смешивается с дизельным топливом и затем направляется в цилиндры;
  • топливно-воздушная смесь загорается, начинают двигаться поршни. По ходу этого процесса образуются газы, поступающие в выпускной коллектор;
  • скорость движения газов, оказавшихся в корпусе, значительно возрастает. Вступая во взаимодействие с ротором, они приводят его во вращающееся положение;
  • вращение передается компрессорному ротору (за это отвечает вал), который снова втягивает новую порцию воздуха.

Таким образом, принцип работы основывается на взаимосвязи: чем сильнее вращается ротор, тем больше поступает воздуха, но при этом ротор увеличивает скорость вращения, если количество воздуха возрастает.

Как работает турбонаддув

Чтобы разобраться в работе турбонаддува, для начала следует уяснить понятия турбоподхвата и турбоямы.

Турбоподхват – ситуация, когда набравший скорость ротор увеличивает поступление воздуха в цилиндры, следствием чего становится повышение мощности двигателя.

Турбояма – момент небольшой задержки, наблюдаемый в работе турбины при увеличении количества поступившего горючего, что достигается нажатием на педаль газа. Задержка вызвана временем, которое нужно ротору для его разгона газами.

Турбонаддув увеличивает давление отработанных газов за счет более интенсивной работы двигателя. В то же самое время повышается и давление наддува: этот процесс требует контроля и регулировки, поскольку при достижении высоких значений велика вероятность поломки. Функции регулировки давления возложены на клапан, контролем предельно возможных значений занимаются мембрана и пружина с определенными значениями жесткости (когда достигается максимально допустимая величина, мембрана открывает клапан).

Работа турбины дизельного двигателя также требует контроля давления:

  1. компрессор через клапан, дабы снизить давление, сбрасывает лишний забранный воздух;
  2. когда давление поступившего воздуха достигает максимально допустимой величины, клапан выпускает газы, и ротор вращается с требуемой скоростью, а компрессор всегда забирает только нужное количество воздуха.

Минусы использования турбокомпрессора

Казалось бы, установка турбодизеля влечет за собой сплошные преимущества, но это не так. У устройства есть определенные недостатки:

  1. возрастает расход топлива, что особенно ощущается при неправильной регулировке системы;
  2. температура в процессе сжатия повышается, что может привести к детонации. Чтобы избежать такой неприятности, необходим монтаж регуляторов, охладителей и ряда других элементов.

Турбированный мотор: правила эксплуатации

Чтобы дизельная турбина работала с максимальным КПД и как можно дольше не выходила из строя, нужно придерживаться определенных правил в процессе эксплуатации автомобиля:

  • придерживаться графика замены масла, что позволит не допустить засорения маслопровода абразивами;
  • использовать качественное моторное масло, соответствующее по характеристикам в паспорте двигателя;
  • не трогаться сразу после включения мотора – движок должен быть прогрет;
  • сразу после прекращения движения не выключать двигатель, дав ему хотя бы 10 секунд поработать на холостых оборотах.

Как работает турбина: видео

moj-vnedorozhnik.ru

Устройство, назначение и работа турбокомпрессора. Турбина с изменяемой геометрией

Мощность, развиваемая двигателем внутреннего сгорания, зависит от количества топлива и воздуха, поступающего в двигатель. Мощность двигателя возможно повысить за счет увеличения объема этих составляющих.

Но увеличение подачи топлива бессмысленно, если не увеличивается поступление воздуха, необходимого для его сгорания. Поэтому воздух, поступающий в цилиндры двигателя, приходится сжимать. Система принудительной подачи воздуха может работать, используя энергию отработанных газов или с применением механического привода.

Турбокомпрессор или турбонагнетатель — устройство, предназначенное для нагнетания воздуха в двигатель с помощью энергии выхлопных газов. Основные части турбокомпрессора — турбина и центробежный насос, которые связывает между собой общая жесткая ось. Эти элементы вращаются со скоростью — около 100.000 об/мин, приводя в действие компрессор.

Устройство турбокомпрессора

Устройство турбокомпрессора:1 — корпус компрессора; 2 — вал ротора; 3 — корпус турбины; 4 — турбинное колесо; 5 — уплотнительные кольца; 6 — подшипники скольжения; 7 — корпус подшипников; 8 — компрессорное колесо.

Турбинное колесо вращается в корпусе, имеющем специальную форму. Оно выполняет функцию передачи энергии отработавших газов компрессору. Турбинное колесо и корпус турбины изготавливают из жаропрочных материалов (керамика, сплавы).

Компрессорное колесо засасывает воздух, сжимает его и затем нагнетает его в цилиндры двигателя. Оно также находится в специальном корпусе.

Компрессорное и турбинное колеса установлены на валу ротора. Вращение вала происходит в подшипниках скольжения. Используются подшипники плавающего типа, то есть зазор имеют со стороны корпуса и вала. Моторное масло для смазки подшипников поступает через каналы в корпусе подшипников. Для герметизации на валу устанавливаются уплотнительные кольца.

Для лучшего охлаждения турбонагнетателей в некоторых бензиновых двигателях применяется дополнительное жидкостное охлаждение.

Для охлаждения сжимаемого воздуха предназначен интеркулер — радиатор жидкостного или воздушного типа. За счет охлаждения увеличивается плотность и соответственно давление воздуха.

В управлении системой турбонаддува основным элементом является регулятор давления. Это перепускной клапан, который ограничивает поток отработавших газов, перенаправляя часть его мимо турбинного колеса, обеспечивая нормальное давление наддува.

Принцип работы

В своей работе турбокомпрессор использует энергию отработавших газов. Эта энергия вращает турбинное колесо. Затем это вращение через вал ротора передается компрессорному колесу. Компрессорное колесо нагнетает воздух в систему, предварительно сжав его. Охлажденный в интеркулере воздух подается в цилиндры двигателя.

Принцип работы турбокомпрессора

Хотя у турбокомпрессора нет жесткой связи с валом двигателя, эффективность работы турбонаддува зависит от частоты его вращения. Чем больше число оборотов двигателя, тем сильнее поток отработавших газов. Соответственно увеличивается скорость вращения турбины и количество поступающего в цилиндры воздуха.

При работе системы турбонаддува возникают некоторые негативные моменты.

  1. Задерживается увеличение мощности при резком надавливании на педаль газа («турбояма»).
  2. После выхода из «турбоямы» резко повышается давление наддува («турбоподхват»).

Явление «турбоямы» обусловлено инерционностью системы. Это влечет за собой несоответствие между производительностью турбокомпрессора и требуемой мощностью двигателя. Для решения этой проблемы существуют следующие способы:

  • использование турбины с изменяемой геометрией;
  • применение двух параллельных или последовательных компрессоров;
  • комбинированный наддув.

Турбина с изменяемой геометрией оптимизирует поток отработавших газов, изменяя площадь входного канала. Широко применяется в дизельных двигателях.

Турбина с изменяемой геометрией:1 — направляющие лопатки; 2 — кольцо; 3 — рычаг; 4 — тяга вакуумного привода; 5 — турбинное колесо.

Параллельно работающие турбокомпрессоры применяют для мощных V-образных двигателей (по одному на ряд цилиндров). Эта схема помогает решить проблему за счет того, что у двух маленьких турбин инерция меньше, чем у одной большой.

Установка 2-х последовательных турбин позволяет достичь максимальной производительности, используя разные компрессоры при разных оборотах двигателя.

При комбинированном наддуве применяется и механический, и турбонаддув. При работе двигателя на низких оборотах работает механический нагнетатель. При увеличении оборотов включается турбокомпрессор, а механический нагнетатель останавливается.

Преимущества и недостатки применения турбонаддува

1. Турбокомпрессор широко используется ввиду простоты конструкции и хороших эксплуатационных параметров. Турбонаддув позволяет увеличить мощность двигателя на 20-35%. Двигатель, вырабатывая повышенные крутящие моменты на средних и высоких оборотах, увеличивает скорость и экономичность автомобиля.

2. Турбокомпрессор в большинстве случаев не может быть причиной неисправностей двигателя, так как его работа зависит от работоспособности газораспределительной, воздушной и топливной систем.

3. Двигатель с турбокомпрессором имеет меньший выброс вредных газов в атмосферу, так как вырабатываются дополнительные выхлопные газы в двигатель. У сгораемого топлива становится меньше отходов.

4. Происходит экономия топлива на 5-20%. В небольших двигателях энергия сжигаемого топлива используется эффективней, увеличивается КПД.

5. На высокогорных дорогах такие двигатели работают более стабильно и с меньшими потерями мощности, чем их атмосферные аналоги.

6. Турбокомпрессор сам по себе является глушителем шума в системе выпуска.

Как работает турбина — видео:

О недостатках

У турбированных двигателей кроме возникновения явлений «турбояма» и «турбоподхват» есть и другие недостатки.

Обслуживание их дороже в сравнении с «классическими». При эксплуатации приходится применять моторное масло специального назначения — его приходится регулярно менять. Двигатель с турбокомпрессором перед пуском должен несколько минут проработать на холостых оборотах. Также сразу не рекомендуется глушить мотор до остывания турбины.

(1 раз, оценка: 5,00 из 5) Загрузка…

avto-i-avto.ru

Принцип работы турбины на дизельном двигателе и ее устройство

Гениальная идея использования выхлопных газов для разгона ротора позволила создать турбированный дизельный двигатель внутреннего сгорания и увеличить его мощность на 40–50%. Это притом, что во время работы в обычном режиме выброс газов сопровождается снижением коэффициента полезного действия в пределах 30 — 40%.

Принцип работы турбины дизельного двигателя основан на увеличении количества воздуха, смешиваемого с топливом и поступающего в камеру сгорания. За один и тот же период времени и при равных объемах цилиндров, двигатель с турбонаддувом может сжечь большее количество топлива, чем движок, не оснащенный таким устройством. А значит, его мощность и КПД в единицу времени значительно возрастет.

Рассмотрим устройство турбины дизельного двигателя, как работает, и каким образом достигаются такие показатели.

Конструктивные элементы системы

Для осуществления возложенных функций, система турбонаддува состоит из двух основных частей:

Компрессор служит для нагнетания атмосферного воздуха в систему подачи топлива. Он состоит из корпуса и расположенной в нем крыльчатки, которая, вращаясь, всасывает воздух. Чем выше ее скорость вращения, тем больше объем принятого воздуха. Увеличению скорости способствует работа турбины.

Она также состоит из корпуса с крыльчаткой (ротором), которая приводится в движение выхлопными газами. В корпусе газы проходят через специальный канал, имеющий форму улитки, что позволяет им увеличить скорость.

Как работает турбонаддув дизельного двигателя

Ротор турбины и крыльчатка компрессора жестко закреплены на одном валу. Таким образом, скорость вращения ротора передается крыльчатке. Круг замыкается:

  • Через компрессор воздух из атмосферы, смешиваясь с топливом, подается в цилиндры двигателя;
  • Смесь сгорает, приводя в движение поршни, и образовавшиеся в результате газы поступают в выпускной коллектор;
  • Здесь они принимаются в корпус турбины, разгоняются в канале и на выходе взаимодействуют с ротором, заставляя его вращаться;
  • Ротор через вал передает вращение крыльчатке компрессора, которая всасывает в корпус атмосферный воздух.

Получается взаимосвязанная схема работы, когда количество всасываемого воздуха зависит от скорости вращения крыльчатки и, наоборот, крыльчатка вращается быстрее при большем количестве забираемого воздуха.

Принцип работы турбонаддува имеет два момента, называемые турбоямой и турбоподхватом.

Первый момент характеризуется задержкой в работе турбины после увеличения подачи топлива нажатием на педаль газа, так как для разгона ротора выхлопными газами требуется время.

Вслед за турбоямой наступает момент турбоподхвата, когда разогнавшийся ротор резко увеличивает подачу воздуха в цилиндры, повышая мощность двигателя.

Регулировка давления наддува

Турбонаддув дизельного двигателя повышает его мощность за счет возрастания давления выхлопных газов, являющихся результатом увеличения числа оборотов и интенсивности работы мотора. Этот же процесс повышает давление наддува. Если его не регулировать, то на самых высоких оборотах оно может достичь опасных значений, приводящих к поломкам и механическим повреждениям.

Регулировка давления производится с помощью выпускного предохранительного клапана, а контроль максимально допустимого значения — с помощью мембраны и пружины определенной жесткости.

Суть работы: при достижении предельного значения давления, мембрана, установленная в корпусе компрессора, преодолевает воздействие пружины и открывает регулировочный клапан.

Давление регулируют как на стороне компрессора, так и на стороне турбины:

  1. Работающий турбокомпрессор сбрасывает в атмосферу через выпускной клапан излишки забранного воздуха, тем самым снижая давление.
  2. В турбине клапан выпускает отработанные газы под воздействием мембраны компрессора, когда давление всасываемого воздуха достигает максимального уровня. Благодаря этому, ротор вращается с установленной скоростью, а компрессор не забирает лишний воздух и не увеличивает давление.

Второй вариант расположения клапана позволяет изготавливать системы меньших габаритов. Кроме того, турбонагнетатель с клапаном в компрессоре подвержен чрезмерному нагреву из-за повышенной температуры выпускаемого воздуха, что негативно сказывается на эффективности его работы.

Поэтому турбонаддув дизельного двигателя чаще оснащают регулировочным клапаном в турбине, а регулировку в компрессоре используют в качестве дополнения.

Система смазки

Смазка вала турбонагнетателя осуществляется смазочной системой двигателя.

На вал устанавливают уплотнительные кольца, предотвращающие проникновение масла в полости корпусов компрессора и турбины. Они же предохраняют корпуса от перегрева. Но герметичность обеспечивается не столько уплотнениями, сколько разностью величины давления в различных частях агрегата. Эту разницу давлений создает турбинная ось (вал), имеющая неравномерный диаметр.

Особая форма литья корпуса, в котором расположен вал, также способствует удержанию масла.

Если мотор не развивает требуемую мощность, это может быть симптомом неисправности турбонаддува. Наиболее часто встречающиеся проблемы — загрязнение воздушного фильтра или потеря герметичности впускного коллектора. Кроме потери мощности, их можно диагностировать по несвойственному для исправной машины цвету и количеству дыма, выходящего из выхлопной трубы.

Недостатки турбокомпрессоров

Принцип работы турбины на дизельном двигателе создает и негативные факторы:

  • Повышенный расход горючего. Возможность сжечь большее количество солярки за счет увеличенного объема подачи воздуха, вместе с мощностью повышает и «прожорливость» машины. Уменьшить аппетит до разумных пределов позволяет правильная регулировка системы.
  • Положительные стороны наддува приводят к многократному повышению температуры во время такта сжатия, что может вызвать детонацию в двигателе. Решается эта проблема установкой охладителей, регуляторов и прочих элементов.

Правила эксплуатации

Чтобы в полной мере использовать ресурс турбины дизельного мотора и продлить ее срок службы, необходимо выполнять ряд условий:

  • Регулярно менять масло в системе, чтобы не допустить попадания абразива в маслопровод и его засорения.
  • Применять только качественное масло, имеющее сертификат, той марки, которая соответствует указанной в паспортных данных двигателя.
  • Прогревать мотор перед началом движения и не давать холодному двигателю высоких нагрузок.
  • Никогда резко не отключать движок, а после остановки автомобиля давать ему возможность поработать несколько секунд на холостых оборотах.

avtodvigateli.com

Как работает турбина на дизельном двигателе: особенности, устройство

Решение использовать энергию выхлопных газов для раскручивания ротора стало гениальной идеей. Она в будущем позволила разработать дизельный турбо двигатель и повысить мощность минимум на 50 процентов. При том что в процессе работы двигателя в обычном режиме процесс выброса газов снижает КПД на 40 процентов. Давайте рассмотрим, как работает турбина на дизельном двигателе, каково ее устройство.

Из истории

На самом деле идея использовать мощность выхлопных газов не давала покоя инженерам практически с самого начала изобретения ДВС. Немецкие инженеры, которые занимались строительством автомобилей и тракторов вместе с Дизелем и Даймлером, стали заниматься опытами, в ходе которых пытались повысить мощность двигателя и снизить расход горючего с помощью нагнетания сжатого воздуха на базе энергии выхлопа.

Однако первый человек, который построил один из самых первых эффективных турбокомпрессоров, это отнюдь не Даймлер, и даже не Дизель. Первым инженером, построившим турбину, считается Альфред Бюхи. Патент на данное изобретение был получен в 1911 году. Первая турбина имела такую конструкцию, что эксплуатировать ее можно было только на больших судовых моторах. Применение компрессоров на дизельных авто смысла не имело.

Затем турбины стали применять в авиации. С 30-х годов в США регулярно серийно производили военные самолеты, бензиновые моторы которых комплектовались турбинами. Первый в истории грузовик, оснащенный турбированным дизелем, был построен в 38-м году.

В 60-х силами «Дженерал Моторс» были выпущены первые модели легковых «Шевроле» и «Олдсмобиль» с бензиновыми карбюраторными моторами с наддувом. Первые компрессоры, правда, не отличались большой надежностью, поэтому с автомобильного рынка они быстро исчезли.

Мода на турбированные двигатели стала возвращаться. В период с 70-х до 80-х годов системы турбонаддува стали очень популярными в спортивных и гоночных авто. В фильмах той эпохи все супергерои нажимали на кнопку «турбо», и автомобиль стремительно уходил в закат. Но кино – это кино, а в реальности те первые турбокомпрессоры отставали в эффективности и технологичности, как и тормозила их скорость реакции. И эти агрегаты не только не экономили топливо, но и существенно увеличивали его расход. Тогда еще не шло речи об актуаторе турбины. Принцип работы и настройка еще не были до конца понятны.

Более-менее успешные попытки внедрить наддув в автомобильные серийные моторы проводились в 80-х компаниями «Мерседес» и SAAB. А уже затем, основываясь на этом передовом опыте, подключились и другие мировые автобренды.

В СССР также разрабатывались и внедрялись в серию турбированные моторы. Но здесь турбины применяли в тяжелых сельскохозяйственных и промышленных тракторах, на самосвалах и другой мощной технике.

Почему дизельная турбина популярнее?

Почему же она стала очень распространена именно на дизелях, а не на бензиновых ДВС? Все очень просто. Достаточно понять, как работает турбина на дизельном двигателе. Также нужно помнить, что дизель обладает более высокой степенью сжатия. Выхлопные газы дизеля более холодные. Поэтому к такой турбине предъявляются гораздо меньшие требования по жаропрочности, а эффективность наддува гораздо выше по сравнению с бензиновыми двигателями.

Устройство наддува

Наддув состоит из двух отдельных частей. Это непосредственно турбина и компрессор. Турбина необходима для преобразования энергии выхлопных газов. Компрессор отвечает за подачу сжатого воздуха в камеры сгорания.

Чем больше сжатого воздуха будет подано в цилиндры дизельного мотора, тем больше топлива двигатель сможет потребить за единицу времени. Как результат – значительное повышение мощности без увеличения объемов. Отсюда становится понятно, как проверить турбину на дизельном двигателе – патрубок от коллектора к компрессору должен раздуваться при повышении оборотов.

В основе системы лежит ротор, который крепится на оси. Вся эта конструкция заключена в корпус, способный выдержать высокие температуры. Ротор также изготовлен из жаропрочных сплавов – он без перерывов контактирует с выхлопными газами высокой температуры.

Ось и крыльчатка турбины или колесо с лопастями при работе двигателя вращаются. Частота вращения очень высокая. При этом крыльчатка и ось вращаются в разных направлениях. За счет этого осуществляется более плотный прижим двух элементов друг к другу. Поток газов попадает в выпускной коллектор, а затем в специальный канал – он имеется в корпусе компрессора. Корпус имеет форму улитки. Когда газы пройдут через эту улитку, то затем они на большой скорости подаются к ротору. Это и есть принцип работы турбины на дизельном двигателе.

Ось нагнетателя вращается в специальных подшипниках скольжения. Смазка осуществляется от системы смазки двигателя. Чтобы масло не убегало, турбина оснащается уплотнительными прокладками и кольцами. Эти прокладки защищают узел от прорыва воздуха и газов, а также предотвращают их смешивание. Естественно, полностью исключить возможность попадания газов в воздух не получается, но и большая необходимость в этом отсутствует.

Как это работает?

Мы познакомились с устройством механизма. Теперь стоит узнать, как работает турбина на дизельном двигателе автомобиля.

Чем больше топлива сгорит за одну единицу времени, тем больше воздуха нужно закачать в двигатель. Сам мотор не способен справиться с получением избыточного количества сжатого воздуха. Это и есть основная задача системы турбонаддува – нужно наращивать подачу воздуха в камеру сгорания. Нагнетание осуществляется за счет преобразования энергии выхлопных газов в полезную работу. Прежде чем газы вылетят в трубу, они пройдут через турбину и компрессор. Вот как работает турбина. Принцип действия ее прост для понимания.

Процесс прохождения газов заставляет раскручиваться крыльчатку турбины. Она имеет лопасти. Среднее число оборотов составляет более 150 тысяч оборотов в минуту. На этом же валу, что и крыльчатка, крепится и вал компрессора. Сила, полученная в результате преобразования энергии газов, применяется для значительного повышения давления воздуха. Это позволяет подавать в цилиндры намного больше горючего, что и дает значительный прирост мощности и коэффициента полезного действия дизельного силового агрегата.

Вот как работает турбина на дизельном двигателе автомобиля. На самом деле по принципу и устройству данные механизмы очень похожи на бензиновые турбины.

Актуаторы

Много десятков лет понадобилось инженерам, чтобы разработать и построить эффективный нагнетатель. Это только теоретически выглядит очень хорошо. На самом деле все значительно сложней.

При резком нажатии на газ роста оборотов двигателя нужно подождать. Обороты начинают расти через некоторое время. Повышение давления газов, раскручивание крыльчатки турбины, закачивание сжатого воздуха проходит постепенно. Это турбояма, и победить эту проблему не получалось. Но с проблемой все-таки справились внедрением клапанов или актуаторов. Один нужен для перепускания лишнего воздуха через трубопровод из коллектора, второй – для выхлопных газов. Клапан позволяет сбрасывать лишнее давление, когда мотор работает на высоких оборотах. Давайте посмотрим, как работает актуатор турбины дизельного двигателя.

Принцип работы

Главная задача, которую должен он решить, – это снижение давления на высоких оборотах. Клапан установлен в выпускном коллекторе. Работает он крайне просто. При росте оборотов и давления вакуумный клапан пускает газы мимо крыльчатки турбины. В этот момент актуатор открывается, и газы выходят через него. Через клапаны всасывается больше воздуха, чем нужно, чтобы максимально разогнать компрессор.

Возможна регулировка актуатора турбины. Способы и особенности заключатся в замене пружины, настройке конца клапана и в монтаже буст-контроллера. Это позволяет регулировать работу турбины.

fb.ru

 

«Питер — АТ»

ИНН 780703320484

ОГРНИП 313784720500453

piter-at.ru

Устройство автомобильного газового баллона – Лада 21099 ммм… мускари › Бортжурнал › Газобаллонное оборудование. Схема ГБО автомобиля. Часть первая.

Устройство и схема работы ГБО простыми словами

Принцип работы

Необходимо отметить, питание газовой смесью, исполнение всей газобаллонной системы предыдущих поколений значительно проще, чем конструкция бензиновой системы подачи топливной смеси.

Перевод транспортного средства для работы на газобаллонном оборудовании, его соответствующее переустройство выглядит таким образом. Предварительно в багажном, грузовом отделении, под днищем машины, на раме монтируют специальную емкость, предназначенную для заполнения газом. В двигательном отсеке (подкапотное пространство) устанавливают редуктор-испаритель, дополнительные устройства, функции которых связаны с подачей в мотор газовой смеси, и механизмы регулировки топлива.

Баллоны заправляются жидкой смесью пропана-бутана. Если давление соответствует атмосферному, топливо имеет газообразное состояние. Если давление выше атмосферного, газ преобразуется в жидкое топливо, которое при бытовых температурах может испаряться. Поэтому под сжиженный газ используются только герметичные емкости. Давление в них может составлять 2-16 атмосфер.

Газовые пары формируют давление, благодаря которому они подаются в газовый трубопровод повышенного давления. Заправка газового баллона и подача из него топлива в магистраль производится через мультиклапан. Для выполнения заправки дополнительно применяется специальное выносное приспособление.

Сжиженная газовая смесь направляется по трубопроводу и проходит через газовый клапан с фильтровальным элементом. Такая дополнительная фильтрация позволяет эффективнее очищать топливо от смолистых соединений, прочих примесей. Это устройство также предназначено для блокировки подачи газовой смеси при отключении зажигания, переключении рабочего режима двигателя на автомобильный бензин.

После фильтрации топливная смесь направляется в редуктор. Здесь давление газовой смеси падает до показателя, составляющего примерно 1 атмосферу. Снижение давления способствует испарению жидкой газовой смеси. При прохождении данного процесса редуктор активно охлаждается. Именно по данной причине его соединяют с системой охлаждения автомобильного двигателя. Подогретая охлаждающая жидкость в результате циркуляции по системе не дает редуктору обмерзать. В холодный период года рекомендуется производить запуск автомобильным бензином, а уже после предварительного прогрева двигателя стоит переводить его рабочий режим на газобаллонное оборудование. Данное требование предполагает выход мотора на рабочий температурный режим, а также подогрев охлаждающей жидкости до необходимой температуры.

После редуктора уже парообразный газ направляется в цилиндры мотора. В ГБ системе отсутствует деталь, схожая функционально с бензонасосом. Газовая смесь содержится в баллоне под определенным давлением, и поступает в редуктор автономно, дополнительная подкачка для этого не требуется. Благодаря этому система ГБО по конструкции значительно проще. А способность газа преобразовываться из жидкости в пар при изменении показателей температуры, давления еще больше сокращает количество элементов конструкции ГБО установок.

Специальный переключатель, установленный в автомобильном салоне, позволяет переключаться с бензина на газ и обратно. После выключения зажигания переключатель занимает нейтральное положение. Газобаллонное оборудование может быть наделено дополнительно функцией отключения подачи газовой смеси, если в автомобильном двигателе отсутствует искра.

Схема установки

www.agts-spb.ru

Заправочный клапан ГБО (устройство ВЗУ, установка, неисправности и ремонт)

Для заправки авто с пропановым газобаллонным оборудованием, в его комплект входит специальный заправочный клапан ГБО.

В данной статье рассмотрим способы монтажа выносного заправочного устройства (ВЗУ), а также, возможные поломки клапана и методы их устранения.

Виды механизма

Условно разделить виды заправочных механизмов можно по способу монтажа:

  1. выносной клапан на кронштейне;
  2. механизм, встроенный в бампер;
  3. узел, врезанный в штатный лючок бензобака.

Типы заправочных устройств

Конструкция у всех клапанов идентична:

  • корпус;
  • крышка;
  • шарик;
  • пружина;
  • уплотнители.

Устройство ВЗУ

Принцип действия

При подключении заправочного пистолета, под действием давления газа, шарик открывает входное отверстие клапана, перемещаясь по направлению к трубке соединённой с мультиклапаном.

После наполнения баллона пропан-бутановой смесью до заданного значения, пистолет отсоединяется, и остаточное давление в магистрали давит на шарик, который перемещается в обратном направлении запирая входное сечение. Так происходит запирание клапана.

Выбор места установки клапана

У каждого способа монтажа приведенных выше имеются свои плюсы и минусы. Так, например, при установке ВЗУ на кронштейне не всегда удаётся его разместить для удобной заправки. Также при таком расположении иногда появляется опасность обрыва устройства.

ВЗУ под бампером

Если врезать устройство в бампер, придётся безвозвратно портить лакокрасочное покрытие. К тому же некоторые автомобилисты считают, что эти два способа портят эстетику машины.

Заправочник в бампере

Самым оптимальным считается установка заправочного устройства ГБО в лючок бензобака.

Врезка в лючке

Преимущество здесь одно — не портит внешний вид. А вот недостатков больше:

  1. если должным образом не обработать просверленное отверстие, очень быстро появится коррозия;
  2. неудобство в процессе монтажа;
  3. необходимость возить с собой специальный переходник (может быть с фильтром) и устанавливать его при каждой заправке.

На некоторые авто, ввиду большого отсека горловины бензобака, имеется возможность установки выносного ВЗУ. Из-за чего отпадает потребность хранить переходник.

Так или иначе, в вопросе, куда поставить выносное заправочное устройство ГБО, выбор остаётся за владельцем транспортного средства.

Как установить заправочный клапан

Для установки заправочника или при замене вышедшего из строя, потребуется набор инструмента и сам клапан. Как правило, при покупке газового оборудования ВЗУ уже идет в комплекте с мультиклапаном.

Опишем процесс постановки клапана в лючок бензобака, так как этот способ более «сложный» и востребованный. Первым делом необходимо маркером наметить место сверления. Затем аккуратно, применив корончатое сверло, пробурить отверстие.

Далее обезжирить и обработать антикоррозийным составом оголённый металл (можно для надёжности нанести герметик). Протянуть к отверстию магистраль (пластиковую или медную). Надеть на неё гайку и обжимную муфту (бонку). Привернуть гайку к ВЗУ. Установить узел.

Распространённые неисправности ВЗУ

Самыми частыми поломками механизма могут быть:

  1. утечка газа (травит) из заправочного устройства;
  2. клапан не пропускает газовое топливо к баллону.

Причинами неисправностей являются:

  • отломилось или отгнило загнутое окончание (виток) пружины, в которое упирается шарик при наполнении баллона;
  • износ резиновых уплотнителей;
  • зависание клапана из-за грязи и коррозии;
  • неправильная сборка узла при ремонте.

Если перевернуть пружину загнутым витком к входному сечению, шарик под давлением газа, при заправке, будет перекрывать поступление топлива в баллон.

Ремонт узла

Выполнить качественный ремонт механизма, возможно лишь демонтировав его. Для этого желательно израсходовать газ из баллона или убедится, что обратный клапан на мультиклапане находится в исправном состоянии. Проверить это можно открутив заправочную магистраль, работоспособный клапан должен предотвратить утечку.

Сняв и разобрав узел, необходимо промыть, а также очистить все детали. Если видимого износа/повреждений нет, заменить уплотнительные кольца и собрать ВЗУ ГБО в обратном порядке (размер основного уплотнителя 14*2,5*9 мм.).

Также нужно не забывать, что существенно повысит эксплуатационные качества устройства применение защитной крышки от пыли и влаги.

gbomotor.ru

Виды баллонов для ГБО на автомобиль

От того, какой газовый баллон для авто будет использовать при монтаже ГБО, зависит многое. В первую очередь, останется ли в машине свободное пространство для хранения, удобно ли будет использовать и обслуживать оборудование в дальнейшем. Поэтому отнестись к выбору стоит с особой внимательностью.

Основные виды баллонов для ГБО

Часто специалисты рекомендуют установку цилиндрического или тороидального устройства, иногда — плоского. Каждый из них имеет особенности, достоинства и недостатки. Рассмотрим их подробнее.

Тороидальный баллон

Если Вы устанавливаете ГБО на легковой автомобиль, то в 90% случаях Вам поставят его. Производятся в соответствии с международным стандартом ГОСТ ISO 11439-2014. По форме баллон напоминает автомобильное колесо. Поэтому его просто установить на место хранения запаски. Таким образом не занимается свободное пространство багажника, не нужно продумывать систему крепления ёмкости под днищем автомобиля. Снаружи установить тоже можно. Но придется приобрести более прочный образец. Различают внутренние и наружные тороидальные баллоны, с внутренней и наружной горловиной.

Другим преимуществом является вес. Толщина стенки варьируется от 2.5 до 3.5 мм. Баллон объёмом 23 литра весит 23 кг., объёмом 94л. — 42 кг. Тороидальный тип подходит только для заправки сжиженной пропан-бутановой смеси. Она отличается низкой ценой и позволяет существенно сократить расходы на топливо. Топливо под давлением он просто не выдержит. Слишком тонкие стенки.

Эти баллоны хорошо подходят для легковых автомобилей. Для более внушительных моделей авто подойдут другие типы.
Необходимо отметить, что баллоны для сжиженных газов нельзя заправлять более чем на 80%. Связано это с тем, что при повышении температуры газовая смесь расширяется, следовательно, нужно оставить свободное место на этот случай.

Установленный внутри багажника Kia Sportage тороидальный баллон

Плюсы
  • Небольшой вес.
  • Небольшой размер.
  • При установке тороидальный баллон ставится на место запасного колеса, следовательно, не занимает свободное место в багажнике.
  • При установке под днищем практически незаметен.
  • Широкий выбор. Можно подобрать размер под машину.
  • Срок службы 10 лет.
Минусы
  • Небольшой объем. Возможный литраж тороидального баллона не превышает 95 л.
  • Необходимость поиска нового места для хранения запасного колеса.
  • Нельзя заправлять более чем на 80%. Должно остаться свободное пространство на случай повышения температуры.
  • Затрудненный доступ. Чтобы проверить состояние устройства необходимо разобрать багажник.
  • В силу особенностей конструкции тороидальные баллоны используются только для сжижаемых газов. Не подходят для метана.
  • Необходимо проходить освидетельствование каждые 2 года.

Цилиндрический баллон

Производятся в соответствии с ГОСТ 33986—2016. Этот вид используется как для пропан-бутановой, так и для метановой топливной смеси. Размеры этих баллонов для ГБО почти не ограничены. У производителей можно найти надежные конструкции объемом до 200 литров. Устанавливать можно как внутри авто, так и снаружи. Последний вариант встречается чаще на больших транспортных средствах.

Баллон на 200л

Основным недостатком цилиндрического типа является вес и размер. Баллон объёмом 30л. весит 15 кг., 200л. — 65кг. Для метановых вес может доходить до 175кг. Большой вес обусловлен тем, что метан закачивается в сжатом виде под давлением 200-250 атмосфер. Соответственно предъявляются повышенные требования к прочности. Толщина стенок от 5 до 11 мм. Не должно быть сварных швов.

Тем не менее этот тип остается самым распространенным, надежным и неприхотливым в эксплуатации.

Плюсы
  • Надёжность.
  • Большой объём.
  • Срок службы от 15 до 25 лет.
  • Легкость в установке и обслуживании.
  • Универсальность. При желании можно установить такие баллоны для ГБО на УАЗ или легковое авто. Разница лишь в размере.
  • Хорошая защищенность от воздействия внешних факторов и долговечность.
Минусы
  • Большой вес.
  • Необходимо проверять баллон каждые 3 года (если он из углеродистой стали) или каждые 5 лет (если он из легированной стали).
  • Занимает много места как внутри, так и снаружи автомобиля.

Плоский баллон

По сути, этот вариант состоит из нескольких цилиндрических. Они надежно скрепляются вместе путем сварки, образуя единую прямоугольную конструкцию. Таким образом можно не только увеличить полезный объем устройства, но и сделать его более подходящим для конкретного типа автомобиля. Занимает мало места.

Подобные баллоны найти не просто. Часто их делают на заказ, под конкретную конфигурацию. Но зато они сохраняют в себе все преимущества цилиндрических и тороидальных. Что касается недостатков, то одним из явных станет слабая распространенность и, как следствие, высокая цена газового баллона. Также ждите трудностей в дальнейшем обслуживании. Сервисный центр, специализирующийся на конструкциях этого типа можно найти не в каждом городе.

Также бывают сдвоенные, спаренные баллоны. Они достаточно распространены. Обслуживать их проще. По сути, это два скреплённых между собой цилиндрических типа. Они занимают много места и устанавливаются на крупные автомобили.

Как выбрать газовый баллон для ГБО

Параметров, на которых необходимо основываться, выбирая тот или иной вариант, много. Отметим самые главные из них:

  1. Стоимость. Она напрямую зависит от размера и емкости. Чем больше баллон, тем больше денег за него придется выложить. С другой стороны, внушительное устройство реже придется заправлять. Для крупных автомобилей и при дальних поездках это крайне важно. Баллоны для ГБО на газель и другие большие транспортные средства должны быть не меньше 80 л. Как правило, чем больше автомобиль, тем больше расход топлива. Ёмкости большего объёма позволят реже заправляться.
  2. Тип топлива. Здесь сложнее. Если планируется использование распространенной пропан-бутановой смеси, выбирайте любой вариант. Но для метана давление в баллоне должно быть не меньше 200 атмосфер. До такого состояния его сжимают, чтобы использовать в качестве топлива. Выдержать такую нагрузку сможет только цилиндрический тип.
  3. Производитель. Качество газовых емкостей напрямую зависит от того, кто их сделал. Лидерами на рынке считаются компании Lovato, Atiker, Digitronic. Все три можно назвать надежными и безопасными в использовании. Но Атикер несколько ниже по цене.

Наиболее часто сервисные центры предлагают установку цилиндрических емкостей компании Ловато. Этот вариант действительно можно назвать самым удачным. Хорошее качество сборки, приемлемая цена, простота в обслуживании – установить такое ГБО можно с минимальными тратами денег и на длительный срок.

Как правильно устанавливать газовые емкости?

Сам по себе процесс не сложный, но ответственный. Опытный мастер справиться с задачей за пару часов. Некоторые умельцы предпочитают сделать все сами. Но гораздо важнее не сам монтаж, а безопасность. ГБО это сложная система, которую необходимо точно настроить и отрегулировать. Вдобавок если баллон установить неправильно, то вполне может произойти утечка, прорыв газовой магистрали или же отвал ёмкости при езде (в случае установки снаружи). Дальнейшие последствия могут быть очень печальными.

Вторая проблема — это обязательная регистрация ГБО в ГИБДД. Вам в любом случае придётся проходить освидетельствование системы и ни одна нормальная компания не будет брать на себя ответственность за непонятно, как и кем установленное оборудование. Без регистрации эксплуатация транспортного средства запрещена. Водитель даже не сможет пройти ежегодный техосмотр для ОСАГО.

Компания Power-Gas предлагает установку ГБО с регистрацией в ГИБДД. Наши специалисты помогут подобрать подходящий размер тороидального или цилиндрического баллона, будь то легковой автомобиль, предназначенный для частного использования или коммерческий транспорт. И Вам не придётся переплачивать за ненужный объём или второй баллон. Обратитесь к нам уже сегодня и получите квалифицированную консультацию по монтажу ГБО.

Как быть с запаской после установки газового оборудования?

На самом деле этот вопрос не является таким уж важным. Если это единственное, что останавливает Вас от приобретения ГБО, сомнения можно откинуть. Запасное колесо в большинстве случаев можно оставить там же, в багажнике. Просто поместить его на хранение придется вертикально, а не горизонтально.

Как правильно эксплуатировать газовые емкости?

В использовании ГБО и емкостей тороидального и цилиндрического типа нет ничего сложного. При прохождении своевременных проверок и техобслуживания оно прослужит много лет, не причиняя неудобств и не нарушая безопасности. Само ГБО при этом необходимо проверять ежегодно.

Как часто нужно проверять газовые баллоны?

Тороидальные – каждые 2 года.

Цилиндрические проверяют в зависимости от материала, из которого изготовлен баллон.

Этот срок составляет:

  • 2 года – углепластик.
  • 3 года – металлокомпозитные материалы и углеродистая сталь.
  • 5 лет – легированная сталь.

Баллоны для пропан-бутана в любом случае проверяют каждые 2 года.

Срок службы

Для тороидальных он составляет 10 лет, для цилиндрических – 15-25 лет. После истечения этого срока баллон необходимо заменить на новый.

Рекомендации

Раз в месяц проверяйте, хорошо ли закреплён баллон. Это особенно важно при наружном креплении.

Нельзя оставлять автомобиль в замкнутом помещении с полностью заправленным газовой смесью баллоном.

Не заправляйте его больше, чем на 80%.

Необходимо оберегать баллоны от перегревания, коррозии и ударных нагрузок. Если ржавчина покрывает более 10% поверхности, то использовать такое устройство опасно.
Максимально разрешённая температура ни в коем случае не должны превышать 82 градусов, допускается кратковременное локальное повышение до 65.

Обратитесь в компанию Power-Gas для установки ГБО 4 поколения и последующего обслуживания конструкции. Вы сможете быть уверены в надежной работе газового оборудования и безопасности автомобиля.

power-gas.ru

Техника безопасности при эксплуатации авто с ГБО — DRIVE2

🔴 DANGER ⛽

Эксплуатация комплекта ГБО, работающего под давлением 1,6 МПа (16 кг см 2), должна осуществляться в соответствии с требованиями настоящей инструкции.

Следует обращать особое внимание на герметичность соединений трубопроводов, газовых и бензиновых Клапанов, редуктора-испарителя и надёжное крепления газового баллона. Появление утечек при ежедневном осмотре можно обнаружить по запаху, создаваемому одорантом, добавляемым в газ. Не допускается эксплуатация автомобиля на газовом топливе с истекшим сроком испытания газового баллона. Баллоны подлежат периодическому освидетельствованию в сроки, установленные «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» (один раз в два года). Освидетельствование производится на специальных испытательных пунктах, имеющих разрешение местных органов Госгортехнадзора. Дата проверки и клеймо наносятся на пластине, расположенной на обечайке баллона. Необходимо периодически очищать фильтрующие элементы, чтобы предотвратить повреждения клапанных механизмов механическими примесями. Расходный вентиль на мультиклапане необходимо открывать полностью, чтобы избежать дросселирования газа при проходе через него.

ПРИМЕЧАНИЕ: Не рекомендуется закрывать расходный вентиль без необходимости. Закрывать его следует при длительной стоянке, при въезде в закрытое помещение, а также в случае неисправности газовой системы. После закрытия расходного вентиля необходимо выработать газ из системы, и после остановки двигателя переключить его питание на бензин.

Прежде чем приступить к проверке или ремонту электрооборудования автомобиля, необходимо перевести двигатель на питание бензином и проверить подкапотное пространство на наличие утечки газа.

Сварочные, окрасочные работы (включая горячую сушку), а также работы с электродрелью, другими инструментами и абразивными материалами, дающими искрение, производятся на ГБТС с дегазированными баллонами. В случае возникновения на автомобиле пожара необходимо немедленно выключить зажигание, закрыть расходный вентиль на мультиклапане и приступить к тушению пожара.

Автомобиль должен быть укомплектован хладоновым или порошковым огнетушителем ёмкостью не менее 2-х литров.

Газ пропан-бутан, выходя в атмосферу в виде жидкости, испаряется, интенсивно отнимая тепло от окружающей среды. Попадание струи сжиженного газа на тело человека может вызвать обмораживание.

Избегайте того, чтобы бензиновый бак полностью опустошался.

Как для версии на LPG, так для версии на CNG необходимо всегда поддерживать количество бензина-1/4 или 1/2 бака и периодически пополнять его.

Категорически запрещается:

Работа двигателя на газе при неисправном газовом оборудовании.
Ставить автомобиль с неисправным газовым оборудованием в закрытое помещение.
Производить ремонт, подтяжку соединений газового тракта, замену элементов и агрегатов газового оборудования при наличии газа под давлением в системе питания.
Производить выпуск газа из баллона и из системы в закрытом помещении. Использовать открытое пламя для проверки герметичности соединений или прогрева двигателя в холодное время года.

Эксплуатация автомобиля с ГБО.
ЗAПPАВКА ГАЗОВОГО БАЛЛОНА.

Для заправки газового баллона необходи

www.drive2.ru

Снятие и замена мультиклапана ГБО, пошаговый алгоритм



Иногда случается ситуация, когда водитель начинает замечать запах газа в салоне авто, который сильнее проявляется в месте установки баллона. Газ травит из мультиклапана, и это свидетельствует либо о неисправности последнего, либо об износе уплотнительной резинки между баллоном ГБО и «мультиком». В таком случае следует снять мультиклапан с баллона, и разобраться в ситуации, возможно будет иметь место ремонт либо же полная замена мультиклапана ГБО.

Давайте вначале разберемся с тем, какие могут быть неисправности мультиклапана и как избежать поломки этого узла газобаллонного оборудования.
Об устройстве мультиклапана, моделях и принципе работы можно узнать из этой статьи, прочитав ее Вам будет легче понимать что и почему может поломаться в «мультике».

Неисправности

  • Наиболее распространенной поломкой является «залипание» стрелки на мультиклапане. Происходит это, чаще всего, из-за зависания поплавка, который находится в середине баллона и должен отображать уровень топлива в нем. Чаще всего при такой поломке стрелка иногда может «отлипать» (обычно при резком наезде на бугорок или ямку).
  • Травить газ может из-за неисправности аварийного клапана сброса. В этом случае будет отчетливый запах газа ближе к месту расположения баллона.
  • В случае выхода из строя скоростного клапана газа топливо просто не будет поступать в редуктор, и в случае ГБО 4 поколения будет происходить переключение на бензин, а во втором поколении, автомобиль просто будет глохнуть.
  • В случае выхода из строя запирающего вентиля симптомы будут аналогичные, описанным в предыдущем пункте.
  • Электромагнитный запорный клапан должен перекрыть подачу газа на редуктор в случае обрыва электромагнитной катушки, и в случае выхода из строя катушки либо обрыва симптомы будут аналогичные предыдущим двум пунктам.

Это наиболее распространенные неисправности мультиклапана ГБО.

Как снять мультиклапан

Для диагностики и выявления причины неисправности следует произвести снятие «мультика» с газового баллона.

Обратите внимание! Все процедуры следует производить на открытом воздухе или в хорошо проветриваемом гараже, также следует избегать открытого огня или сигарет во время работы с газовым оборудованием.

  • Приступать к демонтажу следует только в том случае, когда в баллоне не осталось газа.
  • Для начала следует ослабить крепление трубок газовой магистрали и стравить остатки газа.
  • После того, как весь газ полностью выйдет из баллона приступаем к демонтажу мультиклапана. Для этого следует открутить все крепежные болты. Делать это следует крайне аккуратно, так как поломка крепежного болта ничем хорошим не грозит. Если один или несколько болтов не поддаются обработайте их проникающей смазкой и подождите несколько минут.

Открутите все болты и аккуратно извлеките мультиклапан из баллона

Лучше всего показать извлеченный «мультик» специалисту, который и определит, можно ли обойтись ремкомплектом для мультиклапана либо же следует произвести полную замену этого узла на новый. Если же Вы приняли решение заменить мультиклапан, следует произвести сборку в обратном порядке.

Сборка

Перед установкой следует протереть посадочное место и обработать его герметиком. Обязательно заменить уплотнительную резинку, предварительно смазав ее силиконовой смазкой.

  • Отрегулировать поплавок на новом «мультике» таким образом, чтобы датчик показывал правильное количество газа в баллоне. Делать это следует аккуратно, сгибая крепление поплавка  таким образом, чтобы при максимальном положении стрелки на датчике уровня газа поплавок также находился в максимально высоком положении в баллоне.

  • Устанавливаем «мультик» в баллон. После установки поплавок должен быть в максимально опущенном состоянии (касаться дна баллона), а датчик уровня газа на мультиклапане показывать «пустой бак».

  • Обращая внимание на качество газа на наших заправках не лишним будет установить фильтр на заборную трубку.

  • Производим установку и закрепляем мультиклапан аккуратно затягивая все крепежные болты крест на крест. Затягивайте болты по очереди, избегая перекоса. Чтобы избежать окисления и ржавения болтов рекомендуется предварительно смазать их густой смазкой.

  • Подсоедините обратно трубки заправочной магистрали и аккуратно затяните их.
  • Приготовьте и возьмите с собой мыльный раствор.Делать его легче всего используя жидкое мыло и теплую воду.
  • На заправочной станции заправьте минимально возможное количество газа в баллон. открутите вентиль мультиклапана, произведите «обмыливание» и проверьте на утечку газа. В случае выявления «пузырения» подтяните крепежные болты до тех пор, пока утечка не исчезнет. Не переусердствуйте чтобы не сорвать резьбу!

Довольно часто бывает, что трубки заправочной магистрали выставлены не ровно, в таком случае подтяжка резьбы ничего не даст, следует открутить трубки, выставить их ровно и затянуть еще раз.

На этом замена мультиклапана ГБО закончена. Если у Вас будут какие-либо вопросы задавайте их в комментариях, мы с радостью на них ответим.

 

Снятие и замена мультиклапана ГБО

5 (100%) 2 vote[s]

 

 

gbo4auto.ru

Газовые баллоны ГБО автомобилей, заправочная арматура для ГБО

Газовые баллоны для хранения газа сжиженного нефтяного (пропан-бутановая смесь) рассчитаны на рабочее давление 1,6 МПа. Они представляют собой сварную конструкцию из углеродистой стали толщиной 3-5 мм. К центральной части с обеих сторон приварены полусферические днища. 

Газовые баллоны ГБО автомобилей для пропан-бутановой смеси и метана, запорная и заправочная арматура для ГБО автомобилей, устройство, принцип работы, обслуживание.

Изготавливают три типа газовых баллонов для газа сжиженного нефтяного (пропан-бутановая смесь) : с отдельно расположенными на баллоне вентилями и вентилями, конструктивно объединенными в один узел — мультиклапан, и торроидальные баллоны (в виде тора). Последний вид баллонов удобен тем, что может устанавливаться в углублении для запасного колеса.

Отдельно вентили для заправки, расхода жидкой и газообразной фаз, контроля уровня, а также предохранительный клапан аварийного сброса давления могут располагаться на баллонах большой вместимости, более 100 литров. В нижней точке цилиндрической части газовые баллоны могут иметься отверстие с пробкой для слива конденсата.

Блок запорно-предохранителъной арматуры (мультиклапан) на газовые баллоны для пропан-бутановой смеси в ГБО автомобилей.

Блок запорно-предохранителъной арматуры (мультиклапан) предназначен для установки на газовые баллоны с газом сжиженным нефтяным (пропан-бутановая смесь). Он служит для автоматического контроля уровня и прекращения заправки и подачи пропан-бутановой смеси в магистраль.

Мультиклапан также обеспечивает герметичность баллона в случае аварийного обрыва подсоединенных к баллону трубок. При повышении давления в баллоне выше рабочего (1,6 МПа) вследствие нагрева или пожара мультиклапан стравливает газ, предотвращая взрыв баллона.

Корпус мультиклапана крепится винтами к фланцу баллона. Герметичность соединения обеспечивается прокладкой. Во время заправки газ поступает в газовые баллоны через входной штуцер, преодолевая усилие подпружиненного шарика. По мере наполнения баллона газом поднимается поплавок.

В момент, когда уровень газа достигнет 80 % от объема баллона, автоматический клапан (отсекатель) перекроет поступление газа и заправка газом прекратится. Шарик перекроет обратный выход газа из баллона.

Газ из баллона поступает в магистраль по трубке забора газа, отжимая шарик скоростного клапана через расходный вентиль. Во время хранения автомобиля на стоянке расходный и заправочный вентили надежно перекрывают газовые баллоны.

В случае нагрева газового баллона свыше 45 градусов или пожара, открывается предохранительный клапан, стравливая избыточное давление газа. Количество газа в баллоне контролируется магнитной стрелкой по шкале. Стрелка перемещается вмонтированным в автоматический клапан магнитом и защищена прозрачным корпусом.

Максимально допустимый объем заправляемого газа предварительно регулируется регулировочными винтами. Для обеспечения естественной циркуляции воздуха для вентилей мультиклапана в случае утечки газа его устанавливают в вентиляционной коробке, которая имеет патрубки для циркуляции воздуха.

Газовые баллоны для ГБО работающего на компримированном (сжатом) природном газе метан.

Газовые баллоны для ГБО работающего на компримированном (сжатом) природном газе метан, предназначены для хранения на борту автомобиля газа при температуре от минус 60 до плюс 50 градусов при максимальном рабочем давлении 19,6 МПа. Промышленность выпускает автомобильные баллоны для метана объемом от 34 до 400 литров. Их изготавливают из стальных бесшовных труб или листовых заготовок, а также из композитных материалов.

Типы газовых баллонов для ГБО на метане.

Автомобильные газовые баллоны для компримированного природного газа изготавливают по ГОСТ 949 — 73 из углеродистой или легированной стали и подвергают специальной обработке (из углеродистой стали — нормализации, а из легированной — закалке с отпуском), обеспечивающей однородную структуру металла и безосколочность при разрушении.

Газовые баллоны представляют собой бесшовный сосуд цилиндрической формы со сферическими днищами. В горловине баллона имеется резьба для ввинчивания вентиля. Для уменьшения массы баллонов применяются композитные материалы, выпускаемые по ТУ 45591-001-29416612 — 94 «Баллоны автомобильные газовые облегченные» (для баллонов с металлическим корпусом, армированным пропитанной смолой жгутовой нитью, намотанной в виде обруча).

Проверка и обслуживание газовых баллонов для ГБО автомобилей.

Наружная и внутренняя поверхности газовых баллонов должны быть без раковин, закатов и трещин. На все газовые баллоны, предназначенные для установки в составе газобаллонного оборудования автомобилей, распространяются «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением».

Автомобильные газовые баллоны, являющиеся сосудами, работающими под давлением, должны подвергаться техническому освидетельствованию. Периодическому в процессе эксплуатации и в необходимых случаях — внеочередному. Газовые баллоны для газа сжиженного нефтяного (пропан-бутановая смесь) должны проходить испытания (освидетельствование) один раз в два года.

Стальные баллоны для метана из углеродистой стали освидетельствуются один раз в три года, из легированной стали и композитных материалов — один раз в пять лет. На все газовые баллоны должны быть нанесены следующие данные:

— Товарный знак или наименование завода-изготовителя.
— Порядковый номер баллона.
— Месяц и год изготовления и год следующего испытания.
— Рабочее давление Р и пробное гидравлическое давление П.
— Объем баллона в литрах с точностью +-0,2 литра.
— Масса баллона (в кг) с точностью +-0,2 кг.
— Клеймо ОТК завода-изготовителя.
— ГОСТ, по которому изготовлены газовые баллоны.

На газовые баллоны, изготовленных из композитных материалов, маркировка наносится на цилиндрической части краской.

Запорная арматура для компримированного (сжатого) природного газа метан.

Запорная арматура для компримированного (сжатого) природного газа метан устанавливается на баллонах, а также в магистрали высокого давления. Она состоит из вентилей различного назначения, заправочных устройств, шаровых кранов и клапанов.

Запорная арматура устанавливается для управления поступлением газа из газовых баллонов, для связи баллонов и участков газовой магистрали, а также для заправки и подсоединения выносного заправочного узла. Вентили позволяют обеспечить безопасность и удобство обслуживания газобаллонного оборудования. Они рассчитаны на давление не более 25,0 МПа.

Баллонный вентиль.

Вентиль баллонный для дренажной схемы подключения.

Вентиль имеет дренажные каналы. В случае утечки газа из внутренних полостей вентиля газ поступит по этим каналам в вентиляционные кожухи (по аналогии с вентиляционной системой баллона для пропан-бутановой смеси). Также данный вентиль оснащен скоростным клапаном. Этот клапан перекроет канал входа-выхода газа в случае аварийного обрыва трубопроводов, подсоединенных к штуцеру.

Заправочная арматура для газобаллонного оборудования автомобилей.

Для наполнения газовых баллонов служат устройства, расположенные в удобных и безопасных для заправки и эксплуатации автомобиля местах. Выносная заправочная горловина предназначена для подключения и заправки газа. Она подсоединяется к заправочному трубопроводу через выходной штуцер. Заправочная струбцина шланга газовой колонки подсоединяется к фланцу корпуса.

Выносное заправочное устройство для ГБО.

Для уплотнения этого соединения служит резиновая прокладка. Во время поступления газа под давлением клапан находится в открытом состоянии. По окончании заправки он автоматически перекроет заправочный трубопровод. Выносная заправочная горловина крепится к кузову автомобиля при помощи кронштейна, который прижимается гайкой.

Выносной заправочный узел предназначен для подсоединения газовой системы питания на метане к наконечнику заправочного шланга при заправке баллонов газом. Фиксация и герметизация соединения штуцера заправочного узла производится при помощи двух кольцевых канавок в штуцере и распорных колец на наконечнике Они также препятствуют отсоединению заправочного шланга до окончания заправки. Во время заправки обратный клапан открыт под действием давления.

Выносной заправочный узел для ГБО.

Обратный клапан и пружина препятствуют выбросу газа из газовой системы при отсоединении заправочного устройства газонаполнительной станции. На заправочный штуцер надевается защитный колпачок.

По материалам книги «Установка и эксплуатация газобаллонного оборудования автомобилей».
Ю.В. Панов.

Похожие статьи:

  • Проверка сенсорного датчика привода (скорости) АКПП, принцип действия, признаки неисправности, последствия выхода из строя, поиск неисправностей и проверка датчика при помощи тестера.
  • Проверка датчика температуры охлаждающей жидкости, принцип действия, последствия выхода из строя, поиск неисправностей и проверка датчика при помощи тестера.
  • Проверка датчика температуры впускного воздуха, принцип действия, последствия выхода из строя, поиск неисправностей и проверка датчика при помощи тестера.
  • Проверка кислородного датчика с помощью осциллоскопа, обычного тестера и тестера кислородного прибора проверки выхлопных газов, данные и результаты измерений.
  • Проверка сенсорного датчика коленчатого вала с помощью осциллоскопа, причины и последствия выхода датчика из строя, поиск неисправности.
  • Поиск неисправностей датчиков и систем автомобиля с помощью тестера, как правильно измерить напряжение, сопротивление и силу тока с помощью тестера.

auto.kombat.com.ua

Сообщества › Ремонт и Эксплуатация ГБО › Блог › ГБО 4 своими руками. #2.1 Газовый баллон. Выбор.

ГБО 4 своими руками. #2.1 Газовый баллон.

Полный размер

Всем здрасьте. Надеюсь поможет всем, кто хочет поставить ГБО своими руками. Немного опыта ламера).

Продолжаем по ГБО. Набираемся терпения:) Будет как обычно нудно.

Рассмотрим типичную схему системы ГБО. Оборудование состоит из:
1. Выносного заправочного устройства.
2. Газового баллона для ГБО.
3. Мультиклапана.
4. Переключателя вида топлива.
5. Фильтра газового жидкой фазы.
6. Редуктора.
7. Фильтра газового паровой фазы.
8. Системы впрыска (газовых форсунок).
9. Блока управления (газовых мозгов).

Полный размер

Начнём не по порядку схемы, а по порядку выбора, покупки, установки и сборки с №2 – газового баллона.
Что сказать… устройство, как говаривал отец русского пролетариата, АРХИВАЖНОЕ ! 🙂 Оно определяет объём заправленного газа и безопасность практически всей системы ГБО (в паре с мультиклапаном) . Представляет из себя обычную стальную ёмкость цилиндрической (по типу бытовых) или торроидальной (бублик) формы. Кроме того торы бывают внутренние и внешние (отличаются расположением мультиклапана) для удобства подключения внутри и снаружи авто. Цилиндрические баллоны, учитывая их геометрию и размещение мультиклапана могут жить как с наружи так и внутри авто.

Пропановый баллон (держим в уме, что он пропаново-бутановый) — высокопрочный резервуар, где находится сжиженный газ под давлением 16 атмосфер. В заводских условиях и при поверке (так называемом освидетельствовании) баллона его тестируют 30-ю атмосферами.
А вот метановый балон рассчитан на рабочее давление в районе 200 атмосфер, меня такие давления пугают… Если погуглить «взрыв баллона ГБО» то 8 из 10-ти трагических случаев это метановые баллоны… сам баллон на порядок более прочный, но гораздо легче допустить ошибку при давлении 200 атмосфер чем при 16-ти, а наш человек не зависимо от давления относится к безопасности наплевательски.
Изготавливают торы штамповкой двух половинок и сваркой их на автоматизированных линиях, цилиндры почти также верх-низ и загибом листа в цилиндр для боковой части. Для того чтобы баллон выдерживал 30 атмосфер толщина стали при диаметрах тора в 60см должна быть около 3мм.
Вот познавательное видео по проверке толщинометром трёх популярных производителей баллонов.

Есть ещё простой признак, которым можно воспользоваться при выборе баллона – чем больше масса, которую померить легче чем толщину) да и она всегда указана в

www.drive2.ru

Устройство гидроусилителя руля уаз – () . , , ,

УАЗ 3151 › Бортжурнал › Ремонт рулевого механизма гидроусилителя своими силами.

Начну по порядку. Стал обладателем Борисовского Гура на халяву. И как всегда бывает бесплатный сыр только в мышеловке. По началу всё было хорошо. А потом он потёк правда не сильно но всё равно не приятно.Течь наблюдалась с верхней крышки. Т.е. место выхода вала. Стал курить уазбуку и много других сайтов. Но ничего путного не нашёл как всегда. Решил самостоятельно заняться переборкой и устранением течи. Прикупил рем.комплект за 460рупий. Выбрал день и понеслась. Для начала снял стопор с верхней крышки. Потом снял верхнюю крышку и выбил сальник. При детальном осмотре сальника выяснилось что обжимная пружина сильно растянулась и тем самым не создавала нужного обжатия вала и скорее всего через него и сочилось. Далее аккуратно вынул два второпластовых кольца и заменил их, так же заменил большое резиновое кольца на верхней крышке. Собрал всё в обратной последовательности, залил масло прокачал. Завёл и был приятно удивлён что пропал неприятный гул при повороте руля в право и влево. Так же уменьшилось гуляние авто при скорости выше 70-80км\ч. думаю что необходимо поставить рулевой демпфер для полного счастья. Самый гемор это закрутить на место подводящий и обратный шланг. Ну очень мало места да и не удобно. Так же доработал крепление шланга а то без него шланг от вибрации обтерся о гайку и появилась выемка.

www.drive2.ru

ГУР на УАЗ с военными мостами. — УАЗ 31519, 2.9 л., 2002 года на DRIVE2

В небходимости ГУРа на УАЗике, я несомневался никогда, проблема была лишь в том, что для военников ГУР не выпускают как таковой, и поэтому приходится «изобретать велосипед» в процессе его установки.Начитавшись на УАЗБУКЕ всякого по этой теме, решил преобретать установочный комплект наиболее подходящий в моём случае и с импортным насосом, Выбор пал на АДС — YuBei устанавочный комл. -004-20.Нашел поставшика по сходной цене. заказал и через недельку -вот он.

Установка ГУРА.
Сразу скажу, что шкив для насоса я поставил заранее, когда делал капиталку движка. Шкив Газелевский для 421 двиг.
Снимаем родной топливный фильтр ( если он у вас есть) и на его место прикручивается кронштейн насоса. Третьего отверстия в ГБ нет, надо сверлить. Мне повезло, в ГБ был технологический прилив для отверстия, поэтому просверлить и нарезать резьбу было где. (сверло 6,7-6,8 , метчик М8)


3 отверстие в ГБ сверлится и режется резьба.

Закрепляем кронштейн а затем и сам насос. Примеряем ремень и -вот первый казус — ремень из комплекта мал, ненатягивается ни при каких обстоятельствах! Пришлось докупить другой чуть подлиньше.
Ставим рулевую машинку в замен старой. Тут всё прошло как по маслу, проблем небыло. А так же меняем длинную рулевую колонку на короткую из комплекта и кардан. По документам с завода рулевой механизм выходит установленый в центральном положении Запоминаем, а лучше фиксируем, вал сошки чтоб его не повернуть когда будем соединять рулевую колонку, кардан и рул. машинку.Руль при этом нужно будет ставить сразу ровно. При замене рулевой колонки нужно будет снимать руль. Это сделать не легко, он садится на шлицы и на конус, затягивается гайкой и сидит намертво. В первый вечер как только не извращался ничего не вышло, подумал даже купить новый руль. На ночь побрызгал всё вдэшкой и пошел в инет читать как снять руль. Там советуют и специальные съёмники и всякие преспособы и т.д.и т.п. Утром решил ещё разок попробовать, кувалдочкой разок стукнул и руль соскочил- вдэшка делает своё дело!
Затем прикручиваем шланги. Здесь ожидал засаду со стороны штуцера, все пишут что его прикруть проблема- слишком близко к двигателю, но незнаю каким чудом, у меня он закрутился без проблем, правда зазор до картера был всего 2-3 мм.Поэтому, на всякий случай, подпилил головку штуцера .

Край болта стачиваем!

Попутно ко всему решил сделать охладитель масла ГУРа. Объехав местные автомагазины и авторынок ничего подходящего не нашёл. Кто то в каких то форумах советовал радиатор сделать из медной трубки. Так и р

www.drive2.ru

Установка ГУР — УАЗ 469, 2.9 л., 1973 года на DRIVE2

Полный размер

Всем привет! Давно думал о гидраче, но цена заводского сильно пугала, в нашем регионе уже под 40 000 р. На днях заехал друг в гости, тоже уазист, разговорились и выяснилось что у него есть б/у насос ГУРа с кронштейном. На второй день насос был уже у меня дома. Потом мы с корефаном решили отправится в город Бийск, что в 150 км от нас. Я ехал за новой резиной (Я-192), а друган по своим делам. Помотавшись по городу почти случайно набрели на один очень неплохой магазинчик по Уазам, где был куплен сам ГУР, тоже б/у, Стерлитамак. ШлангиЮ, штуцеры и бачок брали уже дома.

Коротко об установке. Всего времени ушло часа 2-3, не засекал. Работали с шурином. Начали с демонтажа старой рулевой колонки, которая стояла уже с 3151, ибо имела карданчик.Сошку тоже скрутили не снимая тяги. Перед снятием колонки открутил нижние патрубки, как оказалось зря. Гидрач встал ровно. Смотрел ролик на ютубе, где парень рассказывает как перемещал рулевой вал вниз. Не знаю как у других, но этот ГУР встал соосно с валом, осталось соединить вал и ГУР карданчиком. Вот тут начался гемор, т. к. карданчик от Хантера не подходит к 3151 и наоборот, благо крестовины одинаковые. Поматерились и перебили, нижний конец от 31519, верхний 3151. Кронштейн привернули к ГБЦ, к нему насос и все шланги с бачком. Дело встало за приводом. Хантеровский ремень сделан под маленький шкив, который прикручивается к основному, а у меня стоит двух ручейный, потому что движок с Газели. Или с Волги. Хрен его знает! Матерились ещё больше чем с карданом, но в итоге натянули Жигулевский ремень через помпу и запустили мотор. ГУР заработал! Не как на иномарке, но из конца в конец одной ладошкой вертится легко. Кочки больше не пинают, пальцы отбивать не будет. Но не бывает гладких ремонтов, ГУР немного сопливит. Буду заказывать ремкомплект, сегодня весь город взяли, не нашли, но это уже будет позже, а сейчас мягкий руль и улыбка до ушей) Спасибо Вам за внимание и удачи на дорогах и направлениях!

Полный размер


Цена вопроса: 8 000 ₽

www.drive2.ru

Регулировка ГУРа — УАЗ 3162, 2.2 л., 2004 года на DRIVE2

После лифта рыскать по дороге стал просто ужасно! Больше 60 не рисковал разгоняться. Уаз так и наровил свалить то на встречку, то в канаву. Потратив много времени в штурме интернета, вычитал об одной особенности рулевого управления уаз с гидроусилителем. При замене наконечников рулевой тяги от редуктора к поворотному кулаку, нужно что бы сошка редуктора стояла в центральном положении. Т.е. Снимаем тягу с сошки. Выкручиваем руль до упора в одну сторону. Ставим риску/пометку на корпусе редуктора и сошке. Потом выкручиваем руль до упора в другую сторону. Ставим метку на корпусе редуктора напротив метки сошки, которая пришла при повороте. Потом ставим риску посередине между метками на корпусе редуктора — это и будет центральное положение. Затем поворачиваем руль до совмещения риски на сошке с центральной риской на корпусе редуктора. Фиксируем сошку от поворота (кто-то или что-то держит руль неподвижно). А тягу от редуктора к поворотному кулаку подгоняем по длине так, что бы палец рулевого наконечника заходил в сошку редуктора без какого-либо смещения этой самой сошки. Т.е. длина тяги должна соответствовать центральному положению сошки ГУРа. Колеса должны стоять прямо заблаговременно)) А кривой руль потом можно перекинуть по шлицам рулевого карданчка или просто снять и переставить руль. Кому как больше нравится. Но нельзя ставить руль в центр путем вращения тяги от ГУРа к поворотному кулаку! Это собьет центр сошки, что повлечет за собой люфт в рулевом управлении. Особенность усилителя такая — в центральном положении регулирутся прижим и люфта нет, а стоит чуть сместить в сторону, люфт появляется. И это нормально. Особенность конструкции. Так что я после регулировки длинны тяги и устранения люфта редуктора радуюсь почти прямому движению по трассе. Надо завалить кастор после лифта, сделать сходразвал и поменять резину))) И стану как трамвай на рельсах))))

1. Регулировка рулевого редуктора
2. Регулировка длинны короткой рулевой тяги
3. Регулировка схожденя (спереди на 1мм меньше, чем сзади)
4. Замена жидкости ГУР (ATF )

Полный размер

Снимаем рулевой редуктор, предварительно слив жидкость из системы

Полный размер

Гайку сошки лучше стронуть на машине. Тут еще цел пыльник, который стоит под сошкой))

Полный размер

Зажимаем механизм в тиски

www.drive2.ru

Рулевое управление Уаз Хантер с гидроусилителем руля, принцип работы

Рулевое управление Уаз Хантер состоит из рулевого механизма с гидроусилителем, рулевой колонки с рулевым и карданным валом, рулевого колеса и рулевого привода которые включает в себя две рулевые тяги, соединенных шаровыми шарнирами с поворотными кулаками передней подвески. 

Рулевое колесо установлено на шлицах вала рулевой колонки и прикреплено к валу гайкой. Вал рулевого управления установлен в трубе рулевой колонки на двух подшипниках и передает крутящий момент от рулевого колеса на рулевой механизм через карданный вал, состоящий из шлицевого вала, скользящей вилки и карданных шарниров.

Рулевой механизм типа винт — шариковая гайка — сектор, установлен в подкапотном пространстве, картер рулевого механизма прикреплен к раме болтами. Соединения шлангов с рулевым механизмом уплотнены медными шайбами. Бачок гидроусилителя рулевого управления установлен в подкапотном пространстве на кронштейне левого брызговика и соединен шлангом с насосом гидроусилителя и с магистралью возврата рабочей жидкости.

Для автомобилей Уаз-31519 Хантер с двигателем УМЗ-421.

Для автомобилей Уаз-315195 Хантер с двигателем ЗМЗ-409.

Рулевая трапеция состоит из сошки, тяги сошки рулевого управления и тяги рулевой трапеции, регулируемых по длине, наконечников рулевых тяг, которые имеют разное направление резьбы в зависимости от стороны установки, рычага поворотного кулака, поворотных кулаков и шаровых шкворней.

Рулевое управление Уаз Хантер с гидроусилителем руля, принцип работы.

Винт рулевого механизма при вращении рулевого колеса вворачивается или выворачивается из гайки-поршня, которая, в свою очередь, перемещается вместе с золотником. Давление жидкости в одной из полостей рулевого механизма возрастает — гайка-поршень перемещается. Перемещаясь, гайка-поршень поворачивает вал рулевой сошки, которая, в свою очередь, через тяги рулевой трапеции поворачивает управляемые колеса. Рабочая жидкость, пройдя через рулевой механизм, поступает обратно в бачок гидроусилителя по отводящему шлангу.

В гидроусилителе руля давление рабочей жидкости создается насосом лопастного типа, установленным на кронштейне двигателя. Насос приводится поликлиновым ремнем от шкива коленчатого вала двигателя. Установленный в насосе расходный предохранительный клапан поддерживает требуемое давление рабочей жидкости в системе гидроусилителя рулевого управления в зависимости от частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Шум в системе гидроусилителя руля Уаз Хантер.

При повороте передних колес вправо или влево до упора в системе гидроусилителя руля возможно появление шума или гула, который возникает по причине выхода насоса гидроусилителя на максимальное давление. Такой шум или гул является характерным признаком работы насоса и не влияет на работоспособность рулевого управления в целом.

Рулевые механизмы Уаз Хантер с гидроусилителем.

Рулевое управление Уаз Хантер в зависимости от комплектации автомобиля и его года выпуска могло комплектоваться рулевыми механизмами винт — шариковая гайка — сектор с гидроусилителем, производства ИНМАШ, город Стерлитамак или БЗАГУ, город Борисов, двух видов, отличающихся по типу распределителя : вал-золотник или вал-ротор.

На автомобилях с рулевым механизмом 31519-3400011-10 карданный шарнир крепится к валу рулевого механизма болтом, а на рулевом механизме 31519-3400011-20 : клином с шайбой и гайкой.

Отказ гидроусилителя руля на Уаз Хантер.

При отказе гидроусилителя возможность управления автомобилем сохраняется, но усилие на руле заметно возрастает. При отсутствии масла в системе гидроусилителя из-за повреждения насоса или разрушения шлангов, необходимо снять ремень привода, в противном случае возможно заклинивание насоса гидроусилителя и обрыв ремня.

При снятом ремне привода насоса на Уаз Хантер с двигателем ЗМЗ-409 необходимо контролировать температуру охлаждающей жидкости, так как вполне возможен перегрев двигателя. Длительная эксплуатация автомобиля с неработающим гидроусилителем приводит к преждевременному износу деталей механизма рулевого управления.

Осмотр и проверка рулевого механизма Уаз Хантер с гидроусилителем руля.

Изложены в отдельном материале.

Обслуживание рулевого механизма Уаз Хантер с гидроусилителем руля.

Заключается в проверке натяжения ремня привода насоса гидроусилителя, проверке герметичности шлангов и их соединений, проверке отсутствия течей уплотнителей насоса и рулевого механизма, проверке уровня и замене рабочей жидкости в бачке гидроусилителя.

Рабочая жидкость в системе гидроусилителя руля должна соответствовать спецификации Dexron IID. Более подробно процесс замены рабочей жидкости и фильтра в бачке гидроусилителя руля, а так же параметры натяжения ремня привода насоса гидроусилителя руля на Уаз Хантер, изложен в отдельном материале.

Похожие статьи:

  • Когда делать капитальный ремонт двигателя, признаки естественного износа двигателя, методы капитального ремонта классических двигателей внутреннего сгорания.
  • Проверка технического состояния нажимного 406.1601090-05 и ведомого 4063.1601130-04 дисков сцепления двигателя ЗМЗ-40911.
  • Как проверить состояние масляного насоса ЗМЗ-40911, проверка редукционного клапана, размеры сопрягаемых деталей масляного насоса.
  • Как проверить состояние термоклапана ЗМЗ-40911, проверка исправности термосилового датчика, размеры сопрягаемых деталей термоклапана.
  • Ремонт водяного насоса ЗМЗ-40911, разборка, сборка, размеры сопрягаемых деталей водяного насоса двигателя ЗМЗ-40911, натяги и зазоры.
  • Гидронатяжитель ЗМЗ-40911, снятие, проверка состояния, разборка, зарядка и установка гидронатяжителя на двигатель.

auto.kombat.com.ua

Гидроусилитель — УАЗ 31514, 1995 года на DRIVE2

Установил гидроусилитель от Хантера. Для установки насоса гидроча было переделано стандартное крепление с 417 движка (причина — отсутствие на головке моего мотора отверстий для крепления), в общем при помощи болгарки, наждака и дрели крепление было доработано и установлено на шпильки помпы. Между насосом и креплением была изготовлена двойная проставка (из квадратной трубы см. фото)

, которая будет заменена проставкой из металла, по причине деформации трубы этой. Бачек заливки масла был установлен на кронштейне от Волги (уазовского в продаже не нашел). Самое сложное оказалось установить рулевую колонку. Демонтировал все минут за пять, а вот при установке новой выяснилось, что штуцера патрубков упираются в двигатель. В первую очередь пришла мысль чего нибудь отрезать от корпуса колонки, так же звучало предложение обточки штуцеров (кстати позже увидел этот вариант здесь на сайте, оказывается очень даже неплохо получается), но в тот момент мне казалось это не очень выполнимым.
Ответ на вопрос нашелся при помощи соседа по гаражу, который присоветовал просто приподнять мотор путем замены подушек двигателя. Подушки подошли от газона (см. фото).
Старые подушки были установлены вторым комплектом на коробку( в общем 2 новые подушки на двигатель и по две родных с каждой стороны под коробку, болты все ставил удлиненные, родных точно не хватает). В результате проделанной работы колонка встала на свое место. Небольшое неудобство доставил дополнительный шкив коленвала (для ремня который второго), оказалось не садился на демпфер (разница 2мм.), поездка к токарю решила этот вопрос. Ремень вот правда не помню размер по моему клиновидный 1245. Ну в общем смущает меня пока только крепление насоса, испытания покажут, если, что буду изменять конструкцию.

www.drive2.ru

Устройство и назначение ГУР УАЗ Патриот

Автомобиль УАЗ Патриот в конструкции рулевого механизма имеет устройство, которое в народе называется ГУР или гидравлический усилитель руля. Гидроусилитель представляет собой устройство, посредством которого облегчается человеческий физический труд. Все что необходимо человеку, это держать руль в руках, а управлять ним можно даже с помощью одного пальца. В данном материале рассмотрим назначение ГУР, а также его устройство и принцип проведения ремонтных работ на внедорожнике УАЗ Патриот.

Назначение и конструкция

Основным предназначением устройства ГУР является облегчение в управлении автомобилем. Благодаря наличию гидроусилителя руля на внедорожнике УАЗ Патриот, крутить баранку гораздо проще и комфортнее. Ведь повернуть руль без усилителя на такой 2-тонной машине достаточно сложно, и это может спровоцировать развитие аварийной ситуации во время движения. К тому же продолжительное управление автомобилем привело бы к быстрой утомляемости водителя. Поэтому было разработано такое устройство, которое позволило облегчить труд человека.

Гидроусилитель представляет собой сложный механизм, в состав которого входят следующие основные устройства:

  1. Насос.
  2. Гидроцилиндр.
  3. Распределитель.
  4. Соединительные шланги.
  5. Бачок для заправки рабочей жидкости.

Рассмотрим назначение каждого из данных элементов ГУР.
Насос 1 служит для того, чтобы иметь возможность поддержания давления и обеспечения циркуляции рабочей жидкости по системе. Насос представляет собой механизм, который крепится к мотору автомобиля и приводится в действие посредством ременной передачи от коленчатого вала внедорожника.

Гидроцилиндр предназначен для того чтобы обеспечивать поворот колес под действием давления жидкости. Гидроцилиндр является встроенным в систему рулевого механизма 3, посредством чего и обеспечивается выполнение данной функции. Ниже представлена конструктивная схема устройства гидроусилителя руля на автомобиле УАЗ Патриот.


Распределитель 2 предназначается для распределения потоков рабочей жидкости в требуемую полость гидроцилиндра. Распределитель и является тем устройством, посредством которого обеспечивается направление определенного количества жидкости в гидроцилиндр или бачок.

Бачок 6 представляет собой пластиковый резервуар для хранения и доливания рабочей жидкости в систему. В бачке, кроме жидкости, располагается также специальный фильтр и щуп контроля масла.

Не обойтись в конструкции ГУР руля на внедорожнике УАЗ Патриот без соединительных шлангов 5. Эти шланги рассчитаны на работу под высоким давлением, поэтому должны обеспечивать высокую герметичность системы.

Циркуляция жидкости за счет шлангов обеспечивается между гидроцилиндром и распределителем. Шланги низкого давления обеспечивают перетекание жидкости из бачка в насос и из распределителя в бачок.

Принцип работы устройства

Функционирование ГУР на внедорожнике УАЗ Патриот основывается на перемещении золотника при вращении рулевым колесом в разные стороны. Во время вращения колеса, при совершении маневра, происходит перемещение золотника, посредством чего осуществляется открытие сливных магистралей. Во время открытия определенной магистрали, происходит движение масла под давлением в необходимые области устройства. Жидкость осуществляет давление на поршень, а он в итоге приводит в действие поворачивание колес. Когда же водитель перестает вращать руль, то золотник останавливается и происходит остановка нейтрального положения корпуса распределителя.

Происходит перетекание жидкости из нагнетательной магистрали в сливную, посредством чего насос осуществляет перекачку масла по системе. В случае выхода из строя гидронасоса, потеря управления автомобилем вовсе не теряется, что и есть еще одним преимуществом данного механизма.

Основания для проведения ремонта

Каждому механизма свойственно ломаться и ГУР на внедорожнике УАЗ Патриот не является исключением. Основаниями для проведения ремонта являются следующие признаки:

  1. Появление постороннего шума устройства.
  2. Появление течи масла на элементах механизма.
  3. Возникновением микротрещин на шлангах низкого и высокого давления.
  4. Возрастание усилий, которые необходимо прилагать на руль.
  5. Снижение уровня жидкости в бачке.

Ремонт ГУР внедорожника УАЗ Патриот можно осуществить своими руками, но все зависит от вида неисправности, поэтому необходимо для начала выяснить причину. Имеются следующие причины, при которых требуется ремонт устройства:

  1. Если в механизме устройства возникает нехарактерный шум его функционирования, то — это свидетельствует об износе подшипниковых элементов. При этом следует произвести их замену. Но, кроме этого, посторонний шум может быть вызван по причине попадания в жидкость стороннего вещества или при заправке системы неподходящей жидкостью.
  2. Если обнаруживается подтекание рабочей жидкости, то следует отыскать место такого действа. При этом важно обследовать все места соединения шлангов, где чаще всего и происходит течь рабочей жидкости.
  3. Если снижается уровень масла в бачке ГУР, то это говорит о необходимости в скором времени заменить бачок или соединительные шланги.
  4. Наличие микротрещин на шлангах высокого давления является ключевым признаком того, что в скором времени устройство во время работы может дать сбой. Поэтому во время профилактики при обнаружении трещин на шлангах, последние необходимо заменить. Ремонт шлангов высокого давления не осуществляется и после их износа, они подлежат утилизации.
  5. При увеличении нагрузки на руль происходит разрыв шланга, что требует проведения немедленной замены.

Если прибегнуть к проверочным мероприятиям целостности устройства, то важно выполнить ряд следующих действий:

  • осуществить проверку уровня жидкости в бачке;
  • проверить исправность бачка;
  • проверить целостность шлангов на наличие микротрещин и потеков масла;
  • произвести проверку целостности насоса;
  • проверить состояние жидкости в бачке.

Ремонт ГУР на внедорожнике УАЗ Патриот, обычно включает в себя замену масла, уплотнителей, подшипников и шлангов, и может быть осуществлен самостоятельно.

Более сложные ремонты с выходом из строя насоса, распределителя или гидроцилиндра лучше доверить профессионалам. На данном этапе можно подвести итог и отметить, что ГУР на УАЗ Патриот является ключевым элементом между рулевым управлением и водителем, поэтому исправность данного устройства отображается главным образом на безопасности пассажиров и водителя.

Вы можете проверить свой КБМ, и если нужно уменьшить его!

prohodimets.ru

Кривошипно шатунный механизм назначение и устройство – Кривошипно-шатунный механизм. Назначение и устройство КШМ

Кривошипно-шатунный механизм. Назначение и устройство КШМ

Кривошипно-шатунный механизм (далее сокращенно – КШМ) – механизм двигателя. Основным назначением КШМ является преобразование возвратно-поступательных движений поршня цилиндрической формы во вращательные движения коленчатого вала в двигателе внутреннего сгорания и наоборот.

Устройство КШМ

 

Поршень

Поршень имеет вид цилиндра, изготовленного из сплавов алюминия. Основная функция этой детали заключается в превращении в механическую работу изменение давления газа, или наоборот, – нагнетание давления за счет возвратно-поступательного движения.

Поршень представляет собой сложенные воедино днище, головку и юбку, которые выполняют совершенно разные функции. Днище поршня плоской, вогнутой или выпуклой формы содержит в себе камеру сгорания. Головка имеет нарезанные канавки, где размещаются поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные). Компрессионные кольца исключают прорыв газов в картер двигателя, а поршневые маслосъемные кольца способствуют удалению излишков масла на внутренних стенках цилиндра. В юбке расположены две бобышки, обеспечивающие размещение соединяющего поршень с шатуном поршневого пальца.

 

Шатун

Изготовленный штамповкой или кованый стальной (реже – титановый) шатун имеет шарнирные соединения. Основная роль шатуна состоит в передаче поршневого усилия к коленчатому валу. Конструкция шатуна предполагает наличие верхней и нижней головки, а также стержня с двутавровым сечением. В верхней головке и бобышках находится вращающийся («плавающий») поршневой палец, а нижняя головка – разборная, позволяющая, тем самым, обеспечить тесное соединение с шейкой вала. Современная технология контролируемого раскалывания нижней головки позволяет обеспечить высокую точность соединения ее частей.

 

Коленчатый вал

Изготовленный из стали или чугуна высокой прочности коленчатый вал состоит из шатунных и коренных шеек, соединенных щеками и вращающихся в подшипниках скольжения. Щеки создают противовес шатунным шейкам. Основная функция коленчатого вала состоит в восприятии усилия от шатуна для преобразования его в крутящий момент. Внутри щек и шеек вала предусмотрены отверстия для подачи под давлением масла системой смазки двигателя.

 

Маховик

Маховик устанавливается на конце коленчатого вала. На сегодняшний день находят широкое применение двухмассовые маховики, имеющие вид двух, упруго соединенных между собой, дисков. Зубчатый венец маховика принимает непосредственное участие в запуске двигателя через стартер.

 

Блок и головка блока цилиндров

Блок цилиндров и головка блока цилиндров отливаются из чугуна (реже – сплавов алюминия). В блоке цилиндров предусмотрены рубашки охлаждения, постели для подшипников коленчатого и распределительного валов, а также точки крепления приборов и узлов. Сам цилиндр выполняет функцию направляющей для поршней. Головка блока цилиндра располагает в себе камеру сгорания, впускные-выпускные каналы, специальные резьбовые отверстия для свечей системы зажигания, втулки и запрессованные седла. Герметичность соединения блока цилиндров с головкой обеспечены прокладкой. Кроме того, головка цилиндра закрыта штампованной крышкой, а между ними, как правило, устанавливается прокладка из маслостойкой резины.


В целом, поршень, гильза цилиндров и шатун формируют цилиндр или цилиндропоршневую группу кривошипно-шатунного механизма. Современные двигатели могут иметь до 16 и более цилиндров.





     



    РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

     




    autoustroistvo.ru

    Устройство кривошипно-шатунного механизма

    Основной задачей двигателей внутреннего сгорания, использующиеся на всевозможной технике, является преобразование энергии, которая выделяется при сжигании определенных веществ, в случае с ДВС – это топливо на основе нефтепродуктов или спиртов и воздуха, необходимого для горения.

    Преобразование энергии производится в механическое действие – вращение вала. Далее уже это вращение передается дальше, для выполнения полезного действия.

    Однако реализация всего этого процесса не такая уж и простая. Нужно организовать правильно преобразование выделяемой энергии, обеспечить подачу топлива в камеры, где производиться сжигание топливной смеси для выделения энергии, отвод продуктов горения. И это не считая того, что тепло, выделяемое при сгорании нужно куда-то отводить, нужно убрать трение между подвижными элементами. В общем, процесс преобразования энергии сложен.

    Поэтому ДВС – устройство довольно сложное, состоящее из значительного количества механизмов, выполняющих определенные функции. Что же касается преобразования энергии, то выполняет его механизм, называющийся кривошипно-шатунным. В целом, все остальные составные части силовой установки лишь обеспечивают условия для преобразования и обеспечивают максимально возможный выход КПД.

    Принцип действия кривошипно-шатунного механизма

    Основная же задача лежит на этом механизме, ведь он преобразовывает возвратно-поступательное перемещение поршня во вращение коленчатого вала, того вала, от движения которого и производится полезное действие.

    Устройство КШМ

    Чтобы было более понятно, в двигателе есть цилиндро-поршневая группа, состоящая из гильз и поршней. Сверху гильза закрыта головкой, а внутри ее помещен поршень. Закрытая полость гильзы и является пространством, где производится сгорание топливной смеси.

    При сгорании объем горючей смеси значительно возрастает, а поскольку стенки гильзы и головка являются неподвижными, то увеличение объема воздействует на единственный подвижный элемент этой схемы – поршень. То есть поршень воспринимает на себя давление газов, выделенных при сгорании, и от этого смещается вниз. Это и является первой ступенью преобразования – сгорание привело к движению поршня, то есть химический процесс перешел в механический.

    И вот далее уже в действие вступает кривошипно-шатунный механизм. Поршень связан с кривошипом вала посредством шатуна. Данное соединение является жестким, но подвижным. Сам поршень закреплен на шатуне посредством пальца, что позволяет легко шатуну менять положение относительно поршня.

    Шатун же своей нижней частью охватывает шейку кривошипа, которая имеет цилиндрическую форму. Это позволяет менять угол между поршнем и шатуном, а также шатуном и кривошипом вала, но при этом смещаться шатун вбок не может. Относительно поршня он только меняет угол, а на шейке кривошипа он вращается.

    Поскольку соединение жесткое, то расстояние между шейкой кривошипа и самим поршнем не изменяется. Но кривошип имеет П-образную форму, поэтому относительно оси коленвала, на которой размещен этот кривошип, расстояние между поршнем и самим валом меняется.

    За счет применения кривошипов и удалось организовать преобразование перемещения поршня во вращение вала.

    Но это схема взаимодействия только цилиндро-поршневой группы с кривошипно-шатунным механизмом.

    На деле же все значительно сложнее, ведь имеются взаимодействия между элементами этих составляющих, причем механические, а это значит, что в местах контакта этих элементов будет возникать трение, которое нужно по максимуму снизить. Также следует учитывать, что один кривошип неспособен взаимодействовать с большим количеством шатунов, а ведь двигатели создаются и с большим количеством цилиндров – до 16. При этом нужно же и обеспечить передачу вращательного движения дальше. Поэтому рассмотрим, из чего состоит цилиндро-поршневая группа (ЦПГ) и кривошипно-шатунный механизм (КШМ).

    Начнем с ЦПГ. Основными в ней являются гильзы и поршни. Сюда же входят и кольца с пальцами.

    Гильза

    Съёмная гильза

    Гильзы существуют двух типов – сделанные непосредственно в блоке и являющиеся их частью, и съемные. Что касается выполненных в блоке, то представляют они собой цилиндрические углубления в нем нужной высоты и диаметра.

    Съемные же имеют тоже цилиндрическую форму, но с торцов они открыты. Зачастую для надежной посадки в свое посадочное место в блоке, в верхней части ее имеется небольшой отлив, обеспечивающий это. В нижней же части для плотности используются резиновые кольца, установленные в проточные канавки на гильзе.

    Внутренняя поверхность гильзы называется зеркалом, потому что она имеет высокую степень обработки, чтобы обеспечить минимально возможное трение между поршнем и зеркалом.

    В двухтактных двигателях в гильзе проделываются на определенном уровне несколько отверстий, которые называются окнами. В классической схеме ДВС используется три окна – для впуска, выпуска и перепуска топливной смеси и отработанных продуктов. В оппозитных же установках типа ОРОС, которые тоже являются двухтактными, надобности в перепускном окне нет.

    Поршень

    Поршень принимает на себя энергию, выделяемую при сгорании, и за счет своего перемещения преобразовывает ее в механическое действие. Состоит он из днища, юбки и бобышек для установки пальца.

    Устройство поршня

    Именно днищем поршень и воспринимает энергию. Поверхность днища в бензиновых моторах изначально была ровной, позже на ней стали делать углубления для клапанов, предотвращающих столкновение последних с поршнями.

    В дизельных же моторах, где смесеобразование происходит непосредственно в цилиндре, и составляющие смеси туда подаются по отдельности, в днищах поршня выполнена камера сгорания – углубления особой формы, обеспечивающие более лучшее смешивание компонентов смеси.

    Отличие дизельного двигателя от бензинового

    В инжекторных бензиновых двигателях тоже стали применять камеры сгорания, поскольку в них тоже составные части смеси подаются по отдельности.

    Юбка является лишь его направляющей в гильзе. При этом нижняя часть ее имеет особую форму, чтобы исключить возможность соприкосновения юбки с шатуном.

    Чтобы исключить просачивание продуктов горения в подпоршневое пространство используются поршневые кольца. Они подразделяются на компрессионные и маслосъемные.

    В задачу компрессионных входит исключение появления зазора между поршнем и зеркалом, тем самым сохраняется давление в надпоршневом пространстве, которое тоже участвует в процессе.

    Если бы компрессионных колец не было, трение между разными металлами, из которых изготавливаются поршень и гильза было бы очень высоким, при этом износ поршня происходил бы очень быстро.

    В двухтактных двигателях маслосъемные кольца не применяются, поскольку смазка зеркала производиться маслом, которое добавляется в топливо.

    В четырехтактных смазка производится отдельной системой, поэтому чтобы исключить перерасход масла используются маслосъемные кольца, снимающие излишки его с зеркала, и сбрасывая в поддон. Все кольца размещаются в канавках, проделанных в поршне.

    Бобышки – отверстия в поршне, куда вставляется палец. Имеют отливы с внутренней части поршня для увеличения жесткости конструкции.

    Палец представляет собой трубку значительной толщины с высокоточной обработкой внешней поверхности. Часто, чтобы палец не вышел за пределы поршня во время работы и не повредил зеркало гильзы, он стопориться кольцами, размещающимися в канавках, проделанных в бобышках.

    Это конструкция ЦПГ. Теперь рассмотрим устройство кривошипно-шатунного механизма.

    Шатун

    Итак, состоит он из шатуна, коленчатого вала, посадочных мест этого вала в блоке и крышек крепления, вкладышей, втулки, полуколец.

    Шатун – это стержень с отверстием в верхней части под поршневой палец. Нижняя часть его сделана в виде полукольца, которым он садится на шейку кривошипа, вокруг шейки он фиксируется крышкой, внутренняя поверхность ее тоже выполнена в виде полукольца, вместе с шатуном они и формируют жесткое, но подвижное соединение с шейкой – шатун может вращаться вокруг ее. Соединяется шатун со своей крышкой посредством болтовых соединений.

    Чтобы снизить трение между пальцем и отверстием шатуна применяется медная или латунная втулка.

    По всей длине внутри шатун имеет отверстие, через которое масло подается для смазки соединения шатуна и пальца.

    Коленчатый вал

    Перейдем к коленчатому валу. Он имеет достаточно сложную форму. Осью его выступают коренные шейки, посредством которых он соединен с блоком цилиндров. Для обеспечения жесткого соединения, но опять же подвижного, в блоке посадочные места вала выполнены в виде полуколец, второй частью этих полуколец выступают крышки, которыми вал поджимается к блоку. Крышки к с блоком соединены болтами.

    Коленвал 4-х цилиндрового двигателя

    Коренные шейки вала соединены с щеками, которые являются одной из составных частей кривошипа. В верхней части этих щек располагается шатунная шейка.

    Количество коренных и шатунных шеек зависит от количества цилиндров, а также их компоновки. В рядных и V-образных двигателях на вал передаются очень большие нагрузки, поэтому должно быть обеспечено крепление вала к блоку, способное правильно распределять эту нагрузку.

    Для этого на один кривошип вала должно приходиться две коренные шейки. Но поскольку кривошип размещен между двух шеек, то одна из них будет играть роль опорной и для другого кривошипа. Из этого следует, что у рядного 4-цилиндрового двигателя на валу имеется 4 кривошипа и 5 коренных шеек.

    У V-образных двигателей ситуация несколько иная. В них цилиндры расположены в два ряда под определенным углом. Поэтому один кривошип взаимодействует с двумя шатунами. Поэтому у 8-цилиндрового двигателя используется только 4 кривошипа, и опять же 5 коренных шеек.

    Уменьшение трения между шатунами и шейками, а также блоком с коренными шейками достигается благодаря использованию вкладышей – подшипников трения, которые помещаются между шейкой и шатуном или блоком с крышкой.

    Смазка шеек вала производится под давлением. Для подачи масла применяются каналы, проделанные в шатунных и коренных шейках, их крышках, а также вкладышах.

    В процессе работы возникают силы, которые пытаются сместить коленчатый вал в продольном направлении. Чтобы исключить это используются опорные полукольца.

    В дизельных двигателях для компенсации нагрузок используются противовесы, которые прикрепляются к щекам кривошипов.

    Маховик

    С одной из сторон вала сделан фланец, к которому прикрепляется маховик, выполняющий несколько функций одновременно. Именно от маховика передается вращение. Он имеет значительный вес и габариты, что облегчает вращение коленчатому валу после того, как маховик раскрутится. Чтобы запустить двигатель нужно создать значительное усилие, поэтому по окружности на маховик нанесены зубья, которые называются венцом маховика. Посредством этого венца стартер раскручивает коленчатый вал при запуске силовой установки. Именно к маховику присоединяются механизмы, которые и используют вращение вала на выполнение полезного действия. У автомобиля это трансмиссия, обеспечивающая передачу вращения на колёса.

    Чтобы исключить осевые биения, коленчатый вал и маховик должны быть хорошо отбалансированы.

    Другой конец коленчатого вала, противоположный фланцу маховика используется зачастую для привода остальных механизмом и систем мотора: к примеру, там может размещаться шестерня привода масляного насоса, посадочное место для приводного шкива.

    Это основная схема коленчатого вала. Особо нового пока ничего не придумано. Все новые разработки направлены пока только на снижение потерь мощности в результате трения между элементами ЦПГ и КШМ.

    Также стараются снизить нагрузку на коленчатый вал путем изменения углов положения кривошипов относительно друг друга, но особо значительных результатов пока нет.

    autoleek.ru

    1.3 Условия функционирования кривошипно-шатунного механизма (назначение, устройство, принцип работы)

    Кривошипно-шатунный
    механизм (КШМ) предназначен для
    преобразования возвратно-поступательного
    движения поршня во вращательное движение
    (например, во вращательное движение
    коленчатого вала в двигателях внутреннего
    сгорания), и наоборот. Детали КШМ делят
    на две группы, это подвижные и неподвижные
    детали.

    Подвижные:
    поршень с поршневыми кольцами, поршневой
    палец, шатун, коленчатый вал с подшипниками
    или кривошип, маховик.

    Неподвижные:
    блок цилиндров (является базовой деталью
    двигателя внутреннего сгорания) и
    представляет собой общую отливку с
    картером, головка цилиндров, картер
    маховика и сцепления, нижний картер
    (поддон), гильзы цилиндров, крышки блока,
    крепежные детали, прокладки крышек
    блока, кронштейны, полукольца коленчатого
    вала.

    Принцип
    действия:

    Прямая
    схема: Поршень под действием давления
    газов совершает поступательное движение
    в сторону коленчатого вала. С помощью
    кинематических пар «поршень-шатун» и
    «шатун-вал» поступательное движение
    поршня преобразовывается во вращательное
    движение коленчатого вала.

    Обратная
    схема: Коленчатый вал под действием
    приложенного внешнего крутящего момента
    совершает вращательное движение, которое
    через кинематическую цепь «вал-шатун-поршень»
    преобразовывается в поступательное
    движение поршня.

    Коленчатый
    вал состоит из:


    шатунных шеек;


    коренных шеек;


    противовеса.

    Поршень
    представляет собой металлический
    стакан, установленный в цилиндре с
    минимальным зазором. При рабочем ходе
    он своим днищем воспринимает давление
    газов, а при других ходах выполняет
    вспомогательные такты. Кроме того,
    поршень воспринимает нагрузки сил
    инерции, которые достигают наибольшей
    величины в мертвых точках. Средняя
    температура в цилиндре работающего
    двигателя достигает 1000°С, что вызывает
    нагревание центральной части днища
    поршня, изготовленного из алюминиевого
    сплава, до 250°С. Следовательно, материал,
    из которого изготавливают поршень,
    должен обладать хорошей теплопроводностью,
    высокой механической прочностью и
    износостойкостью, быть легким, иметь
    небольшие коэффициенты линейного
    расширения и трения. Всем этим требованиям
    удовлетворяют высококремнистые
    алюминиевые сплавы с содержанием кремния
    до 20-25 %.

    Поршень
    состоит из головки, днища, направляющих
    стенок (юбки), бобышек. Днище может быть:
    плоским, выпуклым, вогнутым и фигурным.
    У большинства карбюраторных двигателей
    днище поршня плоское, у дизельных –
    фигурное, так как там находится камера
    сгорания. На головке поршня выполняются
    канавки для установки компрессионных
    и маслосъемных колец. Юбка поршня
    является направляющей частью, ее диаметр
    несколько больше диаметра головки и
    подбирается по цилиндру с минимальным
    зазором.

    С
    целью предохранения поршня от заклинивания
    в цилиндре при его нагревании, с внутренней
    стороны юбки и днища поршня некоторых
    двигателей могут устанавливаться
    пластины с малым коэффициентом линейного
    расширения, например, из инвара (сталь
    с содержанием 30-40 % никеля). Кроме того,
    на юбке поршня карбюраторных двигателей
    с одной стороны выполняется П, Т-образный
    или косой разрез, позволяющий юбке
    амортизировать. На поршнях дизельных
    двигателей разрез юбки не делают, так
    как они воспринимают более высокие
    нагрузки.

    Для
    получения минимального зазора между
    юбкой поршня и цилиндром в холодном
    состоянии юбка выполняется эллиптического
    профиля с меньшей осью эллипса в плоскости
    оси поршневого пальца. Поэтому поршень,
    нагреваясь, больше расширяется в этой
    плоскости и юбка из эллиптической
    становится цилиндрической, принимая
    форму цилиндра, а зазор между ними –
    равномерным.

    Бобышки
    представляют собой утолщение, в котором
    просверлено отверстие для установки
    поршневого пальца. В бобышках выполнены
    канавки для установки стопорных колец,
    удерживающих палец от осевого смещения.

    Для
    безошибочной установки поршня в цилиндр
    на его днище или юбке нанесены метки в
    виде стрелки или надписи «вперед»,
    «назад». Поршень устанавливают в цилиндр
    так, чтобы метка соответствовала
    указанному направлению, относительно
    движения автомобиля.

    Кривошипно-шатунный
    механизм используется в двигателях
    внутреннего сгорания, поршневых
    компрессорах, поршневых насосах, швейных
    машинах, кривошипных прессах.

    studfiles.net

    Кривошипно-шатунный механизм (КШМ) — назначение и принцип работы, конструкция, основные детали КШМ


    Назначение и характеристика


    Кривошипно-шатунным называется механизм, осуществляющий рабочий процесс двигателя.

    Кривошипно-шатунный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала.

    Кривошипно-шатунный механизм определяет тип двигателя по расположению цилиндров.

    В двигателях автомобилей применяются различные кривошипно-шатунные механизмы (рисунок 1): однорядные кривошипно-шатунные механизмы с вертикальным перемещением поршней и с перемещением поршней под углом применяются в рядных двигателях; двухрядные кривошипно-шатунные механизмы с перемещением поршней под углом применяются в V-образных двигателях; одно- и двухрядные кривошипно-шатунные механизмы с горизонтальным перемещением поршней находят применение в тех случаях, когда ограничены габаритные размеры двигателя по высоте.



    Рисунок 1 – Типы кривошипно-шатунных механизмов, классифицированных по различным признакам.



    Конструкция кривошипно-шатунного механизма.


    В кривошипно-шатунный механизм входят блок цилиндров с картером и головкой цилиндров, шатунно-поршневая группа и коленчатый вал с маховиком.




    Блок цилиндров 11 (рисунок 2) с картером 10 и головка 8 цилиндров являются неподвижными частями кривошипно-шатунного механизма.

    К подвижным частям механизма относятся коленчатый вал 34 с маховиком 43 и детали шатунно-поршневой группы – поршни 24, поршневые кольца 18 и 19, поршневые пальцы 26 и шатуны 27.



    Рисунок 2 – Кривошипно-шатунный механизм двигателей легковых автомобилей

    1, 6 – крышки; 2 – опора; 3, 9 – полости; 4, 5 – прокладки; 7 – горловина; 8, 22, 28, 30 – головки; 10 – картер; 11 – блок цилиндров; 12 – 16, 20 – приливы; 17, 33 – отверстия; 18, 19 – кольца; 21 – канавки; 23 – днище; 24 – поршень; 25 – юбка; 26 – палец; 27 – шатун; 29 – стержень; 31, 42 – болты; 32, 44 – вкладыши; 34 – коленчатый вал; 35, 40 – концы коленчатого вала; 36, 38 – шейки; 37 – щека; 39 – противовес; 41 – шайба; 43 – маховик; 45 – полукольцо


    Блок цилиндров вместе с картером является остовом двигателя. На нем и внутри него размещаются механизмы и устройства двигателя. В блоке 11, выполненном заодно с картером 10 из специального низколегированного чугуна, изготовлены цилиндры двигателя. Внутренние поверхности цилиндров отшлифованы и называются зеркалом цилиндров. Внутри блока между стенками цилиндров и его наружными стенками имеется специальная полость 9, называемая рубашкой охлаждения. В ней циркулирует охлаждающая жидкость системы охлаждения двигателя.

    Внутри блока также имеются каналы и масляная магистраль смазочной системы, по которой подводится масло к трущимся деталям двигателя. В нижней части блока цилиндров (в картере) находятся опоры 2 для коренных подшипников коленчатого вала, которые имеют съемные крышки 1, прикрепляемые к блоку самоконтрящимися болтами. В передней части блока расположена полость 3 для цепного привода газораспределительного механизма. Эта полость закрывается крышкой, отлитой из алюминиевого сплава. В левой части блока цилиндров находятся отверстия 17 для подшипников вала привода масляного насоса, в которые запрессованы свертные сталеалюминиевые втулки. С правой стороны блока в передней его части имеются фланец для установки насоса охлаждающей жидкости и кронштейн для крепления генератора. На блоке цилиндров имеются специальные приливы для: 12 – крепления кронштейнов подвески двигателя; 13 – маслоотделителя системы вентиляции картера двигателя; 14 – топливного насоса; 15 – масляного фильтра; 16 – распределителя зажигания. Снизу блок цилиндров закрывается масляным поддоном, а к заднему его торцу прикрепляется картер сцепления. Для повышения жесткости нижняя плоскость блока цилиндров несколько опущена относительно оси коленчатого вала.

    В отличие от блока, отлитого совместно с цилиндрами, на рисунке 3 представлен блок 4 цилиндров с картером 5, отлитые из алюминиевого сплава отдельно от цилиндров. Цилиндрами являются легкосъемные чугунные гильзы 2, устанавливаемые в гнезда 6 блока с уплотнительными кольцами 1 и закрытые сверху головкой блока с уплотнительной прокладкой.



    Рисунок 3 – Блок двигателя со съемными гильзами цилиндров

    1 – кольцо; 2 – гильза; 3 – полость; 4 – блок; 5 – картер; 6 – гнездо


    Внутренняя поверхность гильз обработана шлифованием. Для уменьшения изнашивания в верхней части гильз установлены вставки из специального чугуна.

    Съемные гильзы цилиндров повышают долговечность двигателя, упрощают его сборку, эксплуатацию и ремонт.

    Между наружной поверхностью гильз цилиндров и внутренними стенками блока находится полость 3, которая является рубашкой охлаждения двигателя. В ней циркулирует охлаждающая жидкость, омывающая гильзы цилиндров, которые называются мокрыми из-за соприкосновения с жидкостью.




    Головка блока цилиндров закрывает цилиндры сверху и служит для размещения в ней камер сгорания, клапанного механизма и каналов для подвода горючей смеси и отвода отработавших газов. Головка 8 блока цилиндров (см. рисунок 2) выполнена общей для всех цилиндров, отлита из алюминиевого сплава и имеет камеры сгорания клиновидной формы. В ней имеются рубашка охлаждения и резьбовые отверстия для свечей зажигания. В головку запрессованы седла и направляющие втулки клапанов, изготовленные из чугуна. Головка крепится к блоку цилиндров болтами. Между головкой и блоком цилиндров установлена металлоасбестовая прокладка 4, обеспечивающая герметичность их соединения. Сверху к головке блока цилиндров шпильками крепится корпус подшипников с распределительным валом, и она закрывается стальной штампованной крышкой 6 с горловиной 7 для заливки масла в двигатель. Для устранения течи масла между крышкой и головкой блока цилиндров установлена уплотняющая прокладка 5. С правой стороны к головке блока цилиндров крепятся шпильками через металлоасбестовую прокладку впускной и выпускной трубопроводы, отлитые соответственно из алюминиевого сплава и чугуна.

    Поршень служит для восприятия давления газов при рабочем ходе и осуществления вспомогательных тактов (впуска, сжатия, выпуска). Поршень 24 представляет собой полый цилиндр, отлитый из алюминиевого сплава. Он имеет днище 23, головку 22 и юбку 25. Снизу днище поршня усилено ребрами. В головке поршня выполнены канавки 21 для поршневых колец.

    В юбке поршня находятся приливы 20 (бобышки) с отверстиями для поршневого пальца. В бобышках поршня залиты стальные термокомпенсационные пластины, уменьшающие расширение поршня от нагрева и исключающие его заклинивание в цилиндре двигателя. Юбка сделана овальной в поперечном сечении, конусной по высоте и с вырезами в нижней части. Овальность и конусность юбки так же, как и термокомпенсационные пластины, исключают заклинивание поршня, а вырезы – касание поршня с прот

    carspec.info

    Назначение и устройство кривошипно-шатунного механизма ДВС

    Двигатели внутреннего сгорания, используемые на автомобилях, функционируют за счет преобразования энергии, выделяемой при горении горючей смеси, в механическое действие – вращение. Это преобразование обеспечивается кривошипно-шатунным механизмом (КШМ), который является одним из ключевых в конструкции двигателя автомобиля.

    Устройство КШМ

    Содержание статьи

    Кривошипно-шатунный механизм двигателя состоит из трех основных деталей:

    1. Цилиндро-поршневая группа (ЦПГ).
    2. Шатун.
    3. Коленчатый вал.

    Все эти компоненты размещаются в блоке цилиндров.

    ЦПГ

    Назначение ЦПГ — преобразование выделяемой при горении энергии в механическое действие – поступательное движение. Состоит ЦПГ из гильзы – неподвижной детали, посаженной в блок в блок цилиндров, и поршня, который перемещается внутри этой гильзы.

    После подачи внутрь гильзы топливовоздушной смеси, она воспламеняется (от внешнего источника в бензиновых моторах и за счет высокого давления в дизелях). Воспламенение сопровождается сильным повышением давления внутри гильзы. А поскольку поршень это подвижный элемент, то возникшее давление приводит к его перемещению (по сути, газы выталкивают его из гильзы). Получается, что выделяемая при горение энергия преобразуется в поступательное движение поршня.

    Для нормального сгорания смеси должны создаваться определенные условия – максимально возможная герметичность пространства перед поршнем, именуемое камерой сгорания (где происходит горение), источник воспламенения (в бензиновых моторах), подача горючей смеси и отвод продуктов горения.

    Герметичность пространства обеспечивается головкой блока, которая закрывает один торец гильзы и поршневыми кольцами, посаженными на поршень. Эти кольца тоже относятся к деталям ЦПГ.

    Шатун

    Следующий компонент КШМ – шатун. Он предназначен для связки поршня ЦПГ и коленчатого вала и передает механических действий между ними.

    Шатун представляет собой шток двутавровой формы поперечного сечения, что обеспечивает детали высокую устойчивость на изгиб. На концах штока имеются головки, благодаря которым шатун соединяется с поршнем и коленчатым валом.

    По сути, головки шатуна представляют собой проушины, через которые проходят валы обеспечивающие шарнирное (подвижное) соединение всех деталей. В месте соединения шатуна с поршнем, в качестве вала выступает поршневой палец (относится к ЦПГ), который проходит через бобышки поршня и головку шатуна. Поскольку поршневой палец извлекается, то верхняя головка шатуна – неразъемная.

    В месте соединения шатуна с коленвалом, в качестве вала выступают шатунные шейки последнего. Нижняя головка имеет разъемную конструкцию, что и позволяет закреплять шатун на коленчатом валу (снимаемая часть называется крышкой).

    Коленчатый вал

    Назначение коленчатого вала — это обеспечение второго этапа преобразования энергии. Коленвал превращает поступательное движение поршня в свое вращение. Этот элемент кривошипно-шатунного механизма имеет сложную геометрию.

    Состоит коленвал из шеек – коротких цилиндрических валов, соединенных в единую конструкцию. В коленвале используется два типа шеек – коренные и шатунные. Первые расположены на одной оси, они являются опорными и предназначены для подвижного закрепления коленчатого вала в блоке цилиндров.

    В блоке цилиндров коленчатый вал фиксируется специальными крышками. Для снижения трения в местах соединения коренных шеек с блоком цилиндров и шатунных с шатуном, используются подшипники трения.

    Шатунные шейки расположены на определенном боковом удалении от коренных и к ним нижней головкой крепится шатун.

    Коренные и шатунные шейки между собой соединяются щеками. В коленчатых валах дизелей к щекам дополнительно крепятся противовесы, предназначенные для снижения колебательных движений вала.

    Шатунные шейки вместе с щеками образуют так называемый кривошип, имеющий П-образную форму, который и преобразует поступательного движения во вращение коленчатого вала. За счет удаленного расположения шатунных шеек при вращении вала они движутся по кругу, а коренные — вращаются относительно своей оси.

    Количество шатунных шеек соответствует количеству цилиндров мотора, коренных же всегда на одну больше, что обеспечивает каждому кривошипу две опорных точки.

    На одном из концов коленчатого вала имеется фланец для крепления маховика – массивного элемента в виде диска. Основное его назначение: накапливание кинетической энергии за счет которой осуществляется обратная работа механизма – преобразование вращения в движение поршня. На втором конце вала расположены посадочные места под шестерни привода других систем и механизмов, а также отверстие для фиксации шкива привода навесного оборудования мотора.

    Принцип работы механизма

    Принцип работы кривошипно-шатунного механизма рассмотрим упрощенно на примере одноцилиндрового мотора. Такой двигатель включает в себя:

    • коленчатый вал с двумя коренными шейками и одним кривошипом;
    • шатун;
    • и комплект деталей ЦПГ, включающий в себя гильзу, поршень, поршневые кольца и палец.

    Воспламенение горючей смеси выполняется когда объем камеры сгорания минимальный, а обеспечивается это при максимальном поднятии вверх поршня внутри гильзы (верхняя мертвая точка – ВМТ). При таком положении кривошип тоже «смотрит» вверх. При сгорании выделяемая энергия толкает вниз поршень, это движение передается через шатун на кривошип, и он начинает двигаться по кругу вниз, при этом коренные шейки вращаются вокруг своей оси.

    При провороте кривошипа на 180 градусов поршень достигает нижней мертвой точки (НМТ). После ее достижения  выполняется обратная работа механизма. За счет накопленной кинетической энергии маховик продолжает вращать коленвал, поэтому чему кривошип проворачивается и посредством шатуна толкает поршень вверх. Затем цикл полностью повторяется.

    Если рассмотреть проще, то один полуоборот коленвала осуществляется за счет выделенной при сгорании энергии, а второй – благодаря кинетической энергии, накопленной маховиком. Затем процесс повторяется вновь.

    Ещё кое-что полезное для Вас:

    Особенности работы двигателя. Такты

    Выше описана упрощенная схема работы КШМ. В действительности чтобы создать необходимые условия для нормального сгорания топливной смеси, требуется выполнение подготовительных этапов – заполнение камеры сгорания компонентами смеси, их сжатие и отвод продуктов горения. Эти этапы получили название «такты мотора» и всего их четыре – впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Из них только рабочий ход выполняет полезную функцию (именно при нем энергия преобразуется в движение), а остальные такты – подготовительные. При этом выполнение каждого этапа сопровождается проворотом коленвала вокруг оси на 180 градусов.

    Конструкторами разработано два типа двигателей – 2-х и 4-тактный. В первом варианте такты совмещены (рабочий ход с выпуском, а впуск – со сжатием), поэтому в таких моторах полный рабочий цикл выполняется за один полный оборот коленвала.

    В 4-тактном двигателе каждый такт выполняется по отдельности, поэтому в таких моторах полный рабочий цикл выполняется за два оборота коленчатого вала, и только один полуоборот (на такте «рабочий ход») выполняется за счет выделенной при горении энергии, а остальные 1,5 оборота – благодаря энергии маховика.

    Основные неисправности и обслуживание КШМ

    Несмотря на то, что кривошипно-шатунный механизм работает в жестких условиях, эта составляющая двигателя  достаточно надежная. При правильном проведении технического обслуживания, механизм работает долгий срок.

    При правильной эксплуатации двигателя ремонт кривошипно-шатунный механизма потребуется только из-за износа ряда составных деталей – поршневых колец, шеек коленчатого вала, подшипников скольжения.

    Поломки составных компонентов КШМ происходят в основном из-за нарушения правил эксплуатации силовой установки (постоянная работа на повышенных оборотах, чрезмерные нагрузки), невыполнения ТО, использования неподходящих горюче-смазочных материалов. Последствиями такого использования мотора могут быть:

    • залегание и разрушение колец;
    • прогорание поршня;
    • трещины стенок гильзы цилиндра;
    • изгиб шатуна;
    • разрыв коленчатого вала;
    • «наматывание» подшипников скольжения на шейки.

    Такие поломки КШМ очень серьезны, зачастую поврежденные элементы ремонту не подлежат их нужно только менять. В некоторых случаях поломки КШМ сопровождаются разрушениями иных элементов мотора, что приводит мотор в полную негодность без возможности восстановления.

    Чтобы кривошипно-шатунный механизм двигателя не стал причиной выхода из строя мотора, достаточно выполнять ряд правил:

    1. Не допускать длительной работы двигателя на повышенных оборотах и под большой нагрузкой.
    2. Своевременно менять моторное масло и использовать смазку, рекомендованную автопроизводителем.
    3. Использовать только качественное топливо.
    4. Проводить согласно регламенту замену воздушных фильтров.

    Не стоит забывать, что нормальное функционирование мотора зависит не только от КШМ, но и от  смазки, охлаждения, питания, зажигания, ГРМ, которым также требуется своевременное обслуживание.

    avtomotoprof.ru

    Принцип работы кривошипно-шатунного механизма

    Что такое кривошипно-шатунный механизм? Он превращает прямолинейное перемещение во вращательное движение, и наоборот. Основные части кривошип, шатун, ползун и стойка присутствуют во всех видах и типах этих механизмов.

    Схематический пример кривошипно-шатунного механизма (КШМ)

    Некоторые люди затрудняются сразу запомнить части устройства. Начинать надо с шатуна. Он шатается. Кривошип вращается. Ползун ползает туда-сюда. Стойка – ось вокруг которой вращается кривошип. Ползун образует со стойкой возвратно-поступательную кинематическую пару.

    Ведущими частями могут быть как кривошип, так и ползун. Если электродвигатель вращает кривошип, то ползун — ведомая часть, что-то толкает, или тянет туда-сюда. И наоборот, если ползун какая-то сила толкает взад-вперед, то кривошип является ведомым.

    Основные части КШМ

    Разберем КШМ у которого ведущим является ползун. Здесь прямолинейное циклическое(вперед-назад) перемещение поршня трансформируется во вращение коленчатого вала. Наиболее распространенный механизм данного типа – двигатель, работающий на бензине или солярке. Проще говоря мотор автомобиля, теплохода, генератора, мотоцикла.

    Кривошипно-шатунный механизм мотора

    Составные части КШМ разделяются на движущиеся и не движущиеся.

    Движущиеся детали КШМ

    Поршень с пальцами крепления к шатуну, шатун, коленвал(кривошип) с подшипниками, маховик.

    Движущиеся части КШМ

    Поршень(ползун) движется под напором газов, горящей смеси бензина и воздуха в карбюраторных двигателях или воспламенении солярки в дизельных. Это движение через поршневой палец и шатун переходит на коленвал. Делают его из алюминиевого сплава. Поршни дизельного двигателя конструктивно отличаются от поршней карбюраторного. В основном различается форма днища.

    Поршневые кольца уменьшают зазор между цилиндром и поршнем. Кольца эти свободно находятся в пазах поршня. Их толщина меньше ширины паза. Они сделаны из чугуна и разрезаны в одном месте. Упругие, их диаметр чуть больше диаметра поршня. Под действием пружинящей силы, кольца, находясь в пазах поршня, прижимаются к цилиндру, тем самым уменьшая зазор пары.

    Устройство поршня

    Маслосъемные поршневые кольца убирают излишки машинного масла с поверхности цилиндра. Поэтому оно не проникает в камеру воспламенения.

    Поршневой палец совмещает поршень и шатун. С небольшим технологическим зазором он проходит в отверстие шатуна и в бобышки поршня. В бобышках палец фиксируется специальными стопорными колечками, которые вставляют в технологические бороздки.

    Шатун промежуточное звено между поршнем и коленвалом. Один его конец движется туда-сюда прямолинейно, а другой вращается. В целом шатун движется по сложной траектории, с большими переменными ускорениями. Поэтому на него попадает большая знакопеременная нагрузка. Эту ответственную деталь КШМ делают из легированной стали.

    Составные части шатуна

    Коленчатый вал (кривошип) делают из стали или чугуна. Он цикличное (туда-сюда) прямолинейное движение поршня трансформирует во вращение вала. Преобразует энергию горящего топлива в цилиндре во вращающее усилие на валу коробки передач автомобиля. Далее через ряд элементов трансмиссии механическая энергия передается на ведущие колеса машины.

    Поверхности шеек обработаны высокочастотными токами и отшлифованы. Их количество и расположение соответствуют количеству и расположению цилиндров. Правая часть вала изготовлена в виде фланца к которому крепится маховик. На левую часть ставится ременной шкив и звездочка распределительного вала.

    Маховик чугунный диск большой массы. Благодаря этому двигатель пускается и работает равномерно, без рывков. Маховик присоединяется к коленвалу асимметрично расположенными болтами. Этим достигается балансировка системы: коленчатый вал – маховик. На обод маховика устанавливается зубчатое колесо для зацепления с бендиксом стартера.

    Газораспределительный механизм

    Распределительный вал должен быть синхронизирован с коленчатым валом. Чтобы совпадали фазы сгорания топлива и движение клапанов. Для этого эти валы соединены между собой зубчатым ремнем. Такой ремень не проскальзывает, поэтому сохраняет жесткую связь с маховиком, а значит и с коленчатым валом. Тем самым сохраняется синхронизация двух валов: коленчатого и распределительного, что является основой нормальной функционирования мотора.

    Газораспределительный механизм

    Не движущиеся части КШМ

    Не движущиеся части КШМ: блок цилиндров, головка блока цилиндров и прокладки между блоками.

    Не движущиеся части КШМ

    Блок цилиндров — базовая деталь КШМ поршневого ДВС. В нем находятся посадочные отверстия для установки коленчатого вала. Он является остовом двигателя, в котором различными способами монтируются остальные его агрегаты и узлы.

    Блок цилиндров подвергается большим температурным нагрузкам до 2000 °С. Различные места блока нагреваются по-разному. В результате по-разному деформируются. Что приводит к большим температурным усилиям, которые вкупе с большим давлением (до 11 МПа) создают большие разрывающие усилия. Поэтому изготавливают блоки цилиндров из высокопрочного чугуна и из алюминиевых сплавов.

    Наиболее используемым металлом для производства блока цилиндров является чугун, так как он обладает оптимальным соотношением цена-качество. Высокая прочность и низкая стоимость.

    Алюминий обладает большим коэффициентом теплового расширения, что создает проблемы. Кроме того, относительно низкие механические качества тоже ограничивают применение его в производстве блока цилиндров.

    Внутри блока имеются каналы для подвода масла к трущимся частям. Также делают каналы для жидкости, которая охлаждает блок.

    Головка цилиндров является не менее важной деталью. Она также трудится в условиях большого жара — до 2500 ° С. Причем нагрев различных частей неравномерный. С одной стороны, деталь омывается охлаждающей жидкостью, с другой нагревается, что вызывает большие деформации.

    Главное требование к головке цилиндров — прочность, достаточная для сопротивления разрывающим силам, противостоящая деформации от механических воздействий и изгибающих температурных напряжений.

    Головки цилиндров делают из высокопрочного чугуна, а также из алюминиевого сплава. Выбор металла зависит от типа мотора. Карбюраторные нуждаются в быстром отводе тепла, так как в них сжимается горючая смесь. Поэтому для них головки цилиндров производят их алюминиевого сплава. Дизеля сжимают воздух. Для них головки цилиндров делают из чугуна.

    Видео: принцип работы КШМ

    Видео: устройство работы кривошипно-шатунного механизма

    Видео: анимация работы кривошипно-шатунного механизма

    Понравилась статья? Расскажите друзьям:

    Оцените статью, для нас это очень важно:

    Проголосовавших: 2 чел.
    Средний рейтинг: 3 из 5.

    principraboty.ru

    устройство, назначение и принцип работы

    Содержание статьи

    Устройство механизма

    Классический кривошипно-шатунный механизм был известен ещё в Древнем Риме. Использовался похожий принцип в Римской пилораме, только там вращение, под воздействием течения реки, водяного колеса превращалось в возвратно-поступательное движение пилы.

    В паровых машинах также использовался КШМ, похожий на использующийся сейчас в автомобильных двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Только в нём поршень был соединён с шатуном через шток и цилиндр низкого давления. Схожая конструкция используется иногда в ДВС и по сей день.

    В так называемых крейцкопфных двигателях поршень жёстко соединён с крейцкопфом – деталью, движущейся по неподвижным направляющим в одном измерении, как и поршень, через шток, а далее по привычной схеме – шатун с коленвалом. Это позволяет увеличить рабочий ход поршня, а иногда делает цилиндр двусторонним, в таких конструкциях добавлена ещё одна камера сгорания. Такой тип КШМ применяется чаще всего в судовых дизелях и другой крупной технике.

    Кривошипно-шатунный механизм состоит из двух основных групп деталей – подвижных и неподвижных.

    1. К подвижным частям КШМ относятся следующие детали: поршни, которые вместе с кольцами и пальцами объединены в поршневую группу, шатуны, коленчатый вал (в просторечном сокращении — коленвал), подшипники коленвала и маховик.
    2. Неподвижные – это картер, объединённый с блоком цилиндров, гильзы цилиндров, головка блока цилиндров. Также к ним относятся поддон (нижний картер), полукольца коленвала, картер маховика и сцепления, а также кронштейны и детали крепежа.

    Иногда выделяют и цилиндропоршневую группу, в которую входит поршневая и гильза цилиндра.

    Блок цилиндров

    Блок цилиндров сейчас неотделим от картера блока. Так, кстати, было не всегда – на старых двигателях (у «Запорожца», например) они могли быть изготовлены раздельно. Именно картер вместе с блоком цилиндров – основной узел конструкции двигателя автомобиля.

    Внутри блока и происходит вся полезная работа двигателя. К блоку цилиндров крепятся внизу — нижний картер (поддон), сверху — головка блока, сзади — картер маховика, топливная, выпускная системы и другие детали двигателя. Сам блок прикреплён к шасси автомобиля через специальные «подушки».

    Материал, из которого изготовлена эта важная часть двигателя – чаще всего либо алюминий, либо чугун. На спортивных автомобилях могут применяться и композитные материалы. В блок запрессованы съёмные гильзы, которые облегчают ход поршней и ремонтопригодность блока – то есть его расточку под «ремонтные» поршни и кольца. Гильзы делают из чугуна, стали или композитных сплавов. Существует два вида гильз:

    • «сухие» — когда внешняя поверхность гильз не омывается охлаждающей жидкостью;
    • «мокрые» — когда гильзу снаружи охлаждает поток жидкости.

    Каждый вариант имеет свои достоинства и недостатки.

    Поршни

    Поршень – это металлическая деталь, которая имеет форму стакана, и в некоторых автопредприятиях водители и автослесари со стажем старые поршни, очищенные от нагара, в качестве стаканов и использовали. Однако основное его предназначение, естественно, не в этом, а для того, чтобы преобразовывать потенциальную энергию давления и термическую энергию температуры газов в кинетическую энергию вращения коленчатого вала в момент рабочего хода.

    Во время тактов впуска он служит в качестве насоса, затягивающего воздух или горючую смесь, в ходе такта сжатия сжимает её, а в ходе такта выпуска — помогает удалению отработанных газов. Во время рабочего хода (точнее, чуть раньше) смесь воспламеняется (или форсунка впрыскивает топливо на дизельных двигателях), и горящие газы давят на поршень, заставляя его выполнять работу по преобразованию термической энергии в кинетическую.

    Поршень современного автомобильного двигателя выполнен чаще всего из сплавов на основе алюминия. Они обеспечивают хороший отвод лишнего тепла, к тому же довольно лёгкие.

    Составные части поршня автомобильного двигателя – это днище, уплотняющяя часть и юбка. Поршень соединяется с шатуном при помощи находящегося в юбке пальца. Для обеспечения плотности соединения поршня со стенкой цилиндра применяются поршневые кольца.

    Поршневые кольца

    Это плоские незамкнутые (с разъёмом в несколько десятых долей миллиметра) стальные или чугунные кольца, надеваемые в специальные канавки на уплотнительную часть поршня. Они служат для нескольких целей:

    1. Уплотнение. Качественные, неизношенные кольца повышают компрессию (давление в цилиндре).
    2. Теплопередача. Компрессионные кольца передают лишнее тепло гильзе цилиндра, предотвращая перегрев двигателя.
    3. Не пропускают моторное масло из картера в камеру сгорания, но оставляют на стенках гильзы небольшой слой масла для смазки цилиндра. Самое нижнее кольцо называется маслосъёмным. Его конструкция специально разработана под эту задачу.

    Поршневые пальцы

    Поршневой палец нужен для того, чтобы связать поршень с шатуном. Он находится во внутренней части юбки поршня и представляет собой металлический цилиндр, отдалённо похожий на палец (отсюда и название). Шатун не крепится жёстко на пальце, ведь надо обеспечивать максимально ровную передачу крутящего момента от поршня к шатуну и далее. Выполнены пальцы обычно из легированной стали.

    Пальцы делятся на фиксированные и плавающие. Фиксированный жёстко прикреплён к юбке поршня, и двигается на нём только шатун, а плавающий палец как в поршневой юбке, и на шатуне может крутиться. Сейчас в конструкциях автомоторов преобладают плавающие пальцы, обеспечивающие более полную и плавную передачу крутящего момента и снижающие нагрузку на детали КШМ.

    Шатун

    Для того, чтоб передать крутящий момент с поршня на коленвал, служит шатун, соединяющий две этих важных детали. Для того, чтобы ремонт шатуна не вызывал особых трудностей, в нём применяются специальные вкладыши, фактически разборный подшипник скольжения, хотя в некоторых двигателях с малой скоростью вращения коленвала по-прежнему применяются баббитовые вкладки, а в быстроходных моторах в обеих головках шатуна (как нижней, так и верхней) установлены подшипники качения. По форме шатун похож на рычаг или гаечный ключ с двутавровым сечением. Его верхняя, обычно неразъёмная головка соединяет его с пальцем поршня, а нижняя, разъёмная соединяет шатун с коленчатым валом. Делают шатуны чаще всего из легированной, иногда из углеродистой стали.

    Коленчатый вал

    Коленчатый вал, или сокращённо коленвал – одна из важнейших деталей мотора, впрочем, лишних деталей не бывает. Он имеет форму вала с «искривлениями» в сторону, к которой через оси прикреплены шатуны двигателя. Он состоит из следующих деталей:

    1. Шейки. Они нужны для того, чтобы закрепить коленвал на картере и шатуны на нём. Подразделяются на коренные и шатунные. На коренных крепится к картеру сам коленчатый вал, на шатунных шейках к коленвалу крепятся шатуны (читайте также о вкладышах коренных и шатунных).
    2. Щёки – они и являются своего рода «коленями» коленчатого вала, именно они крутятся вокруг оси коленчатого вала. Щёки коленвала соединяют коренные и шатунные шейки.
    3. Передняя выходная часть вала. К ней присоединены шкивы отбора мощности для привода через ремень, цепь или шестерни распредвала, системы охлаждения генератора и других агрегатов.
    4. Задняя выходная часть вала. Она соединена с маховиком и служит для отбора мощности для «основного предназначения» автомобиля – для движения.

    В конструкции коленчатого вала также предусмотрены дополнительные детали, например, противовесы, предназначенные для компенсации вибраций вала, возникающих при ударных нагрузках.

    Коленчатые валы чаще всего изготавливаются либо из стали, либо из высококачественного лёгкого чугуна. Чугунные коленвалы изготавливаются при помощи литья, стальные – при помощи штамповки.

    Картер двигателя

    Картер, отливаемый вместе с блоком цилиндров – основная деталь двигателя автомобиля, можно сказать, что рама двигателя. Именно на картере закреплены основные части двигателя, в нём крутится коленчатый вал, в цилиндрах двигаются поршни и происходит непосредственный процесс превращения энергии сгорания топлива в энергию вращения колёс вашего автомобиля.

    Ещё картер является основным местом для размещения моторного масла, которое смазывает двигатель. Для хранения масла также предназначен поддон – нижняя часть картера.

    Принцип работы кривошипно-шатунного механизма

    Во время основного такта работы автомобильного двигателя – рабочего хода (расширения), горящие газы давят на поршень, а тот двигается вниз — от верхней мёртвой точки к нижней, тем самым передавая энергию посредством пальца и шатуна на коленчатый вал. Шатун может ограниченно поворачиваться и вокруг оси пальца поршня, и вокруг шатунной шейки коленвала, и таким образом поступательное движение поршня превращается во вращательное.

    Стоит заметить, что при остальных тактах коленчатый вал через шатун, наоборот, сообщает возвратно-поступательное движение поршню. Где он его берёт? Из «рабочих» цилиндров, энергии коленвала и маховика, а при запуске – стартера.

    Неисправности, возникающие при работе КШМ и их причины

    Неполадки и поломки в кривошипно-шатунном механизме могут произойти в самых разных его узлах. Чтобы свести риск возникновения этих неприятностей до минимума, необходимо знать, отчего они происходят. Чаще всего это нагар на деталях и их износ. Наиболее часто происходят поломки КШМ от использования некачественного автомобильного топлива и масла. Особенно это чревато для дизелей, которые требовательны к качеству горюче-смазочных материалов, что может вывести из строя не только КШМ. Редкая смена масла, несвоевременная замена топливных, воздушных и масляных фильтров – всё это также несёт потенциальную угрозу поломок. Может послужить причиной неисправности перегрев двигателя, а также утечка и снижение уровня моторного масла в двигателе.

    Перегрев двигателя может привести даже к заклиниванию. Чтобы этого не случилось, заливайте качественную охлаждающую жидкость и следите за состоянием системы охлаждения.

    Бывает, что проблема в системе питания или в зажигании. Тогда смесь сгорает не полностью или неравномерно.

    Ещё одна распространённая причина поломок – это использование некачественных запчастей. Не покупайте фейк и пользуйтесь услугами проверенных автосервисов.

    Перечень неисправностей КШМ

    Главные неприятности, которые могут случится с кривошипно-шатунным механизмом:

    1. Как шатунные, так и коренные шейки коленчатого вала подвержены износу и механическим повреждениям.
    2. Износ, механические повреждения и даже расплавление могут угрожать и вкладышам (подшипникам) шеек коленвала.
    3. «Болезни» поршневых колец – это закоксовывание не до конца сгоревшими продуктами горения (углеводороды окисляются только до углерода), их залегание и даже поломки, что может привести к фатальным последствиям.
    4. Цилиндропоршневая группа также подвержена износу. В современных «движках» это не так заметно, всё-таки они созданы по последнему слову техники, но у каждой детали имеется конечный ресурс.
    5. На днище поршня может отложиться нагар.
    6. В деталях могут появиться трещины, они могут прогореть, обломиться и даже расплавиться.
    7. Двигатель может даже заклинить.

    Признаки наличия неисправностей в работе КШМ

    Могут насторожить посторонние стуки в двигателе. Возможно, это связано с детонацией или вам попалось не слишком качественное топливо. Последствия как детонации, так и некачественного топлива могут быть печальными. Звук при детонации более звонкий, а вот глухой звук может свидетельствовать о том, что износились шейки коленвала. Если же он совсем звонкий и происходит не только при резком увеличении оборотов (например, если вы быстро тронулись с места), то вполне возможно, что вкладыши шейки коленвала начинают плавиться. Возможно, причиной масляное голодание, но так или иначе – в сервис.

    Также многое может сказать дым из двигателя. Если он сизый, то значит, что в камеру сгорания попадает масло. Возможно, виной тому маслосъёмные колпачки ГРМ, а возможно, проблема в поршневых кольцах. Накопление нагара на поршнях и цилиндрах приводит к увеличению трения и повышенному износу деталей. Если проблема в кольцах, то будет снижена компрессия, хотя понижение компрессии может быть связано и с другими причинами.

    Обслуживание КШМ

    Прежде всего, общие советы: «машина любит ласку, чистоту и смазку». Следует вовремя проверять уровень масла, не допускать перегрева двигателя и заправляться только качественным горючим. Серьёзные проблемы с КШМ решаются только в автосервисе. Разумеется, есть автолюбители, которые самостоятельно могут расточить цилиндр до ремонтного размера, но это всё же характерно для не самых новых автомобилей.

    В «закоксованных» двигателях можно провести раскоксовку, которая делается как с разбором двигателя, так и при помощи специальных средств – без такового. Однако, подобные манипуляции лучше доверить профессионалам. Соблюдайте сроки ТО.

    Заключение

    Кривошипно-шатунный механизм – это важнейший агрегат в автомобиле. От его функционирования зависит состояние всего автомобиля и настроение его владельца. Следите за его технической исправностью, и двигатель будет работать долго, радуя вас мощностью и экономичностью.

    Пожалуйста, оцените этот материал!

    Загрузка…

    Если Вам понравилась статья, поделитесь ею с друзьями!

    motorsguide.ru

    Устройство турбокомпрессора дизеля – Устройство турбины и принцип работы турбокомпрессора на дизельном двигателе

    Как работает турбина на дизельном двигателе: особенности, устройство — RUUD

    Содержание статьи:

    Решение использовать энергию выхлопных газов для раскручивания ротора стало гениальной идеей. Она в будущем позволила разработать дизельный турбо двигатель и повысить мощность минимум на 50 процентов. При том что в процессе работы двигателя в обычном режиме процесс выброса газов снижает КПД на 40 процентов. Давайте рассмотрим, как работает турбина на дизельном двигателе, каково ее устройство.

    Из истории

    На самом деле идея использовать мощность выхлопных газов не давала покоя инженерам практически с самого начала изобретения ДВС. Немецкие инженеры, которые занимались строительством автомобилей и тракторов вместе с Дизелем и Даймлером, стали заниматься опытами, в ходе которых пытались повысить мощность двигателя и снизить расход горючего с помощью нагнетания сжатого воздуха на базе энергии выхлопа.

    Вам будет интересно:»Лада-Ларгус» автомат: описание модели, отзывы

    Первый турбиностроитель

    Однако первый человек, который построил один из самых первых эффективных турбокомпрессоров, это отнюдь не Даймлер, и даже не Дизель. Первым инженером, построившим турбину, считается Альфред Бюхи. Патент на данное изобретение был получен в 1911 году. Первая турбина имела такую конструкцию, что эксплуатировать ее можно было только на больших судовых моторах. Применение компрессоров на дизельных авто смысла не имело.

    Вам будет интересно:«Рено-Логан»: размеры, технические характеристики и обзор

    Затем турбины стали применять в авиации. С 30-х годов в США регулярно серийно производили военные самолеты, бензиновые моторы которых комплектовались турбинами. Первый в истории грузовик, оснащенный турбированным дизелем, был построен в 38-м году.

    В 60-х силами «Дженерал Моторс» были выпущены первые модели легковых «Шевроле» и «Олдсмобиль» с бензиновыми карбюраторными моторами с наддувом. Первые компрессоры, правда, не отличались большой надежностью, поэтому с автомобильного рынка они быстро исчезли.

    Снова в моде

    Мода на турбированные двигатели стала возвращаться. В период с 70-х до 80-х годов системы турбонаддува стали очень популярными в спортивных и гоночных авто. В фильмах той эпохи все супергерои нажимали на кнопку «турбо», и автомобиль стремительно уходил в закат. Но кино – это кино, а в реальности те первые турбокомпрессоры отставали в эффективности и технологичности, как и тормозила их скорость реакции. И эти агрегаты не только не экономили топливо, но и существенно увеличивали его расход. Тогда еще не шло речи об актуаторе турбины. Принцип работы и настройка еще не были до конца понятны.

    Более-менее успешные попытки внедрить наддув в автомобильные серийные моторы проводились в 80-х компаниями «Мерседес» и SAAB. А уже затем, основываясь на этом передовом опыте, подключились и другие мировые автобренды.

    В СССР также разрабатывались и внедрялись в серию турбированные моторы. Но здесь турбины применяли в тяжелых сельскохозяйственных и промышленных тракторах, на самосвалах и другой мощной технике.

    Почему дизельная турбина популярнее?

    Почему же она стала очень распространена именно на дизелях, а не на бензиновых ДВС? Все очень просто. Достаточно понять, как работает турбина на дизельном двигателе. Также нужно помнить, что дизель обладает более высокой степенью сжатия. Выхлопные газы дизеля более холодные. Поэтому к такой турбине предъявляются гораздо меньшие требования по жаропрочности, а эффективность наддува гораздо выше по сравнению с бензиновыми двигателями.

    Устройство наддува

    Наддув состоит из двух отдельных частей. Это непосредственно турбина и компрессор. Турбина необходима для преобразования энергии выхлопных газов. Компрессор отвечает за подачу сжатого воздуха в камеры сгорания.

    Чем больше сжатого воздуха будет подано в цилиндры дизельного мотора, тем больше топлива двигатель сможет потребить за единицу времени. Как результат – значительное повышение мощности без увеличения объемов. Отсюда становится понятно, как проверить турбину на дизельном двигателе – патрубок от коллектора к компрессору должен раздуваться при повышении оборотов.

    В основе системы лежит ротор, который крепится на оси. Вся эта конструкция заключена в корпус, способный выдержать высокие температуры. Ротор также изготовлен из жаропрочных сплавов – он без перерывов контактирует с выхлопными газами высокой температуры.

    Ось и крыльчатка турбины или колесо с лопастями при работе двигателя вращаются. Частота вращения очень высокая. При этом крыльчатка и ось вращаются в разных направлениях. За счет этого осуществляется более плотный прижим двух элементов друг к другу. Поток газов попадает в выпускной коллектор, а затем в специальный канал – он имеется в корпусе компрессора. Корпус имеет форму улитки. Когда газы пройдут через эту улитку, то затем они на большой скорости подаются к ротору. Это и есть принцип работы турбины на дизельном двигателе.

    Ось нагнетателя вращается в специальных подшипниках скольжения. Смазка осуществляется от системы смазки двигателя. Чтобы масло не убегало, турбина оснащается уплотнительными прокладками и кольцами. Эти прокладки защищают узел от прорыва воздуха и газов, а также предотвращают их смешивание. Естественно, полностью исключить возможность попадания газов в воздух не получается, но и большая необходимость в этом отсутствует.

    Как это работает?

    Мы познакомились с устройством механизма. Теперь стоит узнать, как работает турбина на дизельном двигателе автомобиля.

    Чем больше топлива сгорит за одну единицу времени, тем больше воздуха нужно закачать в двигатель. Сам мотор не способен справиться с получением избыточного количества сжатого воздуха. Это и есть основная задача системы турбонаддува – нужно наращивать подачу воздуха в камеру сгорания. Нагнетание осуществляется за счет преобразования энергии выхлопных газов в полезную работу. Прежде чем газы вылетят в трубу, они пройдут через турбину и компрессор. Вот как работает турбина. Принцип действия ее прост для понимания.

    Процесс прохождения газов заставляет раскручиваться крыльчатку турбины. Она имеет лопасти. Среднее число оборотов составляет более 150 тысяч оборотов в минуту. На этом же валу, что и крыльчатка, крепится и вал компрессора. Сила, полученная в результате преобразования энергии газов, применяется для значительного повышения давления воздуха. Это позволяет подавать в цилиндры намного больше горючего, что и дает значительный прирост мощности и коэффициента полезного действия дизельного силового агрегата.

    Вот как работает турбина на дизельном двигателе автомобиля. На самом деле по принципу и устройству данные механизмы очень похожи на бензиновые турбины.

    Актуаторы

    Много десятков лет понадобилось инженерам, чтобы разработать и построить эффективный нагнетатель. Это только теоретически выглядит очень хорошо. На самом деле все значительно сложней.

    При резком нажатии на газ роста оборотов двигателя нужно подождать. Обороты начинают расти через некоторое время. Повышение давления газов, раскручивание крыльчатки турбины, закачивание сжатого воздуха проходит постепенно. Это турбояма, и победить эту проблему не получалось. Но с проблемой все-таки справились внедрением клапанов или актуаторов. Один нужен для перепускания лишнего воздуха через трубопровод из коллектора, второй – для выхлопных газов. Клапан позволяет сбрасывать лишнее давление, когда мотор работает на высоких оборотах. Давайте посмотрим, как работает актуатор турбины дизельного двигателя.

    Принцип работы

    Главная задача, которую должен он решить, – это снижение давления на высоких оборотах. Клапан установлен в выпускном коллекторе. Работает он крайне просто. При росте оборотов и давления вакуумный клапан пускает газы мимо крыльчатки турбины. В этот момент актуатор открывается, и газы выходят через него. Через клапаны всасывается больше воздуха, чем нужно, чтобы максимально разогнать компрессор.

    Возможна регулировка актуатора турбины. Способы и особенности заключатся в замене пружины, настройке конца клапана и в монтаже буст-контроллера. Это позволяет регулировать работу турбины.

    Источник

    ruud.ru

    устройство, давление, как работает, потеря мощности

    1891 Просмотров

    Ни для кого не секрет, что раньше дизельные двигатели были очень громкими, и при работе выделялся неприятный запах. Но прогресс не стоит на месте, и с каждым днем в дизельные двигатели добавляют все больше мощности. Несмотря на то, что дизельные моторы издавали громкие звуки при работе и выделяли неприятный запах, эти двигатели все же стали улучшать. Происходило это по причине того, что они обладали большой мощностью, из-за чего чаще ставились на грузовые машины и тяжелую технику. Но в последние годы ДВС, работающие на дизеле, стали устанавливать в джипы и некоторые легковые автомобили.

    Устройство

    Чтобы увеличить мощность двигателя, был разработан турбированный наддув. Этот наддув нужен для того, чтобы ДВС потреблял больше воздуха. Основным преимуществом наддува является то, что он подает двигателю уже сжатый воздух. Помимо наддува существует еще несколько видов увеличить ресурс мотора. Они заключаются в том, чтобы увеличить объем камеры сгорания, либо увеличение количества цилиндров. В обоих случаях значительно увеличится расход топлива, но, если нужно увеличить мощность мотора без серьезных потерь топлива, нужно устанавливать наддув.

    В случае с наддувом увеличивается объем подаваемого воздуха, благодаря чему топлива расходуется больше, но не на много. В случае выбора именно этого принципа работы увеличится мощность двигателя, но не изменится его объем.

    Термин наддув означает процесс, в ходе которого в двигателе увеличивается давление, вследствие чего повышается свежий заряд топлива. Этот принцип работы предназначается для того, чтобы добавить мощности автомобилю без потери топлива. Когда все правильно работает, ресурс достигает 45 процентов.

    Чаще всего встречается турбированный наддув. Более профессиональное его название –агрегатный наддув. Название произошло из-за того, что в основе такого наддува лежит турбина. Несмотря на то, что такой наддув пользуется большой популярностью, он все же уходит в прошлое, а на смену ему приходит турбина.

    Принцип работы турбонаддува основывается на том, чтобы грамотней использовать выхлопные газы. Наддув нагнетает давление в этих газах, и эта энергия помогает увеличить мощность мотора. Вследствие чего значительно увеличивается ресурс работы двигателя без больших потерь топлива.

    Особенности

    Главной особенностью турбины является то, что увеличивается мощность при сохранении габаритов мотора. Это очень важно на легковых автомобилях и джипах. Дело в том, что подкапотное пространство городских машин не настолько большое, чтобы вместить в него ДВС с большим количеством цилиндров.

    Второй особенностью считается то, что турбина способна перерабатывать выхлопные газы в мощность двигателя. Происходит это по причине того, что газы выходя наружу попадают на крыльчатку, тем самым заставляя ее вращаться. На этом же валу, где расположена крыльчатка, установлен компрессор, который нагнетает давление, а оно увеличивает мощность мотора, а вот ресурс, к сожалению, падает.

    Третьей особенностью является то, что мощность ДВС увеличивается, а ресурс оборотов коленчатого вала нет. Это обусловлено тем, что в камеры сгорания попадает больше топливной смеси и увеличивается давление.

    Недостатки

    Как это ни странно, но у этого устройства есть свои недостатки. Основной недостаток – это, конечно же, то, что турбина приводит к большой потере топлива. Происходит это потому, что в камеру сгорания попадает больше воздуха, соответственно и топлива тоже больше.

    Вторым недостатком считается то, что при работе двигателя и турбины в таком режиме увеличивается температура, которую требуется немедленно понизить. Чтобы мотор не сломался, потребуется дополнительное охлаждение. Усовершенствование системы охлаждения тоже подразумевает финансовые потери. Скорее всего, придется модернизировать принцип работы системы охлаждения.

    Регулировка

    Частой проблемой водителей, которые сами поставили турбину, считается то, что их моторы вскипают в процессе эксплуатации. Происходит это из-за того, что неправильно отрегулирован клапан турбины, который отвечает за давление в устройстве. Эта проблема не появляется у тех, кто правильно сделал систему охлаждения. Кто этого не делал, у них мотор перегревается по двум причинам.

    Регулировать клапан давления нужно в обязательном порядке. Дело в том, что мотор во время работы вырабатывает выхлопные газы, которые забирает турбина для нагнетания, в результате повышается давление. Когда мотор работает быстрее, соответственно газов выделяется больше, и турбина выдает больший ресурс, это может продолжаться до тех пор, пока ДВС не сломается из-за скопления большого давления.

    Именно для этого был предусмотрен перепускной клапан. Этот клапан может устанавливаться как внутри турбины, так и снаружи. Когда клапан расположен внутри, во время его закрытия выхлопные газы просто выходят из корпуса и давление в устройстве не повышается, а в случае с внешним клапаном эти газы даже не попадают в турбину.

    Устройство этого клапана позволяет брать нужное количество воздуха и закрывать его во время работы турбины. Производится все это через отверстие в клапане, которое автоматически закрывается в нужный момент.

    Чтобы отрегулировать клапан давления без финансовых потерь на своем автомобиле, потребуется поискать инструкции по эксплуатации. В них подробно сказано как это делается. Если турбина была установлена на машине с завода, то следует в книге по эксплуатации посмотреть, как регулировать клапан. Если же она была приобретена и установлена самостоятельно, то информацию можно найти в книге по эксплуатации, которая должна быть в комплекте.

    Резюме

    Для того, чтобы эксплуатировать турбину, ее нужно сначала правильно отрегулировать для правильной подачи мощности мотору по специальным эксплуатационным книгам. Если машина новая, то на ней все регулировки уже были проведены. Следует отметить, что это устройство тоже имеет свои недостатки при эксплуатации, которые будут весьма существенны, если машина и до этого потребляла много топлива. Несмотря на все это, устройство для нагнетания выхлопных газов все же устанавливают на машины, как производители, так и владельцы.

    portalmashin.ru

    Как работает турбина на дизельном двигателе

    Турбокомпрессор является решением, которое устанавливается как на бензиновый, так и практический на каждый современный дизельный двигатель автомобиля. Моторы с турбонаддувом в обиходе называются турбодизелями. Указанный компрессор представляет собой своеобразный насос для воздуха, который приводится в действие турбиной. Турбину дизельного двигателя вращает энергия выхлопных газов.

    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.

    Устройство компрессора

    Компрессор имеет корпус и колесо (ротор). Корпус компрессора алюминиевый. Ротор крепится на оси турбины аналогично крыльчатке. Колесо компрессора имеет лопасти, материалом изготовления которых также является алюминий. Задачей компрессорного колеса становится забор воздуха, который проходит через его центр.

    Форма лопастей заставляет воздух отбрасываться к стенкам корпуса компрессора, благодаря чему происходит его сжатие. Далее поток сжатого воздуха подается во впускной коллектор двигателя.

    Ось турбокомпрессора

    Ось является центральной частью турбонагнетателя и закреплена внутри корпуса на подшипниках скольжения. Смазка оси реализована при помощи подачи моторного масла из системы смазки двигателя. С обеих сторон устанавливаются специальные уплотнительные кольца и прокладки.

    Данные элементы препятствуют обильным утечкам масла, чтобы смазка не попадала в область нахождения компрессора и турбины. Сами масляные уплотнения не обеспечивают полной герметичности. Данные решения являются уплотнителями, которые функционируют благодаря разнице давлений, которые возникают в процессе работы турбокомпрессора. 

    Также уплотнения минимизируют прорыв воздуха из компрессора и газов из турбины в корпус оси. Стоит отметить, что полностью исключить попадание выхлопа и сжатого компрессором воздуха не удается. Излишки удаляются по сливному маслопроводу вместе с маслом и оказываются в картере дизельного двигателя.

    Рекомендуем также прочитать статью об интервалах замены моторного масла в дизельном двигателе. Из этой статьи вы узнаете о том, почему на моторах данного типа нужно чаще менять масло сравнительно с бензиновыми агрегатами.

    Турбояма и турбоподхват

    Крыльчатка турбины и компрессорное колесо закреплены на одной общей оси. По этой причине наблюдается определенная зависимость, которая заключается в увеличении подачи воздуха компрессором только с ростом оборотов турбины. Специалисты выделяют понятие турбоямы (турболаг), что означает задержку прироста мощности дизеля при резком нажатии на акселератор.

    Турбояма возникает в результате инерционности всей системы турбонаддува. Дело в том, что  для раскручивания турбинного колеса поступающими на крыльчатку выхлопными газами нужно определенное время. Турбоподхват является резким  увеличением оборотов ДВС, который возникает следом за турбоямой.

    Крыльчатка турбины раскручивается выхлопными газами для создания эффективного давление наддува турбокомпрессором. При определенных условиях турбина может вращаться с очень большой частотой, что зависит от конструктивных особенностей корпуса устройства и интенсивности потока отработавших газов.

    Устройство турбины дизельного двигателя

    autoexpert.today

    Турбина дизельного двигателя: устройство и ремонт механизма


    Дизельный двигатель – это поршневой двигатель внутреннего сгорания, который работает соответственно с принципом самовоспламенения распыленного топлива, что получается в результате воздействия нагретого воздуха при предварительном сжатии.

    Достаточно широким является разнообразие топлива для дизельного двигателя. Таким образом, сюда включаются практически все фракции от нефтеперегонной продукции: от самого простого керосина, и до мазуты, а также ряда других продуктов естественного происхождения – рапсового масла, фритюрного жира, пальмового масла и т.д.

    Дизельный двигатель уникален, так как может даже работать на обычной, не переработанной сырой нефти.

    Дизельные двигатели имеют несколько конструкций камер сгорания. В зависимости от этого существует и несколько типов дизельного двигателя:

    1. Дизельный двигатель с неразделенной камерой. Данная камера сгорания выполнена в поршне. Само топливо впрыскивается непосредственно через надпоршневое пространство. Главной особенностью данного типа двигателя является минимальное потребление топлива.

    Несущественным, но все же недостатком, является повышенная шумность данного двигателя, в сравнении с его собратом. Сейчас же ведутся также интенсивные работы во блага нововведений, чтобы вышеуказанный недостаток был устранен. Так, в некоторых системах дизельных двигателей было основано устройства предвпрыска топлива в камеру сгорания, что снижает жесткость работы всего агрегата.

    2. Дизельный двигатель с разделенной камерой. В данном виде дизельного двигателя существует дополнительная камера, в которою, собственно, и впрыскивается топливо. Вихревая, предкамерная камера в большинстве дизельных двигателей имеет непосредственную связь с цилиндром через специальный канал так, чтобы воздух при его сжатии, когда попадал в оную камеры завихрялся более интенсивно. Это, в свою очередь, способствует тому, что начинается процесс отменного перемешивания воздуха с впрыскиваемым топливом, в результате чего происходит более полное сгорание топлива.


    Именно данная схема очень долгий период считалась оптимальной для большинства легких двигателей и в основном использовалась на легковом типе автомобилей. Тем не менее, вследствие того, что экономичность не самая лучшая и оставляет желать лучшего, в последнее десятилетие происходит активное вытеснение этаких двигателей теми двигателями, которые имеют нераздельную камеру и иную систему подачи топлива.

    1. Ремонт турбин дизельных двигателей – изучаем устройство механизма

    Турбина являет собою крыльчатку, которая была насажена на вал. Через этот вал компрессор приводится в свою эффективную работу. Корпус его производится из жаропрочного сплава алюминия, а сам вал делают зачастую из стали среднелегированной. Именно эти детали практически не поддаются никакому ремонту и в том случае, если они выходят из строя, их необходимо заменять новыми.

    Корпус самого турбонадува дизельного двигателя делается из чугуна. Весь процесс активной работы двигателя, по большей части, порождает износ постелей под подшипниками, а также гнезд уплотнительных колец. Сама улитка турбины отливается из чугуна, а уже за счет ее довольно не простой формы образуется определенный поток газов, который дает толчок к развитию и началу движения всего описанного агрегата.


    Также, изготавливают алюминиевую отливку под улитку компрессора с небольшим местом для крыльчатки. В момент самого вращения через центральное отверстие компрессор затягивает воздух, после чего он сжимает его и нагнетает его в двигатель по кольцевому каналу.

    Само устройство этого механизма не отличается особой сложностью. Тем не менее, для его изготовления нужна высокая точность литья, а также минимальные допуски при подборе деталей.

    2. Ресурс турбины дизельного двигателя


    Включение турбины дизельного двигателя происходит с самыми первыми его оборотами. Заканчивается же уже немного позже его первичной остановки. При непосредственном пуске мотора выхлопные газы сразу же попадают в турбинную улитку, а это, в свою очередь, приводит вал с крыльчатками в движение.

    На самих холостых оборотах у выхлопных газов наблюдается маленькое давление, вследствие чего вращение турбины и ее скорость не влияет на весь объем воздух, который попадает непосредственно в двигатель.

    Увеличение количества выхлопных газов сопутствуется ростом оборотов. Вследствие этого процесса обороты турбокомпрессора увеличиваются, а турбина начинает свою эксплуатацию в штатном режиме. В автомобильном «мифовом» мире существует теория, что ресурс турбины у дизельного двигателя очень невысок.

    Миф этот нужно развеять, так как он не соответствует действительности. Сам ресурс турбины дизельного двигателя сравняется по долговечности ресурса мотора. Он немного меньше чем он, так как это вызвано его деятельностью и спецификой работы.


    Зачастую ресурс турбокомпрессора, вследствие плохого эксплуатирования и несоблюдения всех правил и рекомендаций производителей, снижается. Сопутствуют этому следующие моменты:

    1. Использование некачественной смазки.

    2. Несвоевременная замена масла.

    3. Резкий набор оборотов при холодном и непрогретом двигателе.

    4. Остановка горячего двигателя, если он не выдерживается на холостом ходу.

    5. Засор каналов масла. В результате этого перебои подачи смазки неизбежны.

    Срок службы турбины никоим образов не является зависимым от уровня умения владения автомобилем водителя. Это миф. На практике же, эксплуатация турбины дизельного двигателя не имеет сложностей даже для новичков.


    Для того, чтобы двигатель работал бесперебойно нужно соблюдать все те же правила, которые используются при использовании обычного мотора. Нужно лишь учитывать минимальные вышеуказанные нюансы.

    3. Эксплуатация дизельного двигателя с турбиной

    Нужна регулярная проверка состояния воздушного фильтра при эксплуатации дизельного двигателя и его турбины. Это нужно потому, что при загрязнении фильтра возникает большое давление на всасывании воздуха.


    Это, в свою очередь, приводит к тому, что работоспособность и производительность компрессора снижается. Из-за того, что масло имеет высокую степень вязкости ощущается дефицит смазки при запуске холодного двигателя. Именно поэтому мотор с турбиной требует значительного прогрева перед началом полноценной работы.

    Ниже указаны основные признаки при неисправностях турбин дизельного двигателя:

    1. Двигатель не может набрать максимальные обороты, а также присутствует черный выхлоп. Это скорее всего вызвано из-за недостаточного поступления воздуха. Таким образом можно определить, что воздушный канал был загрязнен. Также, можно предположить, что выпускной коллектор разгерметизировался. Очень часто наблюдается утечка через слабые и неплотные соединения патрубков.

    2. Также, о неисправности турбины может рассказывать синий цвет у выхлопного газа. Основной причиной этого может быть попадание масла в сам выхлопной коллектор. В данном случае нужно проверить целостность роторов, а также полное состояние всей сливной системы, которая идет от турбины непосредственно к двигателю. Иногда в ней могут образовываться засоры и сужения.


    3. Громкая работа двигателя также свидетельствует о неисправности его турбины. Для того, чтобы определить причины этого нужно очень тщательно проверить всю герметичность трубопроводов и легкость вращения оси у компрессора. Может быть такое, что были повреждены роторы, или деформированы, или чересчур потерты. В таком случае необходим демонтаж всего узла для полного осмотра и дальнейшего ремонта.

    Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как,
    Facebook,
    Вконтакте,
    Instagram,
    Twitter и
    Telegram:
    все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

    auto.today

    Как глушить турбодизель

    Обладатели турбомоторов часто задаются вопросом касательно необходимости охлаждения турбины перед тем, как заглушить мотор. Подобное охлаждение предполагает несколько минут работы ДВС на холостом ходу. Для получения точного ответа необходимо выяснить, в каких условиях работает турбокомпрессор двигателя. Отработавшие газы несут в себе большое количество полезной энергии, которая получена в результате сгорания топлива в цилиндрах. Перенаправление потока выхлопа на турбинное колесо позволяет реализовать эффективный привод для компрессора. Так удается получить нагнетание воздуха под давлением без отбора мощности у ДВС, что принципиально отличает турбокомпрессор от механического нагнетателя.

    Турбонагнетатель является осью, на концах которой присутствуют колеса с лопатками. Выделяют турбинное и компрессорное колесо. Указанные колеса находятся в специальных корпусах. Нагнетатель ставится в выпускном тракте, так как турбинное колесо вращается от контакта с отработавшими газами. Такое вращение позволяет компрессорному колесу вращаться параллельно, засасывать и сжимать воздух для подачи в цилиндры двигателя.

    Читайте в этой статье

    Условия работы турбины

    Температура выхлопных газов дизельного двигателя на выходе перед турбиной составляет в среднем 750-850 градусов по Цельсию. Бензиновые агрегаты имеют еще более разогретый выхлоп. Такие раскаленные газы движутся с большой скоростью и встречаются с турбинным колесом.

    Турбокомпрессор отличается высокой производительностью и потребляет достаточно много энергии отработавших газов (в среднем около 25-30 кВт и более). Турбодизель с рабочим объемом 2.0 литра в режиме холостого хода потребляет около 800 литров воздуха за 60 секунд. В режиме максимальной мощности данный показатель доходит до 4 м3. Если учесть, что турбокомпрессор также нагнетает избыток давления до 1 атмосферы, тогда общий объем нагнетаемого устройством воздуха намного больше.

    Во время работы ДВС на пиковых нагрузках турбинное колесо раскручивается до 150 тыс. об/мин и более, нагрев колеса достигает 800-900 градусов по Цельсию. После взаимодействия с турбинным колесом температура выхлопа заметно падает до средней отметки 400-500 градусов.  

    В режиме холостого хода отработавшие газы дизеля имеют температуру около 100 градусов по Цельсию и движутся с небольшой скоростью. Для эффективного вращения колеса турбины и параллельного вращения компрессорного колеса этой энергии достаточно только для того, чтобы турбокомпрессор не препятствовал проходу через него воздуха в объеме, который необходим для поддержания стабильной работы ДВС на холостых оборотах.

    Охлаждение и смазка турбокомпрессора

    Колесо турбины выполнено из специальной жаропрочной стали, компрессорное колесо изготавливают из сплавов алюминия. Разные материалы применяются для снижения инерционности турбины. Вал турбины (ось, стержень) закреплен и вращается в плавающих подшипниках скольжения. Также в некоторых турбокомпрессорах могут использоваться шариковые подшипники. 

    Для смазки подшипников турбокомпрессора реализован подвод моторного масла из системы смазки двигателя. Кроме снижения потерь на трение и препятствования износу трущихся элементов смазка турбины также выполняет важную функцию по отводу тепла из области трения. 

    В трущихся элементах турбины выделяется большое количество тепла. Сама ось нагнетателя нагревается от контакта с разогретым турбинным колесом, нагрев еще более усиливается в результате высокой частоты вращения и возникающего трения. Во время работы ДВС масло активно подается к подшипникам, охлаждая их. Если мотор сразу заглушить после серьезных нагрузок на двигатель, тогда нагретая ось остановится практически сразу после остановки двигателя. Подача масла к подшипникам сразу прекращается, а сам вал и подшипники усиленно нагреваются от раскаленного колеса турбины. Сильный нагрев приводит к тому, что масло в турбине начинает закоксовываться.

    В момент последующего пуска турбомотора закоксовавшееся масло и отложения препятствуют нормальному доступу свежей смазки в первые секунды после запуска. Вполне очевидно, что присутствует сильный износ подшипников турбины. Для решения этой проблемы рекомендуется не сразу глушить мотор после езды, а дать силовому агрегату поработать на холостых оборотах от 2-х до 5-и минут. Температура выхлопа на холостом ходу упадет до 100 градусов Цельсия, интенсивность вращения турбины снизится. Этого времени будет достаточно для того, чтобы колесо турбины и ось успели охладиться до такой температуры, когда коксования масла не произойдет после остановки ДВС. Отсутствие кокса значительно продлевает ресурс турбины дизельного или бензинового двигателя.

    Для эффективного охлаждения турбины после остановки двигателя и минимизации рисков перегрева используется автоматическое электронное устройство под названием турботаймер. Принцип работы данного решения упрощает процедуру охлаждения.

    Водитель останавливает машину, вынимает ключ из замка зажигания и может сразу покинуть автомобиль. Двигатель продолжает работать еще несколько минут, после чего будет заглушен автоматически. Единственным неудобством можно считать то, что приходится постоянно пользоваться стояночным тормозом и следить за его исправностью, так как сразу поставить автомобиль на передачу при наличии МКПП нельзя.

    Читайте также

    krutimotor.ru

    Принцип работы турбокомпрессора для дизельного двигателя


    Для точного определения неисправностей, связанных с турбокомпрессором, необходимо знание принципа его работы. Нижеприведеннная информация относится к турбокомпрессорам массовых дизельных двигателей, поскольку они достаточно просты.

    Турбокомпрессор — это компрессор, или воздушный насос, который приводится от турбины. Турбина вращается за счет использования энергии потока отработавших газов. Частота вращения турбокомпрессора дизельного двигателя находится в пределах от 1000 до 130.000 об/мин (это значит, что лопатки турбины разгоняются почти до линейной скорости звука). Турбина непосредственно соединяется с компрессором жесткой осью. Компрессор засасывает через воздушный фильтр свежий воздух, сжимает его и затем под давлением подает во впускной коллектор двигателя. Чем больше воздуха подается в цилиндры, тем больше топлива может сгореть, а это повышает мощность двигателя.

    Теоретически существует равновесие мощностей между турбиной и компрессором турбокомпрессора. Чем большую энергию имеют отработавшие газы, тем быстрее будет вращаться турбина. Как следствие, компрессор тоже будет вращаться быстрее.


    Турбокомпрессор Garrett в разобранном виде

    Турбина

    Турбина состоит из корпуса и ротора. Отработавшие газы из выпускного коллектора двигателя попадают в приемный патрубок турбокомпрессора. Проходя по постепенно сужающемуся внутреннему каналу корпуса турбины, они ускоряются, а пройдя этот имеющий форму улитки корпус, направляются к ротору турбины и приводят ее во вращение.

    Скорость вращения турбины определяется размером и формой канала в ее корпусе. Это напоминает поливочный шланг: чем больше вы перекрываете пальцем выходное отверстие, тем дальше бьет струя воды. Размеры турбины и ее корпуса зависят от конкретного двигателя.

    Корпусы турбин значительно различаются в зависимости от сферы применения. Корпус турбины двигателя грузовика может быть разделен на два параллельных канала, поэтому на ротор воздействуют два потока отработавших газов. При таком типе корпуса становится возможным использование импульсного движения потока газов и достижение резонансных явлений. Отсюда и обязательность разделения выпускных каналов для каждого цилиндра.

    В корпусе турбины, имеющем двойной канал, каждый поток распределяется по всей поверхности ротора турбины. Другая конструкция корпуса с двумя каналами позволяет использовать импульсы давления (поток распределяется симметрично с каждой стороны ротора).

    В случае системы с постоянным давлением используется только энергия поступательного движения отработавших газов. При этом могут применяться только корпусы турбины с одним каналом. Этот вариант используется в корпусах с водяным охлаждением, которые применяются на судовых двигателях.

    В турбокомпрессоры с большим объемом часто устанавливают дополнительное кольцо с направляющими лопатками. Оно облегчает создание постоянного потока отработавших газов на роторе турбины и делает возможным регулирование потока внутри ее корпуса.

    Корпус турбины отливается из сплава с высокой термостойкостью. Ротор турбины также изготавливается из высококачественных материалов, имеющих высокую температурную стойкость. Ту часть, через которую входят отработавшие газы, называют впуском, а идущую к выхлопной трубе — выпуском.

    На оси жестко крепится ротор турбины. Материал оси отличается от материала, используемого для ротора турбины. Сборка этого соединения осуществляется следующим способом. Ось и ротор, вращающиеся в противоположных направлениях на очень большой скорости, прижимают друг к другу. Выделяющееся при трении тепло сплавляет их друг с другом, образуя неразъемное соединение.

    Ось в месте соединения пустотелая. Эта пустота затрудняет передачу тепла от ротора турбины к ее оси. На оси со стороны турбины имеется углубление, в котором располагается уплотнительное кольцо. Рабочая поверхность радиальных подшипников упрочняется и полируется.

    Выступающий бортик, на который будет запрессовано кольцо, обрабатывается с высокой точностью. На более тонкий конец оси устанавливается ротор компрессора; там имеется резьба, на которую навинчивается предохранительная гайка для закрепления ротора. После того, как ось изготовлена, она должна быть отбалансирована с максимально возможной точностью прежде чем она будет установлена в корпус.

    Компрессор

    Компрессор состоит из корпуса и ротора. Размеры компрессора определяются количеством воздуха, требуемого для двигателя, и скоростью вращения турбины. Ротор компрессора жестко закреплен на оси турбины и, следовательно, вращается с той же скоростью, что и ротор турбины.

    Лопатки ротора компрессора, изготавливаемые из алюминия, имеют такую форму, что воздух засасывается через центр ротора. Всасываемый таким образом воздух направляется к периферии ротора и при помощи лопаток отбрасывается на стенку корпуса компрессора. Благодаря этому воздух сжимается и через впускной коллектор попадает в двигатель. Корпус компрессора также изготовлен из алюминия.

    Корпус оси

    Смазка турбокомпрессора производится от системы смазки двигателя. Корпус оси образует центральную часть турбокомпрессора, расположенную между турбиной и компрессором. Ось вращается в подшипниках скольжения. Моторное масло по каналам проходит между корпусом и подшипниками, а также между подшипниками и осью. В большинстве турбокомпрессоров радиальные подшипники вращаются со скоростью, равной половине скорости оси.

    В настоящее время появились конструкции, в которых подшипник неподвижен, а ось вращается в масляной ванне. Масло не только служит для смазки оси, но и охлаждает ее, подшипники и корпус.

    Для уплотнения с двух сторон турбокомпрессора устанавливаются маслоотражательные прокладки. С двух сторон устанавливаются также уплотнительные кольца.

    Но, несмотря на то, что эти кольца помогают избежать утечек масла, они в действительности не являются уплотнительными прокладками. Их нужно рассматривать как элемент, затрудняющий утечку воздуха и газов между турбиной, компрессором и корпусом оси. В обычном режиме работы турбокомпрессора давление в турбине и компрессоре больше давления в корпусе оси. Часть газов из турбины и часть воздуха, сжатого в компрессоре, попадают в корпус оси и вместе с моторным маслом по сливному маслопроводу проходят в масляный картер двигателя.


    На рисунке показан путь, по которому проходит масло внутри корпуса оси турбокомпрессора Garrett T04B

    Все масляные уплотнения динамического типа, т.е. работают на принципе разности давлений:

    1. Разница в диаметрах оси из-за действия центробежных сил образует разность давлений, что затрудняет просачивание масла к турбине.

    2. Со стороны турбины уплотнительные кольца расположены в выточках (как в корпусе оси так и на самой оси). Этот же принцип установки колец применен и со стороны компрессора.

    Уплотнительные кольца являются элементом, играющим главную роль в обеспечении герметичности. Кроме того, они передают тепло с оси на корпус.

    3. Уплотнительное кольцо вращается с той же скоростью, что и ось. Благодаря имеющимся в нем трем отверстиям создается противодавление маслу.

    4. Внутренняя форма корпуса оси на уровне кольца герметичности весьма своеобразна с целью предотвращения просачивания масла к компрессору.

    5. Давление в компрессоре и турбине вытесняет масло в корпус оси.

    Когда обороты двигателя низкие или он работает без нагрузки, давление в корпусе оси больше, чем в компрессоре. В компрессоре воздух отжимается от центра на периферию и сжимается. Этот же эффект мы можем наблюдать при быстром размешивании кофе в чашке: кофе будет отброшен на стенки чашки. Воздух в компрессоре завихряется и отбрасывается на стенки компрессора, после чего этот сжатый воздух поступает в двигатель. Поэтому становится ясно, почему в случае слабого наддува в двигателе с турбокомпрессором (т.е. когда давление турбокомпрессора близко к нулю) за ротором компрессора образуется небольшое разрежение.

    Естественно, при работе компрессора могут иметь место утечки масла из корпуса оси в компрессор. Скорость вращения оси турбокомпрессора может быть настолько высокой, что избежать утечек масла, используя обычные манжеты (устанавливаемые, к примеру, в коробке передач), невозможно.

    Поэтому в корпус оси устанавливают несколько уплотнительных колец, используя разные методы для наиболее качественного уплотнения мест возможной утечки масла.

    Вот некоторые из них:

    Механический сливной маслопровод турбокомпрессора Garrett. В этом компрессоре главную роль при уплотнении играет уплотнительное кольцо. Когда двигатель работает на малых оборотах либо без нагрузки, за ротором компрессора образуется область пониженного давления (разрежения). Масло и газы, которые находятся в корпусе оси, устремляются между задней пластиной и уплотнительным кольцом к компрессору. Когда эта смесь проходит через отверстия кольца, масло, более тяжелое, чем газы, отбрасывается к наружной стороне кольца, но остается в корпусе оси, в то время как газы продолжают свое движение в компрессоре.

    Таким образом, уплотнительное кольцо, которое вращается на большой скорости вместе с осью турбокомпрессора, действует как центробежный сепаратор масла.

    Пластина для отвода масла. Большинство производителей турбокомпрессоров в той или иной форме используют эту схему. Это неподвижная пластина, расположенная поперечно со стороны компрессора.

    Масло, идущее от уплотнительных колец, стекает по внутренней стороне пластины вниз, то есть к отверстию для слива масла. Верхняя часть этой пластины имеет такую форму, что она постоянно находится выше нормального уровня масла в корпусе оси. В случае возможного образования разрежения в компрессоре газы засасываются легче, чем более тяжелое масло.

    Со стороны турбины проблема отвода масла не так важна, если принять во внимание, что в нормальных условиях давление в турбине всегда выше, чем в корпусе оси. При некоторых условиях эксплуатации может иметь место падение давления в турбине; в таком случае требуется установка пластины для отвода масла со стороны турбины.

    Любая конструкция корпуса оси подразумевает также необходимость максимального снижения теплообмена между турбиной с уплотнительными кольцами и компрессором. С этой целью со стороны турбины устанавливается термоизоляционная прокладка, а в корпусе оси имеется множество элементов для теплообмена. Например, в турбокомпрессорах (Garrett для дизельных двигателей с марта 1989 года используется корпус оси, имеющий ребра охлаждения.

    Регулировка давления наддува

    Мощность дизельного двигателя ограничена максимальным числом оборотов, равным приблизительно 5000 об/мин. Ее можно поднять, только увеличив рабочий объем двигателя или степень сжатия.

    По соображениям ограничения массы и размеров автомобиля его оснащают как можно меньшим двигателем, который будет работать с максимальными оборотами, чтобы обеспечить требуемую мощность.

    Дизельный двигатель работает в широком диапазоне чисел оборотов. Соответствие мощности турбины и нерегулируемого компрессора турбокомпрессора означает соответствие создаваемого последним давления энергии отработавших газов. Увеличивая мощность двигателя (например, нажимая на педаль акселератора), мы увеличиваем как количество отработавших газов, так и давление наддува. Недостатком этой конструкции будет создание слишком высокого давления на максимальных оборотах. Повреждения двигателя избегают, ограничивая давление.

    Принцип работы регулятора давления.
    Давление наддува в компрессоре воздействует на мембрану, которая прижимается пружиной. Когда сила сжатой пружины преодолевается, открывается регулировочный клапан, уменьшая поток отработавших газов через турбину и удерживая таким образом давление наддува ниже определенного предела, при превышении которого двигатель был бы поврежден. В турбокомпрессорах для дизельных двигателей этот клапан почти всегда встроен в корпус турбины. Этим достигается компактность конструкции и точность работы.

    На рисунке представлен в разрезе регулировочный клапан фирмы Garrett.


    1 — корпус турбины; 2 — клапан; 3 — уплотнение; 4 — направляющая пружины; 5 — пружины; 6 — клапан; 7 — контргайка; 8 — крышка с отводом воздуховода; 9 — вентиляционный канал

    Верхняя часть стержня клапана полая. Эта полость заканчивается на середине стержня боковым отверстием. Обычно давление во впускном трубопроводе над мембраной выше давления в корпусе. Вот почему более холодный воздух из компрессора циркулирует по полости в стержне к точке крепления стержня в корпусе турбины и затем по вентиляционному воздуховоду к корпусу турбины. Крышка Мембраны зажата на корпусе клапана таким образом, что на практике никакая регулировка усилия пружины невозможна. Если предохранительный клапан не работает как надо, корпус турбины вместе с клапаном должен быть заменен полностью.

    Работа предохранительного клапана фирмы KKK.
    Этот клапан также может быть встроен в выхлопную трубу, как отдельно от корпуса турбины, так и в ней. Чтобы максимально уменьшить передачу тепла, встраивают множество теплоизоляционных элементов. Кроме этого, корпус клапана имеет ребра охлаждения, которые поглощают тепло и рассеивают его в окружающий воздух.

    Давление наддува можно также регулировать со стороны компрессора. При определенном давлении регулировочный клапан открывается и выпускает часть воздуха в атмосферу или во впускной трубопровод перед компрессором. Эта система, правда, имеет два недостатка. Во-первых, выпускаемый воздух имеет повышенную температуру, поэтому термодинамические преимущества турбокомпрессора уменьшаются. Во-вторых, если давление регулируется только компрессором, требуется слишком большая турбина, чтобы в любой момент времени обеспечить нужную производительность компрессора. Это вызывает увеличение времени реакции на нажатие педали акселератора, поскольку турбокомпрессор срабатывает с запаздыванием.

    На практике клапан у компрессора используется как дополнительная защита от повышения давления совместно с регулятором давления наддува.

    Корпус оси

    С уменьшением размеров турбины и компрессора общая величина современных турбокомпрессоров также уменьшается. При этом турбина располагается все ближе к компрессору.

    Передача тепла от турбины к компрессору по оси и корпусу оси неблагоприятно сказывается на надежности и долговечности корпуса, а также ухудшает теплоотдачу турбокомпрессора: воздух должен быть как можно более холодным, поскольку холодный (более плотный) воздух содержит больше кислорода, чем горячий.

    В ходе развития турбокомпрессоров для автомобильных дизельных двигателей конструкторы постоянно искали новые возможности воспрепятствования передаче тепла. При изготовлении корпуса оси стали встраивать большее количество термокомпенсационных элементов, увеличили количество содержащегося в корпусе масла.

    Так, фирма Garrett изготовила «морщинистый» корпус оси, разработанный специально для автомобильных двигателей. Этот корпус устанавливается на турбокомпрессоре TЗ той же фирмы. Благодаря особой форме корпуса достигнуто снижение температуры на его внутренней поверхности, при этом пиковые температуры снижены:

    а) усилением вентиляции вокруг основания турбины, что значительно улучшает циркуляцию масла и отвод тепла;

    б) увеличением размеров металлических деталей, чтобы ускорить поглощение тепла;

    в) использованием охлаждающих ребер для улучшения отвода тепла от основания турбины.

     

    Двигатель



    avto74.com

    Система турбонаддува — принцип работы турбины, устройство турбокомпрессора автомобиля

    Мощность двигателя автомобиля напрямую зависит от того, какое количество топлива и какой объем воздуха поступают в двигатель. Чтобы повысить мощность двигателя, логично увеличить количество этих компонентов. 

    Просто увеличить количество топлива недостаточно, если при этом не увеличить объем воздуха, необходимого для максимально полного сгорания топлива. Использование турбокомпрессора дает возможность доставить больший объем воздуха в цилиндры, предварительно сжав его.

    Принцип работы турбины двигателя таков: в цилиндры под давлением отработанных газов подается сжатый воздух, который вращает крыльчатку. Компрессор, расположенный на одном валу с крыльчаткой, нагнетает давление в цилиндр.

    Турбонаддув от выхлопных газов – наиболее эффективная система увеличения мощности двигателя. Использование турбонаддува не увеличивает объем цилиндров и не влияет на частоту вращения коленвала.

    Таким образом, помимо увеличения мощности, турбонаддув позволяет рационально расходовать топливо и уменьшить токсичность отработанных газов благодаря тому, что топливо сгорает полностью. 

    Устройство турбокомпрессора автомобиля

    Система турбонаддува используется не только в дизельных, но и в бензиновых двигателях.

    Система турбонадува состоит из следующих элементов:

    • Турбокомпрессора;
    • Интеркулера;
    • Перепускного клапана;
    • Регулировочного клапана;
    • Выпускного коллектора.

     

    Принцип работы турбины дизельного двигателя

    Работа дизельной турбины также основана на использовании энергии выхлопных газов. 

    В общих чертах принцип работы турбины дизеля выглядит так.

    От выпускного коллектора выхлопные газы направляются в приемный патрубок турбины, после попадают на крыльчатку, принуждая ее двигаться.  С крыльчаткой на одном валу расположен компрессор, который нагнетает давление в цилиндрах.

    Основное отличие турбокомпрессорных агрегатов от атмосферных дизелей в том, что  здесь в цилиндры воздух подается принудительно и под высоким давлением. Поэтому на цилиндр попадает значительно большее количество воздуха. В сочетании с большим объемом подающегося топлива мы получаем прирост мощности порядка 25%. При этом пропорции воздушно-топливной смеси остаются неизменными.

    Чтобы еще больше увеличить объем поступающего в цилиндры воздуха, используется интеркулер – устройство, предназначенное для охлаждения атмосферного воздуха перед подачей его в двигатель. Это позволяет за один цикл подать в цилиндр еще больше воздуха, так как, холодный, он занимает меньше места.

    Технология турбонаддува используется в случаях, когда необходимо увеличить мощность мотора и при этом оставить неизменными его размеры и габариты.

    Более наглядно схема работы турбины показана в этом видео:

     

     

     

    Принцип работы дизельной турбины несколько отличается от работы турбины на бензиновом двигателе. В чем отличие? Давайте рассмотрим подробнее.

     

    Отличие работы турбины бензинового двигателя

    Основное отличие турбин бензинового двигателя от турбин дизельного в том, что последние раскручиваются с помощью выхлопных газов, температура которых достигает 850 градусов.  А турбина бензинового двигателя раскручивается с помощью газов, имеющих температуру от 1000 градусов. Имея одинаковый принцип работы, бензиновая турбина изготовлена из более жароустойчивых сплавов, нежели турбина дизельная.

    Само строение бензиновой турбины также имеет некоторые отличия, в частности угол входа, крутка лопаток и т.д. По этой причине не стоит использовать дизельные турбины для наддува бензинового двигателя, впрочем, как и наоборот (подробнее в статье).

     

     

     Вернутся к списку «Статьи и новости»

    turbomag.com.ua

    Редуктор устройство – Редуктор и все, что нужно о нем знать — описание,виды,фото,видео

    Планетарный редуктор: устройство, принцип работы, виды

    Процедура механизации производственной и другой деятельности существенно повысила поставленные задачи. Довольно большое распространение получили механизмы, предназначенные для передачи вращения и распределения создаваемого усилия. Существует довольно большое количество различных редукторов, все они характеризуются своими определенными эксплуатационными характеристиками. Примером можно назвать планетарный редуктор, устройство которого имеет довольно большое количество различных особенностей. Рассмотрим подобный механизм подробнее.

    Устройство и принцип работы

    Рассматриваемый механизм представлен классическим сочетанием шестерен с различным диаметром, которые обеспечивают передачу вращения с изменением числа оборотов и передаваемого усилия. Особенности механизма определяют возможность применения в самых различных отраслях. Обеспечить работу можно только в случае присоединения вращающего вала к ведомой части.

    Рассматривая чертеж классического устройства, следует отметить, что оно состоит из следующих элементов:

    1. Основные элементы представлены зубчатыми и червячными парами.
    2. Для установки и фиксации основных деталей проводится установка центрирующих подшипников.
    3. Для смазывания трущихся деталей корпус заполняется специальным маслом. Исключить вероятность его вытекания можно за счет уплотнений.
    4. Сальники также являются важной частью конструкции.
    5. Корпус состоит из двух составных элементов, за счет которых есть возможность разобрать конструкция при обслуживании или ремонте.

    Принцип работы планетарного редуктора предусматривает то, что смазывание основных деталей происходит за счет естественного разбрызгивания масла при работе устройства.

    Схема классического устройства выглядит следующим образом:

    1. В качестве источника вращения устанавливается мотор.
    2. Другая часть представлена шестерней планетарного типа. Внутри расположены другие детали, крепление стакана редуктора к мотору проводится за счет фиксирующих элементов.
    3. Далее идет вал с подшипником.

    Защита конструкции обеспечивается за счет крышки редуктора. Его фиксация проводится за счет болтов. В целом можно сказать, что устройство достаточно сложное, поэтому провести его ремонт и обслуживание не всегда просто.

    Принцип действия агрегата во многом зависит от кинематической схемы привода. Расчет передаточного отношения проводится при применении специальных формул, которые можно встретить в технической литературе.

    Основная часть конструкции состоит из следующих деталей:

    1. Коронной шестерни.
    2. Планетарная или сателлиты.
    3. Водило и солнечная шестерня.

    Принцип действия рассчитывается следующим образом:

    1. Солнечная шестерня расположена в центральной части конструкции. Зачастую именно ей передается основное вращение, для чего элемент имеет посадочное отверстие под вал.
    2. Центральный элемент постоянно находится в зацеплении с другими подобными шестернями, оси которых расположены по окружности.
    3. Сателлиты находятся в зацеплении с коронной шестерней, которая представлена зубчатым колесом большого диаметра с внутренним расположением основных деталей.
    1. Водило требуется для жесткой фиксации всех деталей относительно друг друга.

    Стоит учитывать, что для работы механизма одна из частей должна быть зафиксирована относительно других. В зависимости от выбора ведомого или ведущего элемента зависит показатель передаточного числа. Рассчитать число достаточно сложно, от этого показателя также зависит удельная мощность.

    Конструктивные особенности рассматриваемого механизма определили то, что он может применяться для достижения самых различных целей.

    Виды планетарных редукторов

    Встречается довольно большое количество разновидностей понижающих редукторов. Классификация проводится также по количеству ступеней:

    1. Одноступенчатые.
    2. Многоступенчатые.

    Первый вариант исполнения намного проще, характеризуется меньшими размерами и обеспечивает более широкие возможности по передаче крутящего момента. Создание нескольких ступеней определяет существенное увеличение размеров конструкции, а диапазон передаточных чисел уменьшается.

    Также классификация проводится по показателю сложности планетарного редуктора. Выделяют два основных типа:

    1. Простые.
    2. Дифференциальные.

    На сегодняшний день дифференциальный редуктор получил весьма широкое распространение, так как позволяет передавать вращение требуемым образом в конкретном случае.

    Выделяют виды в зависимости от формы корпуса, а также применяемым внутри элементам. Классификация выглядит следующим образом:

    1. Волновые.
    2. Конические.
    3. Червячные.
    4. Цилиндрические или колесного типа.

    Их применение позволяет передавать вращение между пересекающимися, перекрещивающимися и параллельными валами. Именно поэтому планетарный редуктор получил широкое распространение.

    Двухступенчатые планетарные мотор-редукторы применяются в случае, когда нужно передавать вращение с различной частотой. Некоторые варианты исполнения изготавливаются по схеме 3к, планетарные редукторы большой мощности зачастую имеют крупный размер, а при изготовлении основных частей применяется закаленная сталь, характеризующаяся высокой устойчивостью к износу.

    Применение

    Сегодня электродвигатель с планетарным редуктором получили весьма широкое распространение, могут применяться в самых различных случаях. Область применения во многом зависит от конструктивных особенностей устройства и его характеристик. Выделяют следующие варианты исполнения:

    1. Цилиндрические. Это связано с тем, что конструктивные особенности позволяют обеспечить КПД около 95%. Назначение редуктора с планетарной передачей заключается в передаче достаточно большого усилия между параллельными и соосным валами. Передача вращения осуществляется за счет прямозубых, косозубых и шевронных колес. Коэффициент может варьировать в пределе от 1,5 до 600. Достоинством подобного варианта исполнения можно также назвать компактные размеры, а также высокую степень защиты от воздействия окружающей среды.
    2. Конические сегодня также встречаются довольно часто. Конструктивной особенностью можно назвать то, что шестерни имеют коническую форму. За счет подобной формы обеспечивается плавность сцепки, а также высокую степень устойчивости к нагрузкам. В алы в данном случае могут располагаться вертикально или горизонтально.
    3. Могут применяться и волновые устройства. Они характеризуются тем, что имеют гибкое промежуточное число. Основными конструктивными элементами можно назвать эксцентрики и кулачки, которые обеспечивают растяжение гибкого колеса. Подобный вариант исполнения характеризуется высоким передаточным числом, плавностью хода и повышенной степенью герметичности. Выделяют несколько различных разновидностей этого механизма, к примеру, могут применяться различные типы подшипников.

    Несмотря на достаточно сложную конструкцию, она получила весьма широкое распространение. Примером можно назвать машиностроительную область, станкостроение и производство различных механизмов. Примером можно назвать автомобильную коробку передач, которая предназначена для передачи вращения и изменения предаваемого усилия или скорости.

    Следует уделить довольно много внимания и подбору наиболее подходящего варианта исполнения. Если установленное устройство не будет обладать требуемыми свойствами, то есть вероятность выхода конструкции их строя при ее применении.

    Наиболее важными параметрами выбора можно назвать следующие показатели:

    1. Тип передачи, которая применяется для передачи вращения.
    2. Максимально допустимая осевая и консольная нагрузка. На момент эксплуатации редуктора нагрузка, возникающая на момент работы распределяется самым различным образом.
    3. Имеет значение и размер редуктора. Слишком большой показатель определяет отсутствие возможности установки в тех или иных условиях. Однако, нужно уделить внимание тому моменту, что увеличение мощности достигается исключительно за счет увеличения размеров устройства. Поэтому приходится подбирать более оптимальный вариант исполнения.
    4. Диапазон температур, при которых механизм может применяться. Тип применяемого материала при изготовлении корпуса и основных элементов определяет то, в каких условиях устройство может эксплуатироваться. Слишком высокая температура становится причиной повышения пластичности и снижения твердости поверхности, за счет чего есть вероятность деформации и износа изделия. Для обеспечения охлаждения проводится добавление масла. Не все варианты исполнения могут применяться для длительной работы, некоторые могут эксплуатироваться только периодически.
    5. Популярность производителя также имеет значение. Некоторые заводы характеризуются тем, что производят качественные и долговечные механизмы.

    Все наиболее важные параметры указываются в инструкции по эксплуатации, что существенно упрощает процесс выбора подходящего варианта исполнения.

    Достоинства и недостатки

    Широкая область применения прежде всего связана с основными преимуществами механизма. Многие свойства такие же, как у цилиндрического варианта исполнения, так как в обоих случаях применяются шестерни. Преимущества следующие:

    1. Компактность. Многие модели характеризуются небольшими размерами, за счет чего упрощается установка. Небольшие габаритные размеры также позволяют создавать механизмы с небольшой массой. За счет этого существенно повышается эффективность рассматриваемого устройства.
    2. Сниженный уровень шума. Это свойство достигается за счет установки конических колес с косым зубом. За счет применения большого количества зубьев также обеспечивается точность хода основных элементов. Даже при большой нагрузке и скорости вращения основных элементов сильного гула не возникает, что и стало причиной широкого распространения планетарных редукторов.
    3. Малая нагрузка, оказываемая на опоры. Обычные редуктора характеризуются тем, что нагрузка оказывается на вал, который со временем может сорвать. Также нагрузка оказывает влияние на подшипники, повышая степень их износа. Со временем все приведенные выше причины приводят к необходимости выполнения обслуживания.
    4. Снижается нагрузка на зубья. Это достигается за счет ее равномерного распределения и большого количества задействованных зубьев. Часто встречается проблема, связанная с истиранием рабочей части зубьев. За счет этого они начинают не плотно прилегать друг к другу, последствия подобного явления заключается в повышенном износе и появлении шума.
    5. Обеспечивается равномерное разбрасывание масла на момент работы. Как и при функционировании любого другого редуктора, в рассматриваемом случае большое значение имеет степень смазки рабочей поверхности.
    6. Длительный эксплуатационный срок. Особенности расположения сателлитов приводит к взаимному компенсированию оказываемой силы.
    7. Повышенной передаточное отношение. Этот показатель считается основным. Передаточное соотношение может варьировать в достаточно большом диапазоне.

    В целом можно сказать, что есть довольно большое количество причин, по которым применяется именно подобный механизм для передачи вращения. КПД планетарного редуктора относительно невысокое, что можно назвать существенным недостатком подобного варианта исполнения. Кроме этого, коэффициент полезного действия существенно падает при непосредственном использовании устройства, так как со временем оно изнашивается.

    Кроме этого следует уделить внимание тому, что планетарный редуктор является сложной конструкцией, при изготовлении и установке которой возникают трудности.

    Незначительное отклонение в размерах становится причиной уменьшения основных свойств, а также появления серьезных неисправностей.

    Обслуживание и ремонт

    Сложность рассматриваемого механизма определяет то, что возникает необходимость в своевременном обслуживании и проведении ремонта. Для начала уделим внимание тому, каким образом проводится расчет планетарного редуктора. Среди особенностей этого процесса отметим следующие моменты:

    1. Определяется требуемое число передаточных ступеней. Для этого применяются специальные формулы.
    2. Определяется число зубьев и расчет сателлитов. Зубчатые колеса могут иметь самое различное число зубьев. В рассматриваемом случае их число довольно много, что является определяющим фактором.
    3. Уделяется внимание выбору наиболее подходящего материала, так как от его свойств зависят и основные эксплуатационные характеристики устройства.
    4. Определяется показатель межосевого расстояния.
    5. Делается проверочный расчет. Он позволяет исключить вероятность допущения ошибок на первоначальном этапе проектирования.
    6. Выбираются подшипники. Они предназначены для обеспечения плавного вращения основных элементов. При выборе подшипника уделяется внимание тому, на какую нагрузку они рассчитаны. Кроме этого, не рекомендуется использовать этот элемент без смазки, так как это приводит к существенному износу.
    7. Определяется оптимальная толщина колеса. Слишком большой показатель становится причиной увеличения веса конструкции, а также расходов.
    8. Проводится вычисление того, где именно должны быть расположены оси шестерен. Это проводится с учетом размеров зубчатых колес и некоторых других моментов. Как правило, в качестве основы применяется чертеж, который можно скачать из интернета. Самостоятельно разработать проект по изготовления планетарного редуктора достаточно сложно, так как нужно обладать навыками инженера для проведения соответствующих расчетов и проектирования.

    Изготовить самостоятельно рассматриваемую конструкцию достаточно сложно, как и провести ремонт планетарных редукторов. Среди особенностей этой процедуры отметим следующее:

    1. Процедура достаточно сложна, так как механизм состоит из большого количества различных элементов. Примером можно назвать то, что сразу после разбора все иголки могут высыпаться практически моментально.
    2. Многие специалисты рекомендуют доверять рассматриваемую работу исключительно профессионалам, так как допущенные ошибки становятся причиной быстрого износа и выхода из строя механизма.
    3. Ремонт зачастую предусматривает замену шестерен, которые со временем изнашиваются. Примером можно истирание зубьев, изменение размеров посадочного гнезда и многие другие дефекты. Самостоятельно изготовить подобные изделия практически невозможно, так как для этого требуется специальное оборудование.

    Чаще всего обслуживание предусматривает добавление масла. Смазка планетарного редуктора позволяет существенно продлить срок службы конструкции, так как соприкосновение и трение металла становится причиной его истирания. Рекомендуется смазывать механизм периодически, так как масло выступает еще в качестве охлаждения. В продаже встречаются специальные смазывающие вещества, которые характеризуются определенными эксплуатационными качествами.

    Сегодня ремонтом редукторов занимаются компании, которые специализируются на предоставлении соответствующих услуг. Признаком того, что механизм начинает выходить из строя становится появление сильного шума, вибрации, рывков, нагрев и многое другое. Со временем процесс износа существенно ускоряется, так как металл, находящийся в масле попадает в зацепление шестерен. В большинстве случаев ремонт предусматривает замену всех элементов на новые.

    В заключение отметим, что планетарный редуктор характеризуется весьма привлекательными свойствами. Примером можно назвать отсутствие большого количества крепежных элементов, а также равномерное распространение нагрузки. Как ранее было отмечено, редуктор применяется при создании различных узлов транспортных средств.

    Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

    stankiexpert.ru

    Планетарный редуктор — Википедия

    Планетарный редуктор.
    Опорное звено эпицикл заблокировано на корпус редуктора.

    Планета́рный реду́ктор, дифференциа́льный реду́ктор (от лат. differentia – разность, различие) — один из классов механических редукторов. Редуктор называется планетарным из-за планетарной передачи, находящейся в редукторе, передающей и преобразующей крутящий момент.

    Колёсный редуктор военного автомобиля МАЗ-7310. Водило с сателлитами сняты

    Конструкция[править | править код]

    Механической основой планетарного редуктора может быть планетарная передача любой формы и состава. Принципиальная возможность работы планетарной передачи в режиме редуктора не зависит от формата распределения функций между тремя её основными звеньями (солнцем, водилом и эпициклом): любое звено может быть выбрано конструкторами как ведущее, и любое как ведомое. Но при этом, наличие у планетарной передачи двух степеней свобод требует снятия одной степени свободы для её работы в качестве редуктора; эта задача решается посредством блокировки третьего звена на корпус редуктора, а само звено получает название «опорное звено».

    Уникальные особенности[править | править код]

    В контексте сравнения планетарной передачи с любыми другими типами зубчатых передач под использование их в качестве редуктора, таковыми особенностями являются: соосность входящего и исходящего потока мощности (например, валов) даже на однорядной планетарной передаче; возможность выбора из шести передаточных отношений даже на простой трёхзвенной планетарной передаче; две степени свободы любой планетарной передачи; возможность получения больших передаточных отношений в условиях ограниченного поперечного габарита.

    Типы планетарных редукторов и их применение[править | править код]

    Шуруповёрт в разобранном виде. Справа видны сателлиты и эпицикл первой скорости редуктора.

    Планетарный редуктор с одной степенью свободы[править | править код]

    Конструкция таковых предполагает, что опорное звено всегда постоянно заблокированно на корпус редуктора. При этом для любого простого (трёхзвенного) планетарного механизма возможны шесть вариантов распределения ролей между основными звеньями, каждый из которых даёт своё передаточное отношение. Из этих шести передаточных отношений три могут применяться для редукции (передаточное отношение больше единицы) и три для мультипликации (передаточное отношение меньше единицы). Выбор того или иного варианта обусловлен необходимой кинематикой соединения с соседними элементами трансмиссии и нужным значением передаточного отношения, которое в разных вариантах может отличаться в разы.

    Для планетарного редуктора, выполненного на основе простого планетарного механизма схемы , на практике возможны следующие варианты:

    • Вариант 1: ведущее звено — солнце; ведомое звено — водило; опорное звено — эпицикл.
    • Вариант 2: ведущее звено — водило; ведомое звено — солнце; опорное звено — эпицикл.
    • Вариант 3: ведущее звено — эпицикл; ведомое звено — водило; опорное звено — солнце.
    • Вариант 4: ведущее звено — водило; ведомое звено — эпицикл; опорное звено — солнце.
    • Вариант 5: ведущее звено — солнце; ведомое звено — эпицикл; опорное звено — водило.
    • Вариант 6: ведущее звено — эпицикл; ведомое звено — солнце; опорное звено — водило.

    Наиболее глубокую редукцию в схеме СВЭ даёт Вариант 1 (с солнца на водило), наиболее слабую — Вариант 3 (с эпицикла на водило). Некое промежуточное значение редукции с обязательным противовращением даёт Вариант 5 (с солнца на эпицикл), но в силу разных причин его используют не часто (единственный известный пример — колёсные редукторы дорожных автомобилей МАЗ). Оставшиеся три варианта дают мультипликацию, в том числе одно передаточное отношение обратного вращения.

    Планетарные редукторы с одной степенью свободы применяются в бортовых главных передачах гусеничных машин, в двухступенчатых главных передачах колёсных грузовых машин в ступицах ведущих колёс, в грузовых лебёдках и тельферах, в автомобильных стартёрах, в совмещённых планетарных мотор-редукторах. Общий принцип применения — требование компактности редуктора и соосности ведущего и ведомого валов. В грузовых лебёдках и тельферах могут применяться двух- и трёхрядные планетарные передачи, а общее передаточное отношение таких планетарных редукторов может быть порядка 100.

    Планетарный редуктор с двумя степенями свободы[править | править код]

    Конструктивно подобный планетарный редуктор может быть аналогичен планетарному редуктору с одной степенью свободы, с тем лишь отличием, что опорное звено здесь может быть разблокировано. При этом планетарная передача перестаёт выполнять редукцию и становится дифференциалом, а ввиду того, что в любом дифференциале мощность на ведомых звеньях выравнивается до минимально востребованной на любом из двух этих звеньев, настоящее ведомое звено перестаёт передавать сколь-либо существенную мощность по кинематической цепи трансмиссии и останавливается, а вращается только разблокированное опорное звено. К подобным редукторам относится термин «дифференциальный редуктор».

    Применяются в однорадиусных механизмах поворота гусеничных машин, где они одновременно выполняют функцию редукции и обеспечивают возможность плавного разрыва потока мощности. Также могут применяться везде, где требуется опция отключения потока мощности без необходимости остановки мотора или вала привода ведущего звена.

    Многоскоростной планетарный редуктор[править | править код]

    Многоскоростные планетарные редукторы допускают переключение между различными кинематическими цепями внутри себя, то есть, дают возможность использования разных передаточных отношений. Конструктивно это всегда реализуется через применение так называемых управляющих элементов: тормозов, блокировочных фрикционов, обгонных муфт. Наличие шести передаточных отношений даже на одном простом планетарном механизме теоретически допускает его использование в качестве минимально возможного, но фактически все многоскоростные планетарные редукторы выполнены либо на основе одного сложного планетарного механизма, либо на основе нескольких последовательно зацепленных простых (и сложных) планетарных механизмов. Число степеней свободы таких редукторов может быть 2 и более, общее число управляющих элементов может быть более десяти. Все многоскоростные планетарные редукторы имеют ту особенность, что взаимная блокировка их звеньев превращает их в прямую передачу, что может быть также использовано для расширения числа доступных скоростей.

    В основном применяются в трансмиссиях транспортных машин: в двухрадиусных механизмах поворота гусеничных машин, в коробках передач и раздаточных коробках колёсных и гусеничных машин, где могут выполнять как функции делителя, овердрайва, ходоуменьшителя, так и функции основного набора передач включая реверс, независимо от общего числа скоростей. Также применяются в электроинструментах, где требуется возможность получения более одной скорости вращения.

    Шарикоподшипниковый редуктор[править | править код]

    Шарикоподшипник представляет пример планетарного редуктора, в котором водилом является сепаратор, функции солнечной шестерни выполняет внутреннее кольцо, функции коронной шестерни — наружное кольцо, а сателлиты — это шарики. С использованием обыкновенных шарикоподшипников могут быть сконструированы маломощные редукторы (для научных или измерительных приборов). Например, шарикоподшипниковые планетарные редукторы используются в конструкции верньера, применяемого для точной настройки радиостанции на нужную частоту приема/передачи.

    ru.wikipedia.org

    Червячный редуктор: устройство, принцип работы, классификация

    Передача вращения и усилия зачастую проводится при помощи специальных механизмов, которые стали называть редуктором. Подобное изделие представлено сочетанием нескольких элементов, которые при взаимодействии проводят повышение или понижение передаточного числа, изменение скорости вращения и перенаправления усилия. Довольно большое распространение получил червячный редуктор. Он характеризуется определенными характеристиками, которые должны учитываться. Рассмотрим особенности подобного механизма подробнее.

    Устройство и принцип работы

    Классический редуктор представлен сочетанием различных элементов, которые при взаимодействии обеспечивают передачу усилия. Принцип работы червячного редуктора связан с особенностями основного элемента, в качестве которого выступает червеобразный ведущий винт. Именно он определяет название устройства. Кроме этого, классический вариант исполнения представлен сочетанием следующих элементов:

    1. Шестерня имеет цилиндрическую форму, на поверхности которой есть зубья. Она получила весьма широкое распространение, находится в непосредственном соединении с червяком.
    2. Для крепления шестерни применяется вал. Он расположен под прямым углом относительно червяка.
    3. Все элементы расположены в корпусе, который часто изготавливается из чугуна. Для того чтобы можно было провести обслуживание корпус делается составным, нижняя часть выступает в качестве фиксирующего элемента.
    4. Соединение двух элементов корпуса и фиксация других деталей проводится при применении различных уплотнительных элементов. Их применение можно связать с тем, что в корпусе находится масло, которое разбрасывается на момент работы для обеспечения требуемого охлаждения и снижения степени износа.
    5. Вращение вала обеспечивается за счет установки подшипников самых различных типов. Этой детали уделяется довольно много внимания, так как на момент службы устройства именно они часто выходят из строя.

    Кинематическая схема определяет возможность передач низкого крутящего момента с высокой скоростью вращения входного вала.

    При этом на выходе происходит понижение количества оборотов и повышение усилия. Кроме этого, редуктора червячные технические характеристики могут иметь следующие:

    1. Выделяют тихоходные и быстроходные варианты исполнения. При этом в случае небольшой скорости вращения червяк устанавливается снизу, при большой – сверху. Тихоходный вал должен смазываться соответствующим образом, так как в противном случае он не прослужит долго.
    2. Если вращение основных деталей происходит при большой скорости, то масло должно подаваться под большим давлением. Низководная червячная пара может смазываться без давления при естественной циркуляции масла.

    Скачать ГОСТ 27701-88

    Сегодня корпус редуктора в большинстве случаев изготавливается при применении чугуна, так как этот материал выдерживает существенное воздействие окружающей среды. Передаточное число червячного редуктора зависит от размеров механизма. Чертеж устройства можно встретить в интернете, кроме этого его созданием занимается инженер с соответствующей подготовкой.

    При выборе рассматриваемого механизма учитываются самые различные параметры, но передаточное отношение червячного редуктора можно считать наиболее важным параметром.

    Классификация червячных редукторов

    Могут устанавливаться самые различные типы червячных редукторов, все зависит от области применения механизма. Основная классификация выглядит следующим образом:

    1. Материал деталей может быть самым различным, в большинстве случаев внутренние детали изготавливаются из углеродистой стали. Корпус часто представлен чугунной емкостью со специальными выемками для фиксации подшипников, вала и других элементов.
    2. Разное число заходов также можно назвать основным критерием классификации.
    3. Направление резьбы червячного вала также является одним из признаков, по которым проводят классификацию.
    4. Профиль резьбы.
    5. Тип применяемого винта.

    Редуктор червячный одноступенчатый получил весьма широкое распространение на сегодняшний день. Это связано с тем, что он маленький и может применяться для передачи большого усилия. При необходимости можно установить редуктор червячный двухступенчатый, который может не только изменять параметры передаваемого усилия, но и регулировать их в небольшом диапазоне.

    Достоинства и недостатки

    У рассматриваемого механизма есть довольно большое количество преимуществ и недостатков, которые должны учитываться. Проводимые тесты позволяют определить мощность. К плюсам отнесем следующее:

    1. Высокое передаточное число. Сегодня червячный редуктор может передавать крутящий момент в соотношении до 1000/1. Другие технические решения не позволяют реализовать подобные эксплуатационные характеристики. Не многие устройства могут передавать вращение с подобным передаточным числом.
    2. Компактность. Как ранее было отмечено, одноступенчатый вариант исполнения имеет небольшие размеры. Именно поэтому механизм соединяется с другими в одну конструкцию. В большинстве случаев проводится установка червячной конструкции в случае, когда в приоритете именно компактность.
    3. Бесшумность. При работе редукторов есть вероятность возникновения сильного шума, который создает трудности. Рассматриваемый вариант исполнения лишен подобного недостатка.
    4. Плавность хода. В некоторых случаях при передаче вращения нужно обеспечить высокую плавность хода. При этом некоторые конструкции могут проводить самоторможение при необходимости.
    5. Отсутствие обратного хода можно назвать еще одним важным преимуществом конструкции. При передаточном показателе 35/1 отсутствует эффект обратного хода, так как ведомое колесо нельзя провернуть.
    6. Ремонтопригодность. Сегодня можно найти специальный комплект для восстановления редуктора. Ремонтопригодность позволяет на месте провести требуемую работу.

    Однако, есть и несколько существенных недостатков, которые должны учитываться. Примером назовем следующее:

    1. Низкий КПД. КПД червячного редуктора намного меньше в сравнении с другими конструкциями. Именно поэтому в случае, когда не нужно обеспечивать плавность хода и бесшумность червячный редуктор не устанавливается по причине экономических соображений. Снижение показателя КПД прежде всего можно связать с тем, что червяк перенаправляет усилие. Потери могут составлять около 30% и более процентов.
    2. Нагрев также можно назвать существенным недостатком. Устройство должно находится постоянно в смазанном состоянии, так как происходит существенный нагрев при трении подвижных элементов. Слишком высокая температура становится причиной, по которой металл теряет свои основные характеристики Примером можно назвать твердость и износостойкость поверхности.
    3. Нет возможности применять для передачи большого усилия. Как показывает практика, червячный редуктор устанавливается только в случае необходимости передачи крутящего момента на более 15 кВт.
    4. Между валами наблюдается люфт. Даже вначале эксплуатации есть небольшой люфт, который со временем существенно увеличивается. Именно поэтому устройство не может прослужить в течение длительного периода.
    5. Наблюдается сильный износ зубьев. При этом восстановить детали не получается, проводится их полная замена, за счет чего повышаются расходы.

    Выбор наиболее подходящего редуктора проводится с учетом достоинств и недостатков рассматриваемого механизма.

    Профессионалы не рекомендуют проводить установку червячного редуктора в случае, когда нужно передавать усилие более 200 кВт.

    При показателе от 60 до 200 кВт конструкция должна обеспечивать принудительную подачу масла, которое требуется для охлаждения и смазывания.

    Применение устройства

    Червячный редуктор малогабаритный встречается в самых различных сферах. Примером можно назвать подъемники, конвейеры, насосы, мешалки, приводы ворот и многое другое. Кроме этого, установка механизма проводится в том случае, когда требуется механизм с невысокой стоимостью. Среди особенностей выбора отметим следующее:

    1. Если передаточное число должно быть больше 25, а также не требуется свойство самоторможения, то рекомендуется отдавать предпочтение цилиндро-червяные механизмы. Это связано с более высоким показателем КПД в сравнении с другим вариантами исполнения, за счет чего увеличивается ресурс работы и снижаются затраты на электроэнергию.
    2. Запрещается проводить установку устройства в случае возникновения на момент эксплуатации ударной нагрузки. Это связано с тем, что длительная эксплуатация при ударных нагрузках может привести к сильному нагреву устройства и это существенно снизит рабочий ресурс. Известны случаи, когда при передаче усилия 4 кВт масло в корпусе практически закипало.
    3. Устройство должно устанавливаться исключительно в горизонтальном положении. В противном случае есть вероятность того, что на момент эксплуатации масло будет вытекать через отверстия. Есть варианты исполнения, которые предназначены для вертикальной установки, все зависит от определенных условий эксплуатации.
    4. Запрещается применять устройство при создании системы позиционирования. Как ранее было отмечено, устройство имеет люфт, который негативно отражается на точности.
    5. При установке механизма уделяется внимание тому, что оно обладает свойством самоторможения. Именно поэтому редуктор не устанавливается в случае, если приходится управлять устройство вручную при определенных условиях эксплуатации.

    Специалисты рекомендуют перед тем как запустить новое устройство провести его обкатку в холодном режиме. При этом нужно добавить должное количество масла, после чего устройство работает в течение 15-20 часов.

    Изготовить рассматриваемое изделие своим руками практически невозможно.

    Это можно связать со следующими моментами:

    1. Расчет должен проводить исключительно профессиональный инженер, обладающий соответствующим опытом.
    2. После создания проекта, что предусматривает выполнение определенных расчетов и отображение чертежа, проводится непосредственное производство основных элементов. Все применяемые материалы должны быть надлежащего качества, так как в противном случае конструкция не сможет прослужить в течение длительного периода.
    3. Получив все необходимое проводится непосредственная сборка. Подобная работа также должна выполняться специалистом, так как все элементы должны идеально подходить друг к другу.

    В целом, можно сказать, что сегодня устанавливаются исключительно покупные варианты исполнения, так как самодельные не могут прослужить в течение длительного периода и не обладают требуемыми эксплуатационными свойствами.

    В заключение отметим, что червячный редуктор может быть отремонтирован своими руками, для работы не нужно обладать особыми навыками. Часть общего картера, в котором находятся основные элементы, зачастую можно снять. Перед непосредственным ремонтом проводится выливание масла в специальную емкость, после чего оно заменяется. Рабочая пара всегда подвергается полной замене, так как износ одного становится причиной повышенного износа другого. При незначительном зазоре проводится использование специальных вкладышей, за счет которых проводится смещение цилиндрического колеса и червяка.

    Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

    stankiexpert.ru

    принцип работы, устройство, применение, типы

    С момента создания первой зубчатой передачи прошло много лет. Многие известные инженеры приложили немало усилий для усовершенствования этого процесса и изобретения новых механизмов. Одним из таких людей стал американский инженер У. Массер, который в 1959 году изобрел волновой редуктор. Принцип работы был основан на использовании гибкого зубчатого колеса, передающего движение другой шестерне. Это изобретение позволило ускорить развитие многих отраслей промышленности, увеличить передаточное число и точность оборудования.

    Особенности конструкции

    Устройство волнового редуктора зависит от сферы его применения. Основная цель, для которой используется этот механизм – преобразование входного вращательного движения двигателей в:

    • выходное поступательное;
    • выходное вращательное.

    По своей конструкции они схожи с планетарными механизмами так как имеется несколько зон соприкосновения с гибким колесом. Обеспечивает одновременное соприкосновение кулачок. Он имеет несколько выступов, которые образуют волны при вращении. При этом нагрузка распределена по всем зацепляемым зубьям равномерно. При производстве волновых редукторов количество зубьев на колесах варьируется в пределах от 100 до 600.

    Место, где вершина волны деформируемого элемента соприкасаются с другой шестерней, называется зоной зацепления.

    По количеству таких зон редуктор с гибким элементом может быть:

    • одноволновый;
    • двухволновый;
    • трехволновый.

    Большее количество волн встречается крайне редко.

    Принцип работы

    Волновые редукторы имеют следующий принцип работы:

    1. Недеформируемое колесо с внутренними зубьями крепится в корпусе.
    2. Гибкое зубчатое колесо с тонкими стенками устанавливается на генератор волн.
    3. При вращении генератор волн деформирует гибкое колесо, тем самым перемещает точки соприкосновения наружной и внутренней шестерней.

    Плавность хода обеспечивается тем, что на гибком колесе меньшее количество зубьев.

    Типы волновых редукторов

    Среди всего многообразия устройств данного вида. наибольшее распространение получили волновые мотор-редукторы. Конструкция такого механизма состоит из электродвигателя и непосредственно самой волновой передачи. Основные характеристики, на которые стоит обращать внимание перед покупкой:

    • размеры;
    • мощность;
    • КПД;
    • максимальная нагрузка.

    Преимущества таких устройств перед моторами другого типа:

    • меньшие размеры;
    • низкий уровень шума и вибраций;
    • устойчивость к нагрузкам.

    Основной способ смазки таких устройств заключается в стандартном подводе масла к соприкасающимся элементам. Тем не менее, в некоторых ситуациях требуются герметичные механизмы, без использования смазывающе-охлаждающей жидкости. Работа волнового редуктора фланцевого с пневмодвигателем происходит без смазки. В таком аппарате охлаждение элементов происходит при помощи сжатого воздуха.

    Червячный волновой редуктор имеет два вида размещения червяка в корпусе – верхнюю и нижнюю. Применение такой механизм нашел в космической отрасли, где требуется герметичность.

    Используется в конструкции космической лебедки.

    Волновая зубчатая передача появилась относительно недавно, но уже успела зарекомендовать себя с положительной стороны. Она обеспечивает большую волновую деформацию, тем самым увеличивая передаточное отношение. Из достоинств также стоит выделить высокий КПД, небольшие размеры и маленький вес.

    Применение волнового редуктора

    За ряд особенностей, недоступных другим механизмам такого типа, привод с волновым редуктором получил широкое распространение во многих отраслях промышленности. Такое устройство встречается:

    • в космонавтике и авиастроении;
    • в судостроении и на подводных лодках;
    • в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей отрасли;
    • на химическом производстве;
    • в атомных электростанциях;
    • в робототехнике и автоматизированных системах;
    • при добыче полезных ископаемых.

    Герметичность устройства позволяет использовать его в сложных климатических условиях, в вакууме и под водой. Устойчивость к большим нагрузкам и сложным условиям работы нашло применение для этих аппаратов в атомной энергетике и местах с возможностью взрывов и землетрясений. Точность передаваемых движений позволяет использовать их в станках с числовым программным управлением. Высокий запас прочности и длительный срок эксплуатации позволяет использовать редуктор в любом производстве, внедрить его в технологический процесс, задействовать в работе конвейера, автоматизированных систем и другом оборудовании.

    Простая конструкция позволяет собрать такой механизм своими руками, но, если цели использования предполагают применение редуктора в сложном технологическом процессе, стоит приобрести профессиональное оборудование. Его стоимость окажется существенно выше, но производитель дает гарантию на оборудование и выполнение им всех поставленных задач.

    Волновые редукторы имеют множество преимуществ, за которые нашли повсеместное применение. Они обладают высоким коэффициентом полезного действия, множеством вариантов передаточных чисел, небольшими размерами, высокой точностью и плавной работой движущихся элементов. Высокая стоимость таких устройств в сравнении с другими редукторами, окупается в длительном сроке эксплуатации и недорогом обслуживании.

    Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

    stankiexpert.ru

    Редуктор в автомобиле, что это, зачем и для чего?

    Автомобильный редуктор

    Что представляет собой редуктор в автомобиле? Ответ на этот вопрос дать могут не все, даже заядлые автомобилисты. В большинстве случаев покупая автомобиль, пользователи не уделяют внимание каким-то ключевым аспектам. Они лишь придерживают принципа: заправить, обслужить, ездить, отдавать в сервис на ремонт. Итак, давайте разберемся, в чем назначение и что такое редуктор в автомобиле!

    Дифференциал и редуктор в автомобиле

    Редуктором называется один из узлов трансмиссии, который используется для снижения крутящего момента, получаемого с коленвала. Далее редуктор передает крутящий момент другим узлам трансмиссии, то есть межосевой дифференциал.

    Дифференциал и редуктор в автомобиле, в чем разница?

    Такой вопрос часто задается автомобилистами, поэтому следует провести четкую грань между этими двумя узлами. Дифференциал используется для распределения приходящего крутящего момента между осями, а редуктор – для повышения/понижения крутящего момента.

    Редуктор и дифференциал схема

    Существуют следующие виды редукторов:

    • Передний редуктор – в переднм мосту.
    • Задний редуктор – в заднем мосту.

    Передний редуктор используется в переднеприводных автомобилях, задний – заднеприводных. При этом передний редуктор в автомобиле интегрируется в КПП, а второй – заднюю ось. Исключением являются полноприводные транспортные средства, располагающие одновременно двумя редукторами. В последнем случае узлы трансмиссии сообщаются между собой карданом.

    фото редуктор Червячная передача

     

    Устройство автомобильного редуктора

    Для ознакомления следует рассмотреть основные составляющие данного узла трансмиссии.

    Редуктор автомобильный включает в себя:

    • Корпус – изготовляется из стали высокой прочности и ряда легких сплавов. Он используется для защиты межосевого дифференциала от избыточных внешних воздействий.
    • Крепления – они обеспечивают прочную связь корпуса к основанию, уплотнителями выступают сальники. Последние, не допускают утечек трансмиссионной жидкости, обеспечивающей функционирование дифференциала и шестерней.

    фото редуктор Гипоидная передача

     

    Задний редуктор

    • 1) Ведущая шестерня – сообщается с вторичным валом КПП, передавая крутящий момент ведомой шестерне.
    • 2) Ведомая шестерня – после принятия крутящего момента передает его межосевому дифференциалу.

    Следует отметить, что ведомая шестерня обладает большими габаритами и большим числом зубцов, поскольку она призвана для приема чрезмерно высокого крутящего момента от ведущей.

    фото редуктор Коническая передача

    Межосевой дифференциал

    Например, автомобиль повернул – внешнее колесо получило больший крутящий момент, внутреннее – меньший. При этом ведущая ось работает вся – оба колеса на оси работают вместе, с чем долго не могли справиться автопроизводителя порядка 80-ти лет назад.

    Вот для чего принято использовать дифференциал в автомобилях:

    • 1) Корпус и сальники – применяется с целью обеспечения устойчивости шестерней к повреждениям.
    • 2) Шестерни – сателлиты – чаще всего в структуре их три и две из них располагаются они параллельно по отношению друг к другу, а третья – перпендикулярно. Перпендикулярную шестерню сообщается с ведомой. Сателлиты необходимы для передачи крутящего момента с ведомой шестерни на шестерни полуосей.
    • 3) Шестерни полуосей (колесные) – передача крутящего момента на валы колесных осей.
    • 4) Подшипники – отвечают за вращение валов колес и уменьшение трения между составными элементами.

    фото редуктор Цилиндрическая косозубая передача.

    Редукторные передачи

    Данная группа составляющих различается по принципу соединения зубцов ведущей и ведомой шестерен. Благодаря использованию различных вариаций, выделяют четыре группы редукторных передач в автомобилях:

    • Коническая – конические шестерни в числе двух штук располагаются перпендикулярно друг другу. Эта схема используется в задне- и полноприводных автомобилях.
    • Цилиндрическая – две цилиндрические шестерни сообщаются между собой параллельно. Эта схема используется в переднеприводных автомобилях.
    • Гипоидная – шестерни располагаются по отношению друг к другу под углом 45 градусов. Эта схема используется в задне и полноприводных автомобилях.
    • Червяная – сообщающиеся один винт с червячной ведомой шестерней.

    Чем выделяется редуктор в машине?

    Каждый редуктор автомобиля обладает присущими характеристиками, основной из которых является – передаточное число, которое отражает отношение между угловой скоростью ведущего/ведомого валов. Высокий показатель передаточного числа характерен для грузовых автомобилей, низкий показатель – для легковых.

    Следует отметить, что в легковых автомобилях вес редуктора заметно ниже, благодаря чему они развивают большие скорости. Индекс передаточных чисел определяется числом зацепок ведомой шестерни с ведущей за один оборот. Например, если индекс составляет 4.8, значит за единственный полный оборот ведущей шестерни, ведомая производит сцепку 4 целых и 0,8 раза.

    С какими трудностями можно столкнуться?

    Чаще всего, слабым местом автомобильного редуктора являются рабочие комплектующие, то есть те, которые подвержены значительному износу. Основной причиной являются повышенные нагрузки и длительное масляное голодание. Последний фактор связан с дефицитом или полным отсутствием трансмиссионной жидкости.

    О поломке редуктора в автомобиле свидетельствует неприятный звук, гул, вибрация и щелчки в узлах, в которых сообщаются шестерни и подшипники. Если из строя вышли сальники, наблюдается течь трансмиссионной жидкости, регулярно просачивающиеся через образовавшиеся трещины.

    редуктор в автомобиле поломка

    Повреждение корпуса с обрывом креплений – нечастое, но весьма опасное явление. Оно происходит вследствие наезда транспортного средства на какое-то высокое или острое препятствие. В 70% случаев после подобного происшествия в месте крепления корпуса образуется трещина или группа трещин. Сразу они не вызовут никаких проблем, но в дальнейшем в них попадает грязь, пыль, вредящая структуре трансмиссионной жидкости.

    Впоследствии сырье не может выполнять ранее возложенные на себя функции охлаждения и смазки шестерен. Это приводит к их перегреву, износу и даже поломке зубьев. Если корпус автомобильного редуктора подвергался повреждениям, об этом может свидетельствовать громкий гул от работающих элементов. Это заметно влияет на акустику и комфорт при езде. В местах повреждения корпуса или его креплений образуется течь масла.

    Как решить проблему поломки автомобильного редуктора

    Поскольку мы разобрались, для чего необходим редуктор в автомобиле и изучили основные поломки, следует изучить способы решения возникших проблем. Чтобы редуктор не вышел неожиданно из строя, необходимо соблюдать технологический регламент обслуживания транспортного средства и не забывать о замене трансмиссионной жидкости через каждые 100 000 км пробега.

    Вторым вариантом, когда потребуется провести срочную замену трансмиссионной жидкости, является вынужденная замена сальников. Такой вариант также приветствуется автомобильными пользователями.

    Вытекает масло из редуктора фото

    Если вы обнаружили в работе трансмиссии автомобиля какие-то неполадки, указывающие на сбой в работе редуктора в автомобиле, незамедлительно обратитесь в автомобильный сервис для полноценной диагностики. Это позволит избежать непредвиденных трат и заметно сократить стоимость ремонта и обслуживания.

    Просмотров: 18 179

    autokontact.ru

    Червячный редуктор — Википедия

    Цилиндрическо-червячный редуктор в разрезе.

    Червячный редуктор — устройство, преобразующее угловую скорость и момент двигателя, используя червячную передачу.

    Редуктор червячный — один из классов механических редукторов. Редукторы классифицируются по типу механической передачи. Редуктор называется червячным по виду червячной передачи, находящейся внутри редуктора, передающей и преобразующей крутящий момент. Винт, который лежит в основе червячной передачи, внешне похож на червяка, отсюда и название. Червячный редуктор может быть с одной или более механическими планетарными передачами.

    В червячном редукторе увеличение крутящего момента и уменьшение угловой скорости выходного вала происходит за счет преобразования энергии, заключенной в высокой угловой скорости и низком крутящем моменте на входном валу.

    Двигатель со встроенным червячным редуктором называют червячным мотор-редуктором.

    Наиболее распространены одноступенчатые червячные редукторы. При больших передаточных числах применяют либо двухступенчатые червячные редукторы, либо комбинированные червячно-зубчатые или зубчато-червячные редукторы. В одноступенчатых червячных редукторах червяк может располагаться под колесом, над колесом, горизонтально сбоку колеса и вертикально сбоку колеса. Выбор схемы червячного редуктора определяется требованиями компоновки. Червячные редукторы с нижним расположением червяка применяют при v1 < 5 м/с, с верхним — при v1 > 5 м/с. В червячных редукторах с боковым расположением червяка смазка подшипников вертикальных валов затруднена.

    В червячных редукторах для повышения сопротивления заеданию применяют более вязкие масла, чем в зубчатых редукторах. При скоростях скольжения Vск < 7…10 м/с смазку червячных передач редукторов осуществляют окунанием червяка или колеса в масляную ванну. При нижнем расположении червяка уровень масла в ванне должен проходить по центру нижнего шарика или ролика подшипника качения, а червяк должен быть погружен в масло примерно на высоту витка. Если уровень масла устанавливают по подшипникам и червяк не окунается в масло, то на валу червяка устанавливают маслоразбрызгивающие кольца (крыльчатки), которые и подают масло на червяк и колесо. В червячных редукторах Vск < 7…10 м/с применяют циркуляционно-принудительную смазку, при которой масло от насоса через фильтр и холодильник подаётся в зону зацепления.

    В червячных редукторах используется червячная передача.
    Червячная передача состоит из винта, называемого червяком, и червячного колеса, представляющего собой разновидность косозубого колеса.

    Червячные передачи относятся к зубчато-винтовым. Если в зубчато-винтовой передаче углы наклона зубьев принять такими, чтобы зубья шестерни охватывали её вокруг, то эти зубья превращаются в витки резьбы, шестерня — в червяк, а передача — из винтовой зубчатой в червячную.

    Ведущее звено червячной передачи в большинстве случаев — червяк, а ведомое — червячное колесо. Обратная передача зачастую невозможна — КПД червячного редуктора в совокупности с передаточным отношением вызывают самостопорение редуктора.

    Преимущество червячной передачи по сравнению с винтовой зубчатой в том, что начальный контакт звеньев происходит по линии, а не в точке. Угол скрещивания валов червяка и червячного колеса может быть каким угодно, но обычно он равен 90°. В отличие от косозубого колеса обод червячного колеса имеет вогнутую форму, способствующую некоторому облеганию червяка и соответственно увеличению площади контактных поверхностей. Направление и угол подъёма зубьев червячного колеса такие же, как и у витков резьбы червяка. Резьба червяка может быть однозаходной или многозаходной, а также правой или левой. Наиболее распространена правая резьба с числом заходов z1=1…4.

    Различают два основных вида червячных передач: цилиндрические, или просто червячные, передачи (с цилиндрическими червяками) и глобоидные (с глобоидными червяками).

    По сравнению с обыкновенными зубчатыми передачами, передаточное отношение (передаточное число) червячного редуктора может быть значительно большим. Так, например, при однозаходном червяке (z1=1) и червячном колесе с z2=100 передаточное число передачи u =100. При одном и том же передаточном числе червячный редуктор гораздо компактнее обыкновенной зубчатой передачи. Возможность осуществления большого передаточного числа при одной ступени передачи, компактность, плавность и бесшумность работы — основные достоинства редукторов с червячной передачей. Благодаря этим достоинствам червячные передачи широко применяют в подъёмно-транспортных машинах, различных станках и некоторых других машинах. Передаточное число червячной передачи принимают обычно в пределах u = 8…90, но в специальных установках оно доходит до u=1000 и более.

    В червячной передаче помимо потерь передаваемой мощности, свойственных зубчатой передаче, имеются потери мощности, свойственные винтовой паре. Следовательно, к. п. д. червячного редуктора значительно меньше, что является основным недостатком червячных передач. К недостаткам относятся также склонность витков резьбы червяка и зубьев колеса к заеданию и необходимость применения для венцов червячных колёс дорогих антифрикционных материалов. Из-за этих недостатков червячные редукторы применяют значительно реже зубчатых и только для передачи небольших и средних мощностей, обычно до 50 кВт и реже — до 200 кВт.

    Благодаря своей конструкции, мотор-редукторы с червячной передачей характеризуются плавностью и бесшумностью работы. К достоинствам червячного мотор-редуктора также можно отнести компактность — червячный мотор-редуктор будет значительно меньшего размера по сравнению с аналогичным мотор-редуктором с зубчатой передачей с одним и тем же передаточным числом редуктора. Характерной особенностью червячного мотор-редуктора является свойство самоторможения.

    Червячные мотор-редукторы имеют развернутое под 90 градусов расположение выходного вала, что бывает удобно в случае, когда нет возможности (например, по габаритам) расположить весь мотор-редуктор с соосным расположением вала.

    1. Гузенков П. Г. Детали машин: Учеб. для вузов,— 4-е изд. — М.: Высш. шк., 1986 г.
    2. Иванов А. С. Конструируем машины шаг за шагом, часть вторая. — М.: Издательство МГТУ имени Н. Э. Баумана, 2003 г.

    ru.wikipedia.org

    Одноступенчатый редуктор: схема и исполнение

    Чтобы понять, что такое одноступенчатый редуктор, необходимо сначала определится, что собой представляет устройство в классическом варианте. Редуктором называют механизм, состоящий из передач сцепления, которые передают друг другу рабочее движение. Благодаря простоте, высокой эффективности и небольшой стоимости редукторы находят себе широкое применение в машиностроении для создания разнообразных соединенных между собой механизмов.

    Одноступенчатый редуктор

    В корпусе редуктора заключены червячные или зубчатые передачи, которые смонтированы сварным или прочим обездвиживающим способом на валах или осях. Первые при этом впрессованы в подшипники, которые находятся в специально проделанных для них отверстиях в корпусе. Подобная передача может быть смонтирована непосредственно на агрегате, который производит механическое движение, но установленная в отдельном корпусе (редуктор) обладает рядом преимуществ. В частности это:

    • гарантия высокой точности сборки механизма;
    • повышенный КПД;
    • лучшая смазка частей редуктора;
    • сниженный износ;
    • повышенный уровень защиты от попадания наносящей вред устройству пилы и грязи.

    Из чего состоит редуктор?

    В его состав входит стальной сварной или литой чугунный корпус. В нем размещаются валы, оси, зубчатые колеса, червячные механизмы, подшипники и прочие элементы. Некоторые редукторы содержат специальные устройства, обеспечивающие смазку элементов редуктора. К примеру, он может быть оснащен масляным насосом или устройством, обеспечивающим охлаждение этого агрегата (змеевик с охлаждающей жидкостью зачастую монтируют в червячном редукторе).

    Схема редуктора

    Редукторы бывают разными. При этом отличаются не только по типам, но и индивидуальным особенностям, поэтому редукторы проектируют для определённого оборудования или агрегата, в зависимости от необходимости, передаточного числа и силы крутящего момента, которые нужно передать на принимающее устройство.

    Основные типы редукторов

    Они делятся:

    • По типу передаточного соединения на:
      1. зубчатые;
      2. червячные;
      3. комбинированные.
    • В зависимости от формы зубчатых колес на;
      1. цилиндрические;
      2. конические и другие.
    • По расположению валов в пространстве на:
      1. вертикальные;
      2. горизонтальные.
    • В зависимости от особенностей кинематической системы, которая лежит в основе конкретного механизма на:
      1. развернутые;
      2. со сдвоенной ступенью и т.д.
    • По количеству ступеней на:
      1. одноступенчатые;
      2. двухступенчатые.

    Редуктор червячный одноступенчатый

    Одноступенчатые цилиндрические редукторы

    Этот тип редуктора отличается от прочих положением валов в корпусе и числом ступеней. Одноступенчатые цилиндрические редукторы могут быть вертикальными и горизонтальными. Шестеренки этих устройств могут иметь косые и прямые, а также шевронные зубья. Корпуса производят из стали сварным способом или из чугуна путем литья. Монтаж валов зачастую производится в подшипники скольжения или качения. Первые зачастую устанавливаются в тяжелых редукторах.

    Состав и возможности компоновки одноступенчатого редуктора ограничены. Главной чертой, которая отличает их друг от друга, является расположение валов и осей в пространстве. При этом передаточное число этих агрегатов колеблется в диапазоне от 1,6 до 6,3. Угол наклона передач, выполненных с использованием косозуба, находится в диапазоне от 8 до 200 градусов.

    Максимальное передаточное число, которые способен обеспечить агрегат равно 12,5, но при этом редукторы с максимальным передаточным числом применяются редко. Зачастую используются те, которые имеют передаточное число, не превышающее цифру 6.

    Какое расположение редуктора выбрать — вертикальным или горизонтальным? Все зависит от необходимости удобств общей компоновки этого передаточного устройства. В частности имеет значение, как расположен агрегат, который производит механическое движение, его рабочий вал и т.д.

    Чтобы создать такое устройство предварительно нужно изготовить его схему. Предлагаем изучить один из вариантов одноступенчатого редуктора с горизонтальным расположением осей.

    Одноступенчатый редуктор с горизонтальным расположением осей.

    Принцип работы одноступенчатого редуктора

    Он достаточно прост для понимания. В таком механизме через расположенную на одном валу звездочку меньшего размера на установленную на другом валу, имеющую больший размер, через зубья  передается вращательное движение. Эффект снижения количества оборотов в минуту достигается за счет разницы в диаметре звездочек. Длина круга, который очерчивает в процессе движения первая, существенно меньше того, который очерчивает вторая, поэтому большая звездочка вращается медленней.

    При этом создаются устройства обратного действия, не снижающего количество оборотов за единицу времени, а наоборот повышающего.

    Этот тип редуктора является самым простым. Отличается от прочих он тем, что передача движения производится через одно звено, а не через несколько, при этом входящее и исходное вращения имеют противоположные направления.

    Передача крутящего момента может производиться и с использованием червячного механизма, но при этом на передаточное число влияет диаметр «червяка».

    Заводской редуктор

    Где и для чего используются одноступенчатые горизонтальные редукторы?

    Они находят себе применение:

    • там где необходима постоянная или переменная нагрузка, реверсивная и одного направления;
    • для обеспечения постоянной работы или с короткими перерывами;
    • для обеспечения вращения валов в разные стороны.

    Их нельзя или опасно использовать, если частота вращения вала будет превышать показатель 1800 оборотов за одну минуту, а также при запыленности воздуха выше 10  мг на куб. метр и атмосфере первого и второго типов в соответствии с ГОСТ 15150-69.

    Процесс проектирования одноступенчатого цилиндрического редукторов

    Перед тем как приступать к изготовлению этого устройства производится проектный расчет:

    • подбора материалов;
    • выбор максимально допустимого напряжения на качение;
    • вычисление чистого полезного кручения вала.

    В рамках произведения работ осуществляется подготовка  эскизной компоновки редуктора.

    Расчет размеров валов этого устройства производится в 2 этапа:

    1. приблизительный подсчет количества оборотов чистого кручения;
    2. точный расчет прочностных показателей напряжения изгиба и кручения.

    Для производства подобных агрегатов рекомендуется использовать термически обработанную легированную сталь. Расчет валов при составлении проекта осуществляется в зависимости от напряжения кручения, концентрации напряжения, его циклов. Если планируется установка валов быстрого хода, то для расчета берутся во внимание меньшие значения, тихого хода — большие.

    На завершающем этапе проектирования создается сборочный чертеж этого устройства. Он включает в себя все ранее разработанные чертежи каждого из элементов редуктора в отдельности. При этом создается рисунок уже готового устройства, в продольном и поперечном разрезах.

    Для достижения сбалансированности и соосности расположения разнообразных элементов этого устройства разрабатываются кинематические схемы одноступенчатых редукторов. Они представляют собой изображения в разных разрезах корпуса и деталей, из которых состоит редуктор, отражают их взаимное расположение, пропорции, места сопряжения и т.д.

    Компоновка одноступенчатого редуктора может быть разной. Он может иметь дополнительные, существенно улучшающие его работу элементы. Например, масляный насос, который осуществляет принудительную смазку в местах, куда не попадает жидкость при вращении маховика звездочки или в редукторе червячного типа.

    Создать такое устройство можно и самому, но для этого потребуется приобрести необходимые запасные части. Важным элементом редуктора, который влияет на его характеристики, является корпус и размер звёздочек, диаметр червячного механизма. Для человека, не имеющего в этом деле опыта, потребуется терпение и усердие, но достичь желаемой цели — создать редуктор с необходимыми параметрами все же можно.

    Сборка устройства в этом деле является самой легкой работой, а самой ответственной и сложной — это проектирование и подбор необходимых элементов, запасных частей и деталей.

    Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

    swapmotor.ru

    Устройства стартера – Стартер автомобиля . . . . — DRIVE2

    Стартер — Энциклопедия журнала «За рулем»

    Стартер — электрическая машина, коллекторный двигатель постоянного тока, основной механизм системы пуска автомобильного двигателя внутреннего сгорания.

    Схема соединений стартера

    1 – стартер;
    2 – аккумуляторная батарея;
    3 – генератор;
    4 – монтажный блок;
    5 – реле включения стартера;
    6 – выключатель зажигания;
    I – удерживающая обмотка;
    II – втягивающая обмотка.

    Для запуска любого ДВС водителю необходимо раскрутить коленчатый вал, то есть передать на него вращающий момент. Коленчатый вал приводит в движение через шатуны поршни, в цилиндры засасывается топливо-воздушная смесь. Свеча зажигания поджигает сжатую топливовоздушную смесь, расширяющиеся газы оказывают давление на поршень. Поршень в цилиндре, который находится в состоянии рабочего хода, через шатун воздействует на коленчатый вал. В результате приходят в движение шатуны и поршни других цилиндров, в которых происходят аналогичные рабочие процессы сжатия, поджига топливо-воздушной смеси, расширения газов. Двигатель запускается и передает крутящий момент на механизмы трансмиссии.

    Типы пусковых механизмов

    Для первоначальной раскрутки коленчатого вала применяются пусковые механизмы, которые подразделяются на несколько типов.
    Группа мускульных пусковых механизмов включает в себя механизмы с ножным приводом используются на одноколейных транспортных средствах с ДВС. На мотоциклах — до недавнего времени широко применялись кикстартеры, пусковая педаль с трещоткой свободного обратного хода, соединенная с коленвалом двигателя через шестерни пусковой системы. На мопедах и мотовелосипедах для запуска ДВС используют педали велосипедного типа.
    Пусковые системы с ручным приводом подразделяются на механизмы с использованием шнура, наматываемого на маховик (барабан). Эти пусковые системы используются для запуска ДВС небольшой мощности — на бензопилах, лодочных моторах, стационарных электрогенераторах и насосах. На инерционные механизмы с использованием понижающего редуктора, которыми оснащаются легкие тракторы и катерные дизели. На системы прямого действия, в которых какие-либо механизмы не используются вовсе — как на легких самолетах, в которых запуск двигателя производится раскручиванием винта вручную.
    На автомобилях в качестве запасной используется ручная система пуска рукояткой, в простонародье «кривой стартер». На переднем торце коленчатого вала ДВС находится венец с косыми зубьями, покатые поверхности которых направлены против направления вращения вала. В этот венец вставляется пусковая рукоятка с поперечными штифтами. Штифты входят в зацепление с зубьями венца. При повороте рукоятки по часовой стрелке крутящий момент передается на коленчатый вал двигателя. Как только ДВС запустится, косые поверхности зубьев венца выталкивают штифты пусковой рукоятки вперед, рукоятка выходит из зацепления с коленчатым валом.
    Простейший по устройству механизм с пусковой рукояткой широко использовался на заре автомобилизма. В большинстве моделей легковых автомобилей начала ХХ столетия пусковая рукоятка была несъемной и соединялась с коленчатым валом либо муфтой одностороннего ходя, либо посредством венца — рукоятку при пуске нужно было слегка вдвинуть по ходу и провернуть.
    В современных автомобилях рукоятка ручного запуска ДВС встречается редко и только в автомобилях классической заднеприводной компоновки с передним расположением двигателя.
    В гоночных автомобилях используется пусковая система с отсоединяемым электрическим стартером — вместо пусковой рукоятки используется электродвигатель с венцовым зацеплением с коленчатым валом ДВС. Этот стартерный механизм подключается к специальному фланцу в задней части автомобиля, поскольку двигатель таких машин располагается над задней осью или перед ней.
    Другая большая группа пусковых механизмов включает в себя стартеры с использованием вспомогательных двигателей разного типа.
    Самым распространенным видом подобных механизмов является электростартер, который повсеместно применяется на автомобилях всех типов, мощных лодочных моторах, катерах, мотоциклах, квадроциклах и другой транспортной технике с ДВС.
    На тракторных дизелях применяется система запуска со вспомогательным ДВС — «пускачом». Обычно это одноцилиндровый двухтактный бензиновый двигатель воздушного охлаждения, мощность которого примерно в десять раз меньше мощности основного двигателя. Пусковой ДВС, в свою очередь, запускается либо электростартером, либо вручную шнуровым механизмом (как на лодочных моторах).
    Судовые, танковые, тепловозные дизели оснащаются пневматической системой запуска. В данном пусковом механизме для приведения во вращение коленчатого вала используются сам главный двигатель, в цилиндры которого через дополнительные клапаны подается сжатый воздух. Как только двигатель запускается, подача сжатого воздуха в цилиндры прекращается. ДВС начинает работать в обычном режиме. Баллон со сжатым воздухом пополняется во время работы основного двигателя, который соединен с компрессором. Обычно этот же компрессор используется в системе управления транспортным средством, в тормозной системе (с пневмоприводом), в механизмах подвески (пневмоподвеска) и других. Особое распространение пневмозапуск получил в самолетах 30-40-х годов прошлого века. В наши дни в авиационной технике используются электрические стартеры, получающие питание от бортовых аккумуляторов самолета, стационарных станций и подвижных аэродромных пусковых агрегатов (АПА).
    Помимо пусковых механизмов различного типа существует и система непосредственного запуска ДВС, разработанная немецкой компанией BOSH. Система Direct Start включает в себя управляющий компьютер и систему форсунок, впрыскивающих топливо-воздушную смесь в один из цилиндров остановленного двигателя, поршень которого находится в положении рабочего хода. Свеча поджигает смесь, которая поступает в цилиндр уже в сжатом виде. Происходит вспышка, расширяющиеся газы толкают поршень, который через шатун приводит во вращение коленчатый вал. Управляющий компьютер подает поочередно команды на впрыск в другие цилиндры, поршень которых приходит в положение рабочего хода — двигатель запускается. Эта система работает только в ДВС с количеством цилиндров от четырех и более и в серийных автомобилях пока не применяется.

    Устройство автомобильного электростартера

    1 – ограничительное кольцо хода шестерни;
    2 – буферная пружина;
    3 – шестерня привода;
    4 – ступица обгонной муфты;
    5 – ролик обгонной муфты;
    6 – наружное кольцо обгонной муфты;
    7 – кожух обгонной муфты;
    8 – ось рычага привода шестерни;
    9 – рычаг привода;
    10 – крышка со стороны привода;
    11 – якорь тягового реле;
    12 – шток тягового реле;
    13 – втягивающая обмотка реле;
    14 – удерживающая обмотка реле;
    15 – корпус реле;
    16 – крышка реле;
    17 – контактные болты;
    18 – контактная пластина;
    19 – щетка;
    20 – коллектор;
    21 – обмотка статора;
    22 – обмотка якоря;
    23 – стяжной болт;
    24 – кожух;
    25 – сердечник якоря;
    26 – корпус стартера;
    27 – полюс статора;
    28 – поводковое кольцо.


    В качестве вспомогательного двигателя для запуска двигателя применяются коллекторные электродвигатели постоянного тока, получающие питание от бортовой аккумуляторной батареи автомобиля. На вал электродвигателя насажена подвижная муфта одностороннего хода, которую венчает шестерня. При повороте ключа зажигания или нажатии пусковой кнопки соленоид стартера перемещает муфту по валу. Венец муфты входит в зацепление с зубьями маховика ДВС. Одновременно через замкнувшиеся контакты на коллекторные щетки электродвигателя подается электрический ток. Вал двигателя приводится во вращение, крутящий момент передается через зубья маховика на коленчатый вал ДВС. Как только двигатель запускается, соленоид и электродвигатель стартера обесточиваются, муфта под воздействием пружины возвращается в исходное положение, выводя пусковую шестерню из зацепления с маховиком.
    Электростартер в ряде случаев может применяться в качестве вспомогательного двигателя автомобиля — когда машину необходимо переместить на небольшое расстояние (в несколько метров) при неработающем ДВС. В экстренных ситуациях, когда жизни водителя и пассажиров может угрожать опасность, водитель может включить первую передачу и стартером привести автомобиль в движение.

    Электростартеры мотоциклов

    На легких мотоциклах, скутерах, мотороллерах с электрозапуском обычно используется электрическая машина двустороннего действия — династартер, который при подаче тока может работать, как электродвигатель, а в обычном состоянии (при работающем ДВС) выполняет функции электрогенератора.
    Династартер устанавливается непосредственно на левую часть коленчатого вала мотоциклетного двигателя (встречается и обратное расположение), его якорь вращается с той же скоростью, что и коленчатый вал. Недостатком династертера, как и любого мотоциклетного генератора, является выработка недостаточного тока на малых оборотах двигателя (поскольку нет повышающей обороты якоря ременной, цепной или шестеренчатой передачи). На тяжелых мотоциклах (чопперах, спортбайках и других) применяются более совершенные системы электрозапуска схожие по устройству с автомобильными.
    Для обеспечения безопасности мотоциклетные электростартеры дополняются специальными механизмами блокировки, предотвращающими запуск двигателя при неработающих тормозах. Подобная блокировка в обязательном порядке устанавливается на все мотоциклы и скутеры с автоматической передачей (клиноременным вариатором). Двигатель скутера запускается поворотом ключа только в том случае, если одна из тормозных рукояток (переднего или заднего тормоза) зажаты водителем. При свободных тормозных рукоятках энергия на электростартер не подается.

    Запуск двигателя в экстренных случаях

    На транспортных средствах с механической КП запуск двигателя при неработающем электростартере и отсутствии механизма пуска рукояткой возможен буксировкой автомобиля («с толкача»). Однако, таким образом невозможно запустить автомобиль и мотоцикл с автоматической трансмиссией — если транспортное средство не оборудовано механизмом блокировки АКП. На скутерах с вариатором подобный механизм отсутствует. Поэтому пуск двигателя буксировкой или при движении накатом на них невозможен, но обязательно есть кикстартер, который на скутерах с электрозапуском двигателя используется в качестве вспомогательного пускового механизма.
    При истощенной бортовой аккумуляторной батарее автомобиля и исправном электростартере двигатель можно запустить, подавая ток от внешнего источника электроэнергии. Для этого используются сетевые понижающие трансформаторы или аккумуляторы других автомобилей.

    wiki.zr.ru

    Стартер для авто какая группа деталей. Автомобильный стартер: устройство и принцип работы

    Как известно, для запуска двигателя автомобиля нужно несколько раз провернуть коленчатый вал. На первых машинах этим занимались вручную. Но сейчас все автомобили оснащены стартерами, которые позволяют вращать вал без каких-либо усилий. Водителю требуется лишь вставить ключ в замок и провернуть его в третье положение. Далее мотор без проблем запустится. Что являет собой данный элемент, каково назначение и принцип работы стартера? Об этом мы поговорим в нашей сегодняшней статье.

    Назначение

    За счет оборотов коленвала двигатель вырабатывает энергию, необходимую для движения автомобиля. Но проблема в том, что в неподвижном состоянии мотор не может выдавать какой-либо энергии.

    Отсюда возникает вопрос о его запуске. С этой целью и был придуман стартер. Принцип работы его рассмотрим немного позже. Данный элемент способен раскрутить вал при помощи электродвигателя и внешнего источника питания. В качестве последнего используется аккумуляторная батарея. В зависимости от модели и типа автомобиля мощность стартера может быть разной. Но для большинства легковых машин достаточно 3-киловатного электродвигателя.

    Устройство

    В конструкцию данного элемента входит несколько деталей:

    • Якорь стартера. Изготавливается из легированной стали. На нем запрессовываются коллекторные пластины, а также сердечник.
    • Втягивающее реле стартера. Принцип работы его предельно прост. Реле служит для подачи питания на электрический двигатель в случае поворота ключа зажигания. Также реле выталкивает обгонную муфту. В конструкции элемента присутствует подвижная перемычка и силовые контакты.
    • Обгонная муфта (в простонародье — «бендикс»). Являет собой роликовый механизм, что передает через шестерню зацепления крутящий момент на венец маховика.
    • Щетки. Служат для подачи тока на пластины якоря стартера. Благодаря щеткам возрастает мощность электрического двигателя в момент его зацепления с маховиком.
    • Корпус. Именно в нем объединены все вышеперечисленные элементы. Обычно корпус имеет цилиндрическую форму. Внутри его также находится сердечник и обмотка возбуждения.

    Подобную конструкцию имеют все современные стартеры. Отличия могут быть лишь минимальными. Так, на автомобилях с автоматической коробкой стартер оснащается удерживающими обмотками. Они служат для того, чтобы машина не завелась на «драйве» и других режимах, кроме «нейтрали».

    Типы

    Различают несколько типов механизмов:

    • С редуктором.
    • Без него.

    Принцип работы стартера последнего типа заключается в непосредственном контакте с вращающейся шестерней. Основной плюс такой конструкции — высокая ремонтопригодность и стойкость к повышенным нагрузкам.

    Но на большинстве автомобилей устанавливается элемент с редуктором. Принцип работы стартера такого типа будет рассмотрен далее. По сравнению со своим аналогом, редукторный элемент имеет более высокий КПД, потребляет меньше тока, обладает малыми размерами и сохраняет высокие эксплуатационные характеристики на протяжении всего периода работы.

    Принцип работы

    Поскольку данный элемент работает от аккумулятора, обязательным условием для его запуска является наличие в сети напряжения 12В и выше. Как правило, при запуске стартера напряжение «проседает» на 1-1,5В, что весьма существенно. В связи с этим не рекомендуется долго крутить стартер (более пяти секунд), поскольку можно запросто разрядить аккумулятор. Принцип работы стартера автомобиля довольно простой. Сперва водитель помещает ключ в замок и проворачивает его в крайнее положение. Так он запустит систему зажигания. Для запуска стартера требуется провернуть ключ еще раз. В это время контакты замкнутся, и напряжение перейдет через реле на втягивающую обмотку. Само реле может издавать характерный щелчок. Это говорит о том, что контакты замкнулись.

    Далее якорь втягивающего элемента передвигается внутри корпуса, тем самым выдвигая бендикс и вводя его в зацепление с венцом маховика. Когда якорь достигает конечной точки, происходит замыкание контактов. Напряжение поступает на обмотку электромотора стартера. Все это приводит к вращению маховика двигателя. Одновременно с ним вращается и сам коленчатый вал мотора. В сами цилиндры начинает поступать горючая смесь, и загораются свечи. Таким образом мотор приводится в действие.

    После того как скорость вращения маховика превысила частоту вращения вала стартера, из зацепления выходит бендикс. Он, благодаря возвратной пружине, устанавливается в исходное положение. Одновременно с этим ключ в замке

    kurskavtoservis.ru

    Стартер: описание,виды,устройство,фото,видео,принцип работы | НЕМЕЦКИЕ АВТОМАШИНЫ

     

    Стартер — это важнейший элемент автомобиля. На его плечи возлагается основная задача — пуск двигателя. Но, как и любой двигатель постоянного тока, стартер не обладает высокой надежностью. Иногда он выходит из строя, поэтому требуется ремонт или замена.
    Как-то не слишком задумаешься о том, как работают системы автомобиля. До тех пор, пока что-то не выйдет из строя. И этим чем-то часто оказывается стартер, который предназначен для запуска двигателя. Чаще всего ломается его механическая часть, немного реже электрическая. Чтобы провести диагностику и ремонт, необходимо знать принцип работы стартера и его основные узлы. И небольшие, хотя бы общие, познания в электротехнике, не окажутся лишними. Так из каких же основных узлов состоит стартер и почему он крутится только при повороте ключа до упора?

    УСТРОЙСТВО 

    Небольшой по размеру агрегат, состоит из множества деталей, среди которых главными являются всего несколько.

    1. Электрический двигатель, в котором размещены обмотки и сердечники.
    2. Якорь, представляющий собой ось из высоколегированной стали, на которую запрессованы в заводских условиях сердечники и пластины коллектора.
    3. Втягивающее реле. Выполняет роль проводника для подачи электропитания двигателя стартера от замка зажигания автомобиля. Второй функцией этого узла является выталкивание обгонной муфты. Состоит выталкивающее реле из подвижной перемычки и силовых контактов.
    4. Бендикс, или обгонная муфта и шестерня привода коленвала. Это роликовый механизм, предназначенный для передачи вращения от электродвигателя на коленвал. После того, как пуск двигателя осуществлен, и потребность во вращении электромотора отпадает, приводная шестерня втягивается, и контакт с коленвалом прекращается.
    5. Щетки и их держатели. Служат для передачи электрического напряжения на якорь, а также повышают пиковую мощность самого электродвигателя во время главного рабочего цикла стартера.

    Большинство стартеров, выпускаемых сегодня, устроены идентично друг другу. Конечно, существуют и небольшие отличия. К примеру, может отличаться принцип работы данного узла, устанавливаемого на автомобили с автоматической трансмиссией. Так, здесь обязательно присутствуют удерживающие обмотки, предназначенные для невозможности случайного пуска мотора, когда селектор коробки передач занимает любое ходовое положение. Кроме того, могут отличаться механизмы автоматического разъединения шестеренок.

    Виды стартеров

    Среди большого количества подобных электромагнитных двигателей различают всего 2 основных вида: стартеры с редуктором и без него.

    1. С редуктором

      Многие специалисты советуют использовать стартер с редуктором. Это обусловлено тем, что подобное устройство обладает сниженной потребностью тока для эффективной работы. Такие устройства будут обеспечивать кручение коленчатого вала даже при низком заряде аккумулятора. Также одним из самых важных плюсов такого устройства является наличие постоянных магнитов, которые сводят проблемы с обмоткой статора к минимуму. С другой стороны при длительном использовании такого устройства есть вероятность поломки вращающей шестерни. Но к этому, как правило, приводит заводской брак или попросту некачественное производство.

    2. Без редуктора

      Стартеры, которые не имеют устройство редуктора обладают непосредственно прямым действием на вращение шестерни. В данной ситуации владельцы автомобилей, которые имеют без редукторные стартеры выигрывают в то, что такие устройства имеют более простую конструкцию и легко поддаются ремонту (читайте про ремонт стартера своими руками). Также стоит отметить, что после подачи тока на электромагнитный включатель происходит моментальное сцепление шестерни с маховиком. Это позволяет обеспечить весьма быстрое зажигание. Стоит отметить тот факт, что подобные стартеры обладают высокой выносливостью, а вероятность поломки из-за воздействия электричества сведена к минимуму. Но устройства без редуктора имеют вероятность плохой работы при низких температурах.

    Признаки неисправности 

    Часто случается неисправность, когда стартер вращается, а маховик не приводится в движение. При этом слышны посторонние металлические звуки, скрежет. Это говорит о том, что венец на маховике износился и требует замены. Стоит заметить, что при прокручивании коленчатого вала на несколько сантиметров, стартер «схватывает» и автомобиль заводится. Для ремонта потребуется снимать коробку передач и менять венец. В крайнем случае, его можно просто перевернуть, так как изнашивается он до середины.

    А вот если крутится стартер, но движение не передается, при этом нет посторонних звуков, и при прокручивании коленвала не заводится двигатель, то проблема в обгонной муфте. Снимите стартер, разберите его, проверьте муфту. Если она свободно вращается в обе стороны, то сразу же замените ее. Обычно муфта идет в единой конструкции с вилкой и шестерней.

    А вот в случае, если не слышно щелчка втягивающего реле, то можно судить о том, что есть две поломки. Самая безобидная – это севший аккумулятор, поэтому не хватает тока для притягивания якоря. Если же аккумулятор заряжен, то неисправность во втягивающем реле. Либо сгорела обмотка, либо контакты подгорели и перестали проводить электричество.

    Как уберечь стартер от поломки?

    Стартер автомобиля – очень важный механизм, без которого машина просто не будет двигаться с места. Далеко не каждый автомобилист сможет самостоятельно найти причину, по которой стартер не крутит, но в силах любого предпринять меры профилактики чтоб он служил долго и качественно.

    1. Все автомобилисты знают, что нужно регулярно проходит ТО на станции, которой вы доверяете. Здесь смогут определить проблемы на начальной стадии и сразу же их исправить. Опытный мастер может найти проблемы в работе стартера на начальной стадии, и спасти еще рабочую деталь.

    Мы говорим о тех ситуациях, когда мотор вашего авто не заводится в течении первых 5 секунд. Это свидетельствует о проблемах с работой стартера. Но многих начинающие водители упрямо пытаются решить проблему нажимая кнопку зажигания снова и снова. Тогда стартер просто ломается и требует замены.

    1. Автозапуск очень быстро сжигает стартер и разряжает аккумулятор, лишая этим возможности транспортного средства к передвижению.
    2. Опытным водителям знакомы ситуации, когда неожиданно заканчивается бензин. И чтоб не толкать машину несколько километров до заправки, они едут на стартере. Такой вариант возможен, но для детали он скорее всего станет последним. При таких нагрузках стартер просто не выдерживает и сгорает. Думайте сами, стоят ли несколько километров дороги покупки новой детали.
    3. Не стоит оставлять стартер включённым после запуска двигателя. Это приведет к неоправданно быстрому износу детали.

    Помните, в некоторых случаях машина заводится не с первого раза, особенно холодными зимними вечерами. А вот брелок сигнализации говорит владельцу об обратном. В таком случае виной всему служит сигнализация, которая просто не поняла что мотор не запустился, и бесконечно гоняет стартер в попытка завести двигатель автомобиля. Если вы увидели такую проблему и в своей машине, сразу же обратитесь за помощью к специалистам, в противном случае автозапуск просто испортит вам стартер постоянными попытками завести мотор. К тому же вы будете иметь постоянно севший аккумулятор.

    Иногда случаются ситуации, когда машина заведена с помощью автозапуска, но стартер продолжает работать еще в течение нескольких секунд. Происходит это по вине сигнализации, которая вовремя не отключила деталь. Если такая ситуация будет повторяться в дальнейшем, то ничего хорошего из этого не получится.

     

    МОЖНО ЛИ ПРОДЛИТЬ ЖИЗНЬ СТАРТЕРУ

    Вне зависимости от своей конструкции, автомобильный стартер является достаточно дорогостоящим узлом, и его внезапный выход из строя неизбежно повлечет за собой непредвиденные материальные расходы. Поэтому при эксплуатации автомобиля работоспособности этого элемента следует уделять максимум внимания, кроме этого, продлить срок его безаварийной работы помогут и соблюдение элементарных правил:

    • интервал между пуском двигателя и началом движения всегда должен составлять не менее 30-ти секунд;
    • недопустимо использовать его для передвижения автомобиля на любое расстояние, чем достаточно часто грешат начинающие водители;
    • крайне важна регулярная диагностика этого узла, а также своевременное устранение малейших неполадок в его работе.

    Чтобы не допустить критического момента, когда стартер потребует замены либо дорогостоящего и длительного ремонта в сервисе, следует обращать внимание на любые изменения в его привычной работе. К числу наиболее распространенных предвестников близкой поломки можно отнести несколько признаков.

    1. Появившаяся при повороте ключа зажигания задержка в работе, что служит сигналом, чтобы был оперативно проверен втягивающий стартера.
    2. В теплое время года, при нормальной вязкости масла отмечается крайне трудное вращение коленвала – в данном случае немедленно проверяется состояние подшипников или щеток устройства.
    3. Затрудненный выход шестерни стартера из зацепления с венцом коленвала, который часто и является причиной такого явления.
    4. При повороте ключа зажигания слышен характерный для запуска мотора звук, но сам пуск не происходит.
    5. При подтвержденном поступлении к устройству электропитания – его вращение полностью отсутствует.
    6. После запуска и начала самостоятельной работы двигателя, стартер не отключается, продолжая вращение и потребление огромного количества электричества.

    Поломанный стартер – чинить или менять?

    Чаще всего, при покупке нового автомобиля стартер не нуждается в повышенном внимании первые 5-7 лет. После этого возможны поломки и неполадки в работе, которые нужно сразу же устранять.

    Стартер относится к дорогостоящим комплектующим. Перед тем, как установить деталь на автомобиль она долго тестируется и проверяется экспертами и во время краш тестов. Именно поэтому в США и других развитых странах ремонт, а точнее восстановление стартеров происходит непосредственно на заводе – изготовителе конвейерным способом.

    При обращении на СТО с жалобами на работу стартера его сразу же меняют на новый или восстановленный, а поломанная деталь отправляется напрямую на завод, который ее произвел. В такой ситуации машина продолжает ездить без проблем, без ущерба для владельца.

    Что же касается нашей страны, то при поломке меняют деталь на новую лишь 1 из 10 пользователей авто. Такая ситуация напрямую связана с ценовой политикой, ведь починить стартер значительно дешевле, чем приобрести новую деталь.

    Если поломка незначительная, то ремонт выгоднее, но если обгорела обмотка либо вышел из стоя якорь, то починка может стоить как большая половина нового стартера. Чтоб не попасть в ситуация, при которой скупой платит дважды, лучше сразу поменять деталь на новую.

    За счет того, что новые комплектующие имеют достаточно высокую цену, а стоимость работы ей рана, ремонт стартеров это отличная возможность для работников СТО заработать денег. Сегодня на многих сервисных це

    нтрах висит табличка, с призывом обратится в их компанию для ремонта, но на самом деле хороших мастеров очень мало. Большая часть ответственных мастеров даже не берутся за такую работу. Те автовладельцы, которые хотят сэкономить немного финансов обращаются за помощью к некачественным мастерам, которые плохо чинят, и через некоторое время вы снова окажитесь в плену поломанных деталей.
    В качестве вывода хочется сказать, что большинство проблем со стартером возникает вследствие неумелого с ним обращения самого собственника машины. После определения поломки и ее исправления задумайтесь на минутку, что привело к такому состоянию детали? Не ваш ли способ управления авто?

    ДИАГНОСТИКА – ЛУЧШЕ ДОВЕРИТЬСЯ ПРОФЕССИОНАЛУ

    Любая из вышеприведенных неисправностей, сама по себе не является критичной, но, если вовремя ее не устранить, она может привести к полному выходу устройства из строя. Несмотря на то, что место, где находится стартер не отличается трудным доступом, и его проверка возможна своими руками, для этого требуется определенный опыт. Тем более, если стартер новый или с небольшим сроком эксплуатации, гораздо проще отдать его на профессиональную диагностику.

    Она проводится на специальном стенде, позволяющим выявить абсолютно все нарушения в нормальной его работе. При недостатке опыта и знаний, самостоятельный съем этого узла и его ремонт могут закончится необходимостью его замены, да и при осуществлении обратной установки устройства схема подключения стартера может быть нарушена. Если исключить механические неисправности, которые связаны с износом его основных частей, главные неисправности и неполадки в работе стартера относятся к электрической части:

    • обрыв электрической цепи;
    • замыкания внутри корпуса устройства;
    • обгорание самого механизма в тех местах, где происходит контакт рабочих элементов и электрического тока большого напряжения.

    Отдельно стоит упомянуть про износ щеток. При несвоевременном контроле и замене этого расходного элемента, мощность устройства резко падает, и даже при полностью заряженной аккумуляторной батарее пуск мотора осуществить достаточно сложно.

    Защитная пленка для автомобиля: описание,виды,плюсы и минусы,фото,видео.
    Водородный двигатель: типы,устройство,принцип работы,фото,видео.
    Обгонная муфта: виды,работа,недостатки,фото,видео.
    Прокладка клапанной крышки: описание,замена,типы,характеристики,фото,видео.

    ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

    • Как выбрать самый экономичный кроссовер по расходу топлива?
    • audi a7 : обзор,описание,технические характеристики,фото,видео,цена.
    • Как правильно хранить шины без дисков
    • audi allroad технические характеристики обзор описание фото видео
    • Как правильно заправляться на заправке.
    • Немецкий автопром , как все начиналось.
    • Замена колеса — как это сделать самостоятельно?
    • Датчик давления в шинах: описание,неисправности,виды,фото
    • Фольксваген Тигуан 2019 года:описание,обзор,характеристики,фото
    • Какое давление необходимо для колес авто: описание,таблица.
    • Как сделать из внедорожника,внедорожник.
    • Как проверить давление масла в двигателе: описание,фото
    • Киа пиканто 2019: обзор,характеристики,комплектация,фото
    • Обращение в СТО или ремонтировать самому?
    • Как вызвать ГАИ с мобильного телефона при ДТП?

    seite1.ru

    Стартер: устройство и неисправности

    Знакомая многим автолюбителям ситуация, когда при попытке завести мотор из-под капота слышен лишь треск тягового реле стартера, либо вообще ничего не происходит, что «говорит» о том, что в пусковой системе появились неисправности.

    На фото: автомобильный стартер

    Так как на любом автомобиле стартер служит для запуска двигателя, то при его отказе, запустить мотор становится проблематичным, либо совсем не возможным. В подобном случае завести силовой агрегат можно с помощью буксировки, однако этот вариант подходит далеко не для всех машин, так как есть возможность вывести электронику автомобиля из строя. Помимо электроники возможен и перескок ремня ГРМ, и как следствие встреча клапанов с днищами поршней, и сложный дорогостоящий ремонт двигателя, либо его замена.

    Поэтому при обнаружении неисправности стартера рекомендуется сразу найти и устранить неполадки самостоятельно, либо обратить к профессионалам ближайшего автосервиса.

    Для того, чтобы лучше понять, какие неисправности могут произойти в работе стартера, вкратце рассмотрим его устройство. Это будет не лишним для любого автовладельца, так как стартер является одним из наиболее уязвимых элементов системы пуска двигателя.

    Напомним

    Стартер представляет собой 4-х полюсный электродвигатель постоянного тока, работающий от аккумулятора автомобиля.

    Как устроен стартер

    Устройство автомобильного стартера

    Как любой двигатель постоянного тока стартер состоит из статора, якоря и щеточного узла. Для вращения маховика в его состав входит обгонная муфта (бендикс). Включение вращения и подачу бендикса с зацеплением маховика выполняет втягивающее реле.

    • Корпус. Выполнен в виде цилиндрической стальной детали, в которой находится статорная обмотка;

    • Якорь. Сделан в виде оси, на которой расположены сердечник и пластины коллектора. Якорь вращается посредством двух втулок из металлокерамики;

    • Втягивающее реле. Служит для передачи питания на электродвигатель стартера при включении замка зажигания в положении «пуск». Помимо этого, оно выводит обгонную муфту для соединения с маховиком двигателя;

    • Обгонная муфта (бендикс) и шестерня привода. Установлены на передней крышке корпуса и служат для передачи крутящего момента на зубья маховика через имеющуюся шестерню зацепления;

    • Щетки. Расположены на задней крышке корпуса и необходимы для передачи питания на коллекторные пластины якоря и запуска электродвигателя стартера.

    Типы стартеров

    Конструктивно они могут быть выполнены:

    • Без редуктора;

    • С редуктором.

    Стартер с редуктором отличается тем, что статор имеет не электромагнитные катушки, а постоянные магниты. С постоянными магнитами в отличии от электромагнитов стартер потребляет меньшую величину тока, но при этом развивает меньшую мощность. Поэтому для увеличения крутящего момента ему необходимо иметь в своем составе редуктор.

    Стартер с редуктором

    Изделие с редуктором имеет как плюсы, так и минусы. Так плюсом его служит то, что он потребляет малый ток при запуске двигателя, имеет меньшие размеры и продолжает работать при разрежении батареи.

    Минусом же служит более сложная конструкция, чем его аналог без редуктора. Шестерни редуктора в большинстве моделей изготовлены из полимеров и нередко трескаются (особенно внешняя шестерня) или изнашиваются зубья. Однако, это в основном происходит из-за длительной работы стартера при попытке запустить неисправный двигатель.При исправном же моторе на долю стартера приходит буквально 2-3 секунды и его износ минимальный.

    Изделия без редуктора отличаются высокой ремонтопригодностью и стойкостью к повышенным нагрузкам.

    Стартер с редуктором и без

    В зависимости от модификации и объема двигателя, на разных моделях могут быть установлены изделия различной мощности. Схема соединений стартеров с редуктором или без аналогичны и если изделия выпускаются для одной и той же модели, то они взаимозаменяемые.

    Неисправности стартера:

    • Не отвечает на замок зажигания при повороте ключа в положение «пуск»;

    • Частые щелчки (стрекот) втягивающего реле, электродвигатель не отвечает;

    • Одиночный щелчок реле, стартер не вращается;

    • Малые пусковые обороты якоря;

    • Большой шум при работе;

    • Сильный нагрев корпуса статора;

    • Запах горелого бакелита от обмоток.

    Причины отказов

    Электродвигатель не отвечает на замок зажигания:

    * нет массы двигателя;

    * неисправен замок зажигания;

    * изношены или загрязнены силовые контакты втягивающего реле;

    Обгорели контакты втягивающего реле

    * слетела фишка управляющего питания на реле.

    Частые щелчки реле:

    • Разряжен или неисправен аккумулятор, или ослабла одна из клемм батареи, либо проблемы с «массой» мотора.

    Одиночный щелчок реле и малые пусковые обороты:

    • Изношены щетки якоря;

    Щетки стартера

    • Витковое замыкание в обмотках;

    • Сильный износ втулок якоря.

    Изношенный якорь (коллектор) стартера

    Большой шум при работе:

    • Изношены втулки якоря;

    • Витковое замыкание обмоток;

    Сильный нагрев статора и запах бакелита;

    • Замыкание одной из обмоток.

    В заключение

    Для того, чтобы не встать на трассе вдалеке от населенных пунктов по причине отказа стартера, рекомендуем периодически проверять его состояние. А именно:

    • Надежность крепления клемм аккумулятора и его зарядку;

    • Соединения на клеммах тягового реле;

    • Крепление стартера к кожуху сцепления

    • Ревизию на предмет состояния щеток и втулок якоря.

    Материал по теме: Проверка стартера своими руками

    avtoexperts.ru

    Устройство стартера автомобиля, принцип работы

    Для того чтобы двигатель внутреннего сгорания начал работать, нужно заставить его коленвал вращаться. В зависимости от вида энергии используемой для пуска ДВС, устройство стартера будет сильно отличаться. Запустить мотор можно несколькими способами:

    1. Силой мышц человека.
    2. Электродвигателем.
    3. Пневматическим пусковым агрегатом.

    Так как для пуска двигателя автомобиля чаще всего использует электрическую энергию, остальные виды пусковых устройств мы рассматривать не станем. Рассмотрим только принцип работы стартера использующего энергию аккумулятора.

    Виды стартеров и их составляющие

    Редуктор

    Все стартеры можно разделить на две группы:

    1. Без редуктора.
    2. С редуктором.

    Устройство и работа стартера принадлежащего к первой и ко второй группе, как понятно из названия, отличается только наличием или отсутствием редуктора.

    Итак, из чего состоит электрический стартер автомобиля. Как любой двигатель постоянного тока он состоит из ротора, статора, и коллекторно-щеточного узла. Помимо этого, для передачи вращения якоря маховику в его состав входит обгонная муфта с шестерней (бендикс), а для включения вращения и введения бендикса в зацепление с венцом маховика втягивающие реле. Вилка в стартере передает усилие от втягивающего реле к бендиксу.

    Безредукторный

    Устройство стартера автомобиля с редуктором, как правило, отличается тем, что на статор устанавливаются вместо катушек электромагнитов постоянные магниты. Стартер с постоянными магнитами в статоре отличается от укомплектованных электромагнитами тем, что потребляет меньший ток и развивает меньшую мощность. Редуктор такому стартеру обязательно нужен для увеличения крутящего момента. Такое устройство имеет как свои преимущества, так и недостатки. Преимущество состоит в малом токе, необходимом для пуска мотора. Недостаток в более сложной, чем у пускателя без редуктора, конструкции.

    Электрическая схема любого автомобильного стартера аналогична схеме электродвигателя постоянного тока с добавлением схемы втягивающего реле.

    Схема включения стартера с постоянными магнитами в статоре такая же, как для пускового агрегата с электромагнитами. Поэтому изготовленные для одной модели автомобиля они взаимозаменяемы.

    Принцип работы стартера автомобиля: при включении замка зажигания в положение start реле стартера подает управляющие напряжение на втягивающие реле, которое вводит шестерню бендикса в зацепление с венцом маховика и включает вращение стартера, подавая на него питание. При повороте ключа зажигания из положения start в любое другое реле стартера отключает питание от втягивающего. Возвратная пружина сердечника выбрасывает его из корпуса катушек. А он выводит бендикс из зацепления с венцом маховика и отключает питание.

    Втягивающие

    Втягивающие реле для уменьшения потребляемого тока, как правило, имеет две катушки. Одна катушка, из более толстого провода потребляющая больший ток, срабатывает только в момент включения стартера для того, чтобы уверенно втянуть сердечник. Вторая из более тонкого провода потребляет меньший ток. Она предназначена для удержания сердечника, в то время пока ключ зажигания находится в положении start. Схема их включения такова:

    • один вывод каждой катушки присоединяется к управляющей клемме реле;
    • второй вывод удерживающей катушки присоединяется к массе.

    Так как второй вывод, удерживающей катушки, подключен к массе, ток через нее идет всегда, когда ключ зажигания находится в положении start. Второй вывод втягивающий катушки подключен к плюсовому выводу стартера, то есть в момент подачи питания на втягивающие реле он через катушки статора и ротора тоже подключен к массе. После того как втягивающие сработает, оно подаст на стартер питание. И на обоих выводах втягивающей катушки будет положительный потенциал, а значит, ток через втягивающую катушку прекратится. Далее будет работать только удерживающая катушка. Применением двух катушек достигается значительное усилие втягивания сердечника при небольшом токе его удержания.

    Подшипники

    Ось ротора вращается в двух меднографитовых втулках, являющихся подшипниками скольжения. От их состояния зависит не только звук, который будет издавать узел при работе. При их чрезмерном износе пластины сердечника ротора при работе будут касаться магнитов статора. Когда между пластинами ротора и магнитами статора нет воздушного зазора говорят что стартер «башмачит». Потери энергии при этом столь велики, что его ротор с трудом вращается и не в состоянии провернуть коленчатый вал двигателя.

    Потери складываются из потерь механической энергии, возникающих за счет сильного затормаживания ротора статором, и потерь на коллекторно-щеточном узле, возрастающих из-за поперечных колебаний якоря и ухудшения контакта щеток с ламелями коллектора. Еще сильнее описанных возрастают потери в стали ротора, они становятся больше за счет замыкания якорных пластин, из-за чего сильно увеличиваются вихревые токи в пластинах сердечника ротора. Эти процессы приводят к тому, что ток, проходящий через обмотки, по большей части нагревает их, не преобразуясь в механическую энергию.

    Устраняют эту неисправность заменой втулок. С удалением изношенных втулок трудностей обычно не бывает. Ставить вместо них лучше неразвернутые втулки. Забивать их следует через деревяшку, так как они очень хрупкие. После установки их внутреннюю поверхность следует обработать разверткой соответствующего диаметра. Диаметр большинства валов роторов стартеров легковых авто бывает около 12 мм. Точнее узнаете, померив вал после разборки штангенциркулем. После развертки немного смажьте втулки изнутри литолом и можете собирать агрегат. Перед установкой узла не забудьте почистить клеммы на втягивающем реле и поменять гайку и шайбу крепления провода питания, так как в процессе работы они сильно греются и окисляются.

    autolirika.ru

    принцип работы, схема и особенности

    Прежде чем проводить ремонт электрооборудования, необходимо узнать конструкцию всех наиболее важных компонентов. Каждый водитель должен знать устройство стартера автомобиля, так как это один из наиболее уязвимых элементов конструкции. Стартер необходим для того, чтобы облегчить запуск двигателя внутреннего сгорания. Используется как на бензиновых, так и на дизельных моторах.

    Но запустить двигатель можно и при помощи силы мышц, электрического мотора либо же агрегатом на пневматике. В легковых автомобилях чаще всего можно встретить запуск двигателя, осуществляемый при помощи электрического стартера. В качестве источника питания используется аккумуляторная батарея.

    Какие бывают стартеры?

    Из общей массы этих механизмов можно выделить две большие группы: редукторные и безредукторные. Как происходит работа, а также внутреннее устройство, понятно из самого названия. Если внутри электродвигателя нет редуктора, то такой стартер способен развить небольшую частоту вращения. Наличие планетарного редуктора позволяет достичь большей скорости ротора. При этом непосредственно электродвигатель может иметь сравнительно небольшую мощность, но ее хватит для раскручивания коленчатого вала мотора.

    Но имеется один большой недостаток у таких механизмов – надежность крайне низкая, могут очень быстро износиться и выйти из строя. Но не стоит думать, что безредукторные стартеры отличаются большим ресурсом. Они тоже выходят из строя, да еще и обладают одним весомым недостатком – при слабом заряде батареи не способны раскрутить коленчатый вал.

    Основные компоненты стартера

    По сути, устройство стартера автомобиля, схема его подключения к бортовой сети, одинаковы практически у любого производителя. Независимо от того, в какой стране изготовлен автомобиль и по каким стандартам. Отличаться устройства могут только лишь вариантом исполнения, качеством изделий, но общая конструкция будет однотипна. Можно выделить несколько основных компонентов:

    1. Ротор – подвижная часть стартера автомобиля. На нём имеется обмотка, на которую подается электрический ток.
    2. Статор является неподвижной частью. Некоторые производители электродвигателей в целях экономии устанавливают постоянные магниты. Но это делать неразумно, так как значительно снижается мощность электрического двигателя.

    Обычно такая конструкция используется в редукторных стартерах. Без дополнительных шестерен электродвигатель не способен развить крутящий момент, необходимый для вращения коленчатого вала. В таких механизмах есть и преимущества, и довольно существенные недостатки. Главный плюс – это то, что при запуске двигателя стартер потребляет очень маленький ток. Но конструкция узла намного сложнее.

    Бендикс и обгонная муфта

    Это два компонента, которые смонтированы на роторе стартера. Они необходимы для того, чтобы передавать крутящий момент от ротора стартера к венцу маховика. Причём шестерня, которая находится на обгонной муфте, может вращаться только лишь в одном направлении. Поэтому при диагностике данного механизма необходимо просто попробовать прокрутить шестерню в обе стороны.

    В верхней части корпуса стартера устанавливается втягивающее реле, которое выполняет функцию силового контакта и позволяет переместить обгонную муфту с шестерней по оси ротора, чтобы она вошла в зацепление с венцом маховика. Вилка, с помощью которой перемещается шестерня, изготавливается из пластика или металлических пластин.

    Как работает стартер?

    А теперь нужно поговорить о том, как же приводит во вращение коленчатый вал стартер автомобиля. Устройство, принцип работы этого механизма просты, но существует несколько нюансов, которые влияют на нормальное функционирование. Когда поворачивается ключ в замке зажигания, на управляющий контакт втягивающего реле производится подача напряжения. При этом у втягивающего якорь перемещается, шестерня бендикса вводится в зацепление с маховиком.

    Также втягивающее реле замыкает силовые контакты и подает напряжение питания на обмотки электродвигателя. Как только положение ключа изменится, отключится питание от управляющего вывода тягового реле. При этом пружина, которая находится внутри реле, отбросит якорь, и разомкнутся силовые контакты. В это же время бендикс выйдет из зацепления с маховиком.

    Втягивающее реле

    Чтобы уменьшить ток потребления, реле изготавливают с использованием схемы, в которой применяется две обмотки. Первая работает только в начальный момент времени включения, чтобы сердечник втягивающего реле полностью сжал пружину и замкнул контакты.

    Вторая обмотка, изготовленная из тонкого провода, называется удерживающей. Ее назначение заключается в том, чтобы удержать сердечник в выжатом положении. Особенность схемы подключения обмоток:

    1. У каждой из катушек имеется два вывода. Один из них соединен с управляющим выводом втягивающего реле.
    2. На удерживающей катушке второй вывод соединен с массой.

    Удерживающая катушка соединена с массой и положительным выводом. И ток через неё проходит, но только в случае, когда в замке зажигания ключ повёрнут в крайнее положение «Старт». На втягивающей катушке второй контакт подключён к положительному выводу электродвигателя стартера автомобиля. Схема и виды приведены на рисунках.

    При подаче напряжения на втягивающее он, пройдя по катушкам статора и ротора, подключается к минусу питания. При этом ток перестанет идти через втягивающую катушку. В этом случае работать будет только удерживающая обмотка. При помощи этих двух обмоток можно достичь очень большого усилия для стягивания сердечника, а также значительно уменьшить ток, необходимый для удержания.

    Втулки и щетки

    Это два компонента, которые очень сильно влияют на нормальное функционирование электродвигателя. По щеткам передаётся плюс питания, а по втулкам проходит минус на роторную обмотку. При разборке стартера необходимо особое внимание уделять состоянию этих компонентов.

    Если имеется выработка втулок, их необходимо заменить. При чрезмерном износе щеточного узла эксплуатация стартера нежелательна. Одновременно с этим нужно проверить состояние ламелей на роторе. При необходимости следует их очистить от загрязнений. Но перед началом работ внимательно изучите устройство стартера автомобиля, чтобы максимально эффективно провести ремонт.

    fb.ru

    Автомобильный стартер: назначение и устройство



    Стартер предназначен для запуска двигателя автомобиля. Он состоит из трех основных частей: электродвигателя постоянного тока, втягивающего реле и приводной шестерни с обгонной муфтой.

    Электродвигатели применяются с электромагнитным возбуждением или с возбуждением от постоянных магнитов. Последние более современные. Они компактнее, проще, потребляют меньший ток и имеют большую скорость вращения, но меньший крутящий момент. Поэтому в конструкцию таких стартеров дополнительно вводится редуктор для увеличения крутящего момента. Редуктор – планетарный, состоящий из трех шестерён, вращающихся вокруг центральной шестерни. Конструкция электродвигателя включает в себя ротор (вращающаяся часть) и статор (неподвижная часть). Питание к ротору подводится с помощью скользящих подпружиненых контактов – щеток. Ток, потребляемый стартером при работе, в пределах 100-200 ампер, а при запуске в морозы может достигать 400 – 500 ампер. Вот почему не рекомендуется держать стартер включенным более 10-15 секунд.

    Втягивающее реле предназначено для подачи питания на электродвигатель и подвода приводной шестерни к венцу маховика. При повороте ключа зажигания в положение “Старт” на контакты реле подается питание. При этом замыкается цепь питания электродвигателя, а якорь реле через приводной рычаг вводит в зацепление шестерню с венцом маховика. В более современных стартерах втягивающее реле имеет, кроме основной обмотки, еще и удерживающую. Эта дополнительная обмотка предназначена для уменьшения потребляемого стартером тока, так как для удержания реле во включенном состоянии нужен гораздо меньший ток, чем для его пуска.

    Виды стартеровУстройство стартераРабота стартера

    Обгонная муфта (“бендикс”) предохраняет электродвигатель стартера от поломки после запуска двигателя. Как только частота вращения коленвала превысит частоту вращения стартера, обгонная муфта рассоединяет приводную шестерню и вал электродвигателя.

    Содержание статьи

    Неисправности стартера

    ВИДИМАЯ НЕПОЛАДКА ПРИЧИНА НЕИСПРАВНОСТИ СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ
    При повороте ключа на старт стартер не включается. Разряжен либо неисправен аккумулятор. Зарядить или заменить аккумулятор.
    Переключатель скоростей стоит не в положении “P” или “N” (для АКПП). Переключить в положение “Р”.
    Нет контакта провода массы с двигателем. Проверить надежность контакта массы, очистить контакт, подтянуть болты крепления провода массы.
    Неисправен переключатель блокировки коробки передач. Заменить переключатель блокировки коробки передач.
    Не подсоединен разъем на управление стартером (контакт 50). Проверить и, если требуется, заменить разъем.
    Щетки неплотно прилегают к коллектору (“зависли” либо износились). Проверить длину и свободу перемещения щеток в щеткодержателе.
    Дефект втягивающего реле. Заменить втягивающее реле.
    Сильный износ коллектора якоря. Проверить и, если требуется, заменить коллектор якоря.
    Нет контакта между обмоткой и коллектором якоря. Проверить якорь, при необходимости заменить.
    Стартер двигатель вращает, но очень медленно. Нет контакта провода массы с двигателем. Проверить надежность контакта массы, очистить и подтянуть болты крепления провода массы.
    Нет зарядки. Смотри неисправности генератора.
    Износ втулок стартера. Проверить и заменить втулки стартера.
    Дефект втягивающего реле. Заменить втягивающее реле.
    Обмотка статора или якоря имеет контакт с массой. Проверить и заменить статор или якорь.
    Щетки неплотно прилегают к коллектору (“зависли” либо износились). Проверить длину и легкость перемещения щеток в щеткодержателе.
    Провод между стартером и аккумулятором имеет плохой контакт. Проверить и заменить провод.
    Стартер вращается, но коленвал стоит на месте. Износ бендикса. Заменить бендикс.
    Разрушены части редуктора. Заменить неисправную часть редуктора и бендикс.
    После запуска двигателя стартер вращается вместе с маховиком. Неисправность контактной группы замка зажигания. Заменить контактную группу замка и отремонтировать стартер.
    Неисправность втягивающего реле. Заменить втягивающее реле и отремонтировать стартер.

    Несколько “вредных советов”, как быстро и эффективно вывести стартер из строя:

    1. Наилучший способ – “Классический”. Запустив двигатель, продолжайте удерживать ключ в замке зажигания в положении “Старт”. О правильности своих действий Вы можете судить по характерному визгу, который в предсмертных судорогах издает каждый уважающий себя стартер. Если Вы по природе не садист, то ускорить кончину любимого стартера можно, поддав “газку” и раскрутив мотор до 3000-4000 оборотов. При соотношении числа оборотов маховика и стартера где-то в среднем 1/20 нетрудно подсчитать скорость, с которой бендикс пытается угнаться за маховиком на таких оборотах двигателя. Погоня однозначно заканчивается тем, что сильно вспотевший бендикс перегревается и заклинивает, приближая роковой финал. Заклинивший бендикс тянет за собой либо вал с планетарным редуктором и якорем, либо прямо якорь у безредукторных стартеров. Затем уже бешено вращающийся коллектор якоря за какие-то секунды стирает в порошок остатки щеток, а сам якорь нагревается до синюшного цвета. По ходу дела, бывает, отрываются щеткодержатели, разлетается на мелкие куски пластмассовое кольцо планетарного редуктора и даже лопается корпус стартера! Короче, когда вместо визга стартер начнет издавать невнятное похрюкивание, или из-под капота потянется легкий дымок, процедуру можно считать законченной. На все должно уйти минут пять максимум! Заметим также, что неисправный замок зажигания часто берет на себя руководство этой операцией, особенно на дизельных машинах, где стартеры, как правило, имеют большую мощность, и соответственно, через контакты замка текут значительно большие токи, из-за чего контакты со временем выгорают и залипают.
    2. Способ “Экологический”, другие названия: “Экономный”, “Для ленивых”, “Не хочу толкать!”
      Если Вам близка тема экологии, то ничто не мешает Вам прямо сейчас превратить свою машину в электромобиль. Нет бензина в баке? И не надо! Смело врубаем передачу и поворачиваем ключ зажигания! Ура! Едет!!! Этим способом также можно пользоваться, заглохнув в большой луже (ну не мочить же ноги!), заезжая в гараж, в общем, всегда, когда лень, неохота что-либо искать, в чем-либо разбираться, да вообще отрывать теплое место от теплого кресла! Ну что ж! Несколько сот метров так вполне можно одолеть, причем наверняка это будет последняя лебединая песня стартера! Даже если Вы опомнитесь на полпути, после полученных смертельных ран стартер уже не жилец на этом свете. Эксгумация приконченных таким образом стартеров показывает полную идентичность их останков внутренностям агрегатов, забитых “Классическим” способом.
    3. Способ “Эфирный” – только для дизелистов. Дизелисты – народ экономный, не каждый будет заправляться зимней соляркой в лютый мороз. Гораздо проще плеснуть эфирчику куда надо – и вот, вроде и завелась! Только что за подозрительный шум теперь из стартера? Ба! Да бендиксу крантец! Ой, да и корпус стартера треснул? А-а:, ну была какая-то детонация при запуске: ну при чем тут это? А при том, что при неправильной регулировке ТНВД, использовании “разжижителей” вроде эфира, в момент пуска двигателя возможна детонация из-за более раннего воспламенения смеси, и из-за которой венец маховика может совершать обратные удары по бендиксу. Как известно, компрессия в дизельных моторах где-то раза в три в среднем больше, чем у бензиновых, соответственно, в три раза большие перегрузки испытывает и стартер при запуске. Но если при детонации стартер ещё и получает “по зубам”, то тут уж никакого здоровья не хватит – стартер отправляется в нокаут. Ломается не только бендикс, часто не выдерживает перегрузок передняя часть стартера (маска), и даже ломается стальной вал якоря! Дизелисты! Пункты приема металлолома ждут Вас!
    4. Способ “Лужа”. Старый надежный способ, проверенный многими поколениями тех упрямцев, которые считают, что автомобиль должен ездить в любую погоду по любым дорогам. Ну что же, холодный душ для стартера и затем его прогрев – это хорошая закалка для настоящего стартера. Жаль только, что многие из них после этого начинают “чихать”, “кашлять”, многих неожиданно “бьет паралич” и они просто заклинивают, так как зачастую якорь просто намертво ржавеет вместе со статором. Может его тогда просто снять и утопить, как Герасим Му-му? Способ очень рекомендуем владельцам автомобилей с автоматической коробкой, особенно для всяких “джипов” и прочих “поддорожников”, которые наивно полагают, что “внедорожник” это комфортабельная амфибия. Зато Вы здорово укрепите мышцы спины и плечевого пояса, выталкивая свой заглохший тарантас из болотистого леса или небольшого брода! (Остается, правда, догадываться, а как туда заберется эвакуатор? Таскать на веревке машину с автоматической коробкой оч-чень даже не рекомендуется!!!) “Мокрый стартер – залог здоровья”, – вот что теперь станет Вашим девизом при пеших прогулках, которые непременно наступят на время ремонта стартера, или поиска нового.

    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:








    avtonov.info