Розтин показав ... Частина 3. попадос

1. холодні попадос
2. Розтин № 7
3. Раз гайка, два гайка ...
4. Розтин № 8
5. Гарячі попадос
6. Розтин № 9

Наша сеть партнеров Banwar

«Що за назва?», - напевно образяться ревнителі чистоти російської мови. А що, хіба було б краще назвати цю частину серіалу «Відмова турбокомпресора через попадання сторонніх предметів»? Так ви тільки подивіться на фотку, на цей «сторонній предмет»! Це не постановочний кадр, це сувора правда життя, ім'я якої - «попадос».

Не раз згадувалося, що причини виходу з ладу турбокомпресорів детально вивчені і систематизовані. У всіх без винятку рейтингах «винищувачів турбін» лідирують проблеми, так чи інакше пов'язані зі змазкою: дефіцит олії (масляне голодування), забруднення олії сторонніми частинками або хімічними речовинами, необоротно змінюють його властивості. Виходячи з принципу «спочатку - про головне», в попередніх серіях ми розглянули безліч типових і курйозних випадків відмови турбокомпресорів через порушення режиму змащення вузла підшипників ротора. Час рухатися далі.

Слідом за лідером друге місце в рейтингах причин поломки турбін займає потрапляння сторонніх предметів або те, що ми назвали «попадос». Навряд чи треба довго пояснювати, чим це загрожує турбоагрегату, ротор якого обертається з частотою до 5000 оборотів в секунду. При такому режимі окружна швидкість на периферії колеса компресора (і турбіни) наближається до 500 м / с! Це означає, що зіткнення чужорідної частинки з лопаткою колеса турбокомпресора відбувається на швидкості, що перевищує 1500 км / год!

Недарма розробники турбін образно порівнюють потрапляння в крильчатку, наприклад, частинки піску з вибухом мікроснаряда. Що вже говорити про твердих частинках - при такій швидкості навіть шматочок дрантя або паперу може завдати обертових частин турбокомпресора непоправної шкоди.

У дидактичних цілях корисно, слідом за розробниками турбокомпресорів, розділити все вивчені випадки потрапляння сторонніх предметів на «попадос» в компресорну (холодну) і турбінну (гарячу) частини агрегату. Практика, як водиться, нерідко спростовує теорію - то, що одна розділяє, інша поєднує. І навпаки, у чому ми зможемо переконатися.

холодні попадос

Відомо, що компресор - пристрій для нагнітання повітря під тиском. Щоб виконувати свою нагнетательную функцію, компресор повинен повітря всмоктувати. У цьому він схожий на пилососа, хіба що без мішка для збору пилу. Дійсно, на номінальному режимі роботи в компресор надходить потік повітря зі швидкістю 100-120 м / с. Тому все, що знаходиться у всмоктувальній частини впуску (від повітряного фільтра до компресора) або потрапляє в неї ззовні і має можливість рухатися, рано чи пізно добереться до вхідних кромок лопаток компресорного колеса.

Які рухомі предмети можуть знаходитися у впускний системі або потрапити в неї? Досвід показує, що це всіляке сміття (обривки ганчірок, рукавичок, недопалки), «зайвий» кріплення (болти, гайки, шайби), фрагменти ущільнюючих прокладок, шторок повітряного фільтра, деталей попереднього турбокомпресора, а також всюдисущі пил і пісок. Все це «неподобство» виявляється у впуску найчастіше через недбалість працівників сервісу при заміні повітряного фільтра або самого турбокомпресора. Відповідно і поломки турбонагнетателя через «попадос» в компресор зазвичай трапляються незабаром після проведення цих сервісних операцій. Часом буває так: сьогодні клієнт купив турбіну, а вже на наступний день тягне її назад продавцеві з претензією: «Турбіна бракована - не дме!». Заглянеш в компресор, а там ... «Дулко» -то знівечена, а то її і зовсім немає!

За інструкцією при установці нового турбокомпресора механік повинен ретельно очистити впускний тракт, починаючи від корпусу повітряного фільтра до корпусу компресора, перевірити цілісність патрубків і надійність їх з'єднань. На жаль, приписи інструкції виконують не всі і не завжди. Закономірний результат - «попадос»! Один з таких результатів відображений в наступних витягах з акту технічної експертизи.

Розтин № 7

Об'єкт - турбокомпресор виробництва MHI (Mitsubishi) для турбодизелів PSA 2,2 HDI і Ford 1,6 TDCi, колишній в експлуатації, що не піддавався відновлювального ремонту.

Зовнішнім оглядом встановлено:

- слідів застосування герметика при монтажі турбокомпресора не виявлено;

- корпус турбіни і корпус підшипників мають сліди перегріву;

- настройка камери управління байпасним клапаном відповідає технічним умовам заводу-виготовлювача.

Демонтаж корпусів виявив:

- в корпусах турбіни і компресора виявлено моторне масло;

- лопатки колеса компресора, гайка вала ротора і різьбовій хвостовик вала пошкоджені стороннім предметом (предметами) (фото 3);

- вал ротора зруйнований, колесо турбіни перекриває канал виходу відпрацьованих газів;

- крильчатки і відповідні поверхні корпусів турбіни і компресора пошкоджені через зіткнення в осьовому і радіальному напрямках.

Розбирання корпусу підшипників показала:

- шийки вала ротора мають сліди напівсухого тертя, перегріву і наволакивания матеріалу опорних підшипників ковзання, найбільш сильні з боку колеса компресора (фото 4);

- робочі поверхні підшипників ковзання (опорних і наполегливої) мають сліди напівсухого тертя і зносу;

- ущільнювальні кільця і ​​місця їх установки пошкоджені.

висновки

Турбокомпресор не працездатний.

Найбільш імовірною причиною виходу даного турбокомпресора з ладу є попадання стороннього предмета (предметів) в корпус компресора, що викликало пошкодження лопаток його колеса, збільшення залишкового дисбалансу і люфтів ротора, дотик коліс корпусних деталей, руйнування валу ротора і кілець ущільнювачів, текти масла через турбокомпресор.

Цей сумний випадок наочно демонструє, які наслідки може мати потрапляння стороннього предмета в компресор. Їх можна характеризувати як фатальні пошкодження всіх деталей турбокомпресора, «несумісні з життям». За характером відмітин на крильчатці можна припустити, що в неї прилетів досить масивний, твердий і, безумовно, сторонній предмет. Тож не дивно, що наслідки виявилися такими катастрофічними. А що було б турбокомпресору, якби цей предмет невеликою або м'яким?

Тут потрібно зрозуміти, що турбокомпресор виходить з ладу не стільки від пошкодження самої крильчатки, скільки від його наслідків. У деяких випадках механічний дефект колеса компресора або турбіни може здатися незначним. Подумаєш: лопатка трохи погнулися або від неї відвалився маленький шматочок! Що страшного? Дійсно, на перший погляд, нічого. Однак не сумнівайтеся: годинниковий механізм майбутньої аварії вже запущений. Будь-яке, саме незначне, пошкодження крильчаток збільшує дисбаланс ротора. Зростання віброприскорення обертається зростанням радіальних навантажень на опорні підшипники. На деяких режимах роботи турбіни навантаження перевищать несучу здатність масляного клина. Це призведе до пробою масляної плівки і роботі контактуючих деталей в режимі напівсухого тертя. Неминучі слідства: нагрівання - подальше збільшення сил тертя - прихват. Одним словом, дисбаланс ротора рано чи пізно (в залежності від величини) вб'є турбіну.

Ще один важливий для розуміння момент. Купити недешевий турбокомпресор, витратити сили, час і гроші на його установку, а в підсумку «залишитися біля розбитого корита» через чийогось нехлюйства - дуже прикро. У спробі мінімізувати втрати деякі безвинно постраждалі клієнти просять: «Можете замінити одне колесо? Турбіна, адже, нова, тільки поставив! ». Їм доводиться пояснювати, що при ремонті таких пошкоджень не можна обійтися заміною колеса. Як правило, потрапляння в колесо компресора (навіть менш тяжкий, ніж в даному випадку) викликає деформацію вала, пошкоджує підшипники і ущільнення. У будь-якому випадку ремонт повинен включати повне розбирання турбоагрегату, дефектовку і заміну всіх пошкоджених деталей. Якщо тут заощадити, неминучий візит на друге коло: розтрата сил, часу і грошей на установку, а в підсумку - ...

Що за предмет знищив розкритий нами турбонагнетатель - таємниця. При експертизі турбокомпресора виявити сторонні предмети, які пошкодили його холодну частину, як правило, не вдається. Стрімко обертається крильчатка компресора непроникна для великих, масивних предметів - вони багаторазово відбиваються вхідними крайками лопаток. Якби їм вдалося якимось чином подолати цей рубіж, на шляху у них виявився б вузький канал дифузора, до якого з мізерним зазором примикають вихідні кромки лопаток (фото 5). Тому винуватці пошкодження компресорного колеса часто залишаються неспійманих - вони застрягають в повітроводі, випадають при знятті турбокомпресора або його транспортуванні до місця обстеження. Але вони залишають добре помітні і однозначно інтерпретуються сліди на лопатках і на внутрішній поверхні корпусу компресора, перед колесом.

Деякі постраждалі в результаті «попадос» пред'являють таку претензію: мовляв, великий металевий осколок проник крізь компресор в двигун і пошкодив (набив) циліндр. Знання конструкції компресора дозволяє стверджувати, що це повна нісенітниця, позбавлена ​​підстав - компресор непроникний для великих часток. Тим більше що на шляху в двигун шматок металу в більшості випадків чекає наступна після компресора перепона - інтеркулер з дуже вузькими осередками. У циліндр можуть потрапити лише дрібні, перетерті в пил частки металу, які не в змозі завдати йому серйозної шкоди.

Потрапити в капиталку двигун може по іншому, здавалося б, менш значного приводу. Це може статися через розгерметизацію впускного тракту. Порвався (або склався) повітряний фільтр, тріснув патрубок, ослаб хомут - в компресор надходить нефільтрований повітря. Рухомі з потоком повітря частинки пилу і піску, стикаючись з лопатками, викликають їх абразивний знос. Йде піскоструминна обробка крильчатки компресора, найбільш інтенсивно на периферії, де вище окружна швидкість. В результаті вхідні площину колеса завалюється по краях, загострені вхідні кромки лопаток скругляются (фото 6).

Абразивний знос компресорного колеса знижує ефективність турбокомпресора, збільшує турбояму, а в запущених випадках може викликати значне падіння тиску наддуву і перехід двигуна в аварійний режим роботи. Блок управління двигуном фіксує помилку, яке вказує, що тиск наддуву не досягає заданої величини. Але це ще півбіди. Інша її половина полягає в тому, що пісок і продукти піскоструминної обробки крильчатки проникають крізь компресор і летять в двигун, викликаючи абразивний знос ЦПГ. Якщо компресорне колесо набуло такого «витончений» вид, то двигуну, швидше за все, загрожує капітальний ремонт. Відомі такі двигуни, у яких, в силу конструкції впускного патрубка, зношується тільки один з циліндрів. Загалом, потрапляння в компресор піску - це теж «попадос», та ще й який!

Раз гайка, два гайка ...

У ряді випадків стороннім предметом, знівечених компресорне колесо, виявляється фрагмент попереднього, вийшов з ладу турбокомпресора. Найчастіше це гайка вала ротора, якої кріпиться крильчатка компресора. Якщо у поламаної турбіни гайка відкрутилася (через що це відбувається, ми пояснювали раніше), при заміні турбіни потрібно обов'язково її відшукати і видалити з воздуховода. Інакше потім, коли вона спотворить нову турбіну, доведеться проявити неабияку фантазію, щоб пояснити, як вона там опинилася.

Наприклад, одні «умільці», який запоров новенький турбоагрегат, придумали таку версію: гайка-де ховалася десь всередині турбіни (на заводі поклали зайву), а потім вискочила звідти і назад заскочила в колесо компресора. Інші, виявивши другу гайку тільки тоді, коли вона вже скоєне свою чорну справу, зробили продавцеві таку «пред'яву»: турбіна зламалася через те, що відкрутилася «контргайка». Для наочності вони навіть прибудували «контргайку» на те місце, яке вона, на їхню думку, повинна займати (фото 7).

Справедливості заради треба сказати, що гайки іноді виявляють дивовижне підступність, і виявити їх у всмоктуючому патрубку ох як непросто. Яскравий тому приклад - масовий турбодвигун сімейства VAG 1,8. В системі турбонаддува цього двигуна, як і у інших бензинових моторів, передбачений байпасний клапан компресора. Він розташований так, що відкрутити з якоїсь причини гайка вала ротора нерідко падала в байпасний канал і далі - в клапан. Мало того, вона потрапляла під підпружинену діафрагму клапана і залишалася в «засідці» до пори. Пора наступала незабаром після заміни турбіни, при активній прогазовке двигуна. Клапан відкривався, гайка звільнялася з полону, вистрибувала в усмоктувальний патрубок, а з нього - в колесо компресора. Після цього залишалося тільки одне - знову міняти турбіну. Правда, зараз і двигунів таких поменшало, і багатьом вже відома ця «фішка» (слава Всесвітньої мережі!). Але ж років десять тому це був один з найпопулярніших «попадос».

«Попадос» гайки вала ротора в крильчатку компресора не завжди є першопричиною аварії турбонагнетателя. Часто це лише обтяжуюча наслідок аварійного пошкодження, спровокованого іншими факторами. Ось вам характерний приклад.

Розтин № 8

Об'єкт - оригінальний турбокомпресор Honeywel / Garrett бензинового двигуна автомобіля Opel 1,4 Turbo ECOTEC, колишній в експлуатації, що не піддавався відновлювального ремонту.

Зовнішнім оглядом встановлено:

- слідів застосування герметика при монтажі турбокомпресора не виявлено;

- корпус турбіни з інтегрованим випускним колектором мають сліди перегріву (кольори мінливості) (фото 9);

- настройка пневматичної камери управління байпасним клапаном відповідають технічним умовам заводу-виготовлювача.

Демонтаж корпусів турбокомпресора виявив:

- в корпусах турбіни і компресора виявлено моторне масло;

- гайка вала ротора відсутня, вхідні кромки лопаток колеса компресора пошкоджені стороннім предметом, швидше за все, гайкою (фото 10);

- внутрішні поверхні корпусу компресора пошкоджені стороннім предметом (можливо, гайкою ротора) і колесом (фото 11);

- вхідні кромки лопаток колеса турбіни мають пошкодження, характерні для потрапляння на них стороннього предмета (предметів) (фото 12);

- внутрішні поверхні корпусу турбіни пошкоджені в результаті зіткнення з колесом;

- осьовий люфт вала ротора значно перевищує норми технічних умов заводу-виготовлювача;

Розбирання корпусу підшипників показала:

- в масляних каналах корпусу підшипників і підшипників ковзання сторонніх часток не виявлено;

- шийки вала ротора мають сліди напівсухого тертя, перегріву, прихвата і наволакивания матеріалу підшипників ковзання (фото 13);

- робочі поверхні підшипників ковзання оплавлені, мають сліди напівсухого тертя, прихвата, перегріву і зносу;

- кільце ущільнювача з боку колеса турбіни зруйновано.

висновки

Турбокомпресор не працездатний.

Ймовірними причинами виходу турбокомпресора з ладу є недостатній витрата масла при роботі (запуск) турбокомпресора і потрапляння стороннього предмета в корпус турбіни, що викликали пошкодження вхідних кромок колеса, напівсухе тертя, прихват деталей підшипникового вузла, різку зупинку вала ротора, відкручування гайки вала під дією сил інерції , пошкодження гайкою валу лопаток колеса компресора, збільшення люфтів ротора, дотик коліс корпусних деталей, руйнування кільця ущільнювача і текти масла з турбокомпресор а.

Без усунення виявлених причин поломки турбокомпресора установка нового або відновленого турбоагрегату призведе до тих самих наслідків.

Судячі з фотографій, турбіну ВСТАНОВИВ зовсім недавно натомість Вийшов з ладу агрегата. А результат - «подвійний попадос», даже Потрійний, з Огляду на потрапляння автовласніка (або автосервісу) на гроші. Схоже, всьому виною Порушення Першої заповіді при заміні турбіни. Нагадування про неї міститься у фінальній фразі акта експертизи: «Без усунення виявлених причин поломки ...». Напевно «турбоінсталлятори» не потурбувалися тим, щоб з'ясувати причину відмови попередньої турбіни і усунути її. Інакше їм вдалося б уникнути як мінімум масляного голодування вузла підшипників. Звичайно, якщо процедура запуску турбокомпресора була виконана коректно.

Що стосується супутнього аварії обставини - потрапляння стороннього предмета в гарячу частина, - уникнути його складніше. Так само складно однозначно вказати, що саме викликало різку зупинку ротора, яка призвела до відвернення гайки валу, - прихват або потрапляння чужорідної частинки в турбіну. На це здатна кожна з двох причин окремо і вже, тим більше, їх суперпозиція.

Гарячі попадос

У турбінну частина турбокомпресора гайки, слава Богу, не потрапляють! Як було сказано, великі предмети фізично не можуть пройти крізь компресор. В турбіну летять фрагменти всього, що знаходиться в циліндрі і випускному колекторі ДВС: уламки свічок розжарювання, тарілок, сідел і напрямних втулок клапанів, форсунок, поршнів, поршневих кілець, а також окалина, нагар і ... як виявляється, - п'ятирубльових монети!

Якщо подивитися на конструкцію гарячої частини турбокомпресора, стане очевидно: все, що надходить на турбінне колесо, спочатку проходить через спіральний газовий канал (равлика). Тому великі предмети зазвичай відкидаються вхідними крайками лопаток турбінного колеса (не без шкоди для лопаток) і застряють в сужающемся каналі, де їх і знаходять. Дрібні, звичайно, проскакують крізь колесо і «летять в трубу». У сучасних дизельних турбоагрегатів з регульованими сопловим апаратом турбіни (РСА) сторонні частинки по шляху до крильчатці повинні пройти між напрямними лопатками (фото 15). Якщо якийсь частці це вдалося, вона потрапляє у вузький зазор між лопатками і обертовим колесом і ... бздинь! Результат зіткнення залежить від того, що міцніше: чужорідний предмет, направляючі лопатки або крильчатка. Як правило, дістається всім трьом.

Якщо переважна частина «попадос» в компресор очікувано узгоджується за часом з сервісними роботами, потрапляння сторонніх предметів в турбінне колесо - повна несподіванка, що підкоряється хіба що волі вищого розуму. Дійсно, як можна передбачити, коли з днища поршня відірветься шматок нагару або коли зруйнується наконечник свічки розжарювання? Все, що можна зробити для запобігання цій ситуації, - стежити за станом двигуна і своєчасно виконувати приписи його виробників. І звичайно, не допускати злісного «турбовредітельства». Наприклад, з метою економії деякі сервісмени при заміні турбіни використовують старі прокладки. Щоб виключити прорив газів, щедро намазують місця стику турбіни і колектора, колектори і двигуна високотемпературним герметиком. Герметик видавлюється всередину, твердне, відвалюється і відлітає в турбіну.

Також буває корисно знати конструктивні особливості деяких двигунів. Наприклад, у багатьох сучасних моторів випускний колектор має складну конструкцію. Часто він влаштований за принципом термоса - з подвійними стінками. У той час як зовні він виглядає цілим, внутрішня обичайка може зруйнуватися, і тоді фрагменти колектора починають непередбачувано сипатися в турбіну. Можливий результат відображений в наступному акті технічної експертизи.

Розтин № 9

Об'єкт - турбокомпресор Honeywel / Garrett турбодизеля Mercedes-Benz OM642 (V6, 3.0 л), що був у експлуатації, що не піддавався відновлювального ремонту.

Перевірка електронного приводу регульованого соплового апарату з використанням спеціалізованого тестера показала:

- параметри електронного актуатора не відповідають технічним умовам заводу-виготовлювача;

- регульований соплової апарат турбіни несправний.

Демонтаж корпусів турбокомпресора виявив:

- в корпусі компресора виявлено моторне масло;

- радіальний і осьовий люфти вала ротора не перевищують норм технічних умов заводу-виготовлювача;

- вхідні кромки лопаток колеса турбіни і лопатки регульованого соплового апарату пошкоджені в результаті попадання на них стороннього предмета (предметів) (фото 16 і 17);

- в газовому каналі корпусу турбіни виявлений сторонній металевий предмет, який не має відношення до турбокомпресора (фото 18).

Розбирання корпусу підшипників показала:

- робочі поверхні вала ротора і підшипники ковзання значного зносу не мають;

- сторонніх часток (домішок) в масляних каналах корпусу підшипників і підшипників ковзання не виявлено;

- вал ротора деформований, величина деформації становить 0,04 мм.

Висновки

Турбокомпресор не працездатний.

Причиною виходу даного турбокомпресора з ладу є попадання стороннього предмета (предметів) в корпус турбіни, що викликало пошкодження лопаток регульованого соплового апарату і колеса турбіни, деформацію вала ротора, заклинювання регульованого соплового апарату, вихід з ладу його електронного приводу.

Без усунення виявленої причини відмови турбокомпресора його заміна на новий або відновлений агрегат призведе до тих самих наслідків.

Дуже прикро: деталі підшипникового вузла ротора не зношені, турбіна свіжа, але її, швидше за все, доведеться здати в утиль. Ремонт турбін Garrett VNT заборонений виробником, оригінальні запчастини для них не поставляються. Ремонт із застосуванням неоригінальних деталей непередбачуваний, його успіх не може бути гарантований. Гарантовано уникнути такого фіналу допомогла б одночасна заміна турбокомпресора і обох випускних колекторів V-образного двигуна. Так, дорого, але це саме економічне рішення проблеми. Заміна турбіни навмання обходиться набагато дорожче.

На завершення теми «попадос» розкриємо секрет фокусу з «п'ятачком», які потрапили під турбінне колесо. Вірніше, зробимо припущення. З джерел, близьких до автосервісу, стало відомо, що наші «кулібіни» використовують монетки в якості заглушки каналу рециркуляції відпрацьованих газів, який сполучається з випускним колектором. Цілком реально, що представлена ​​«картина маслом» - це результат невдалої самопальной «люксаціі» двигуна.

Унікальну інформацію по влаштуванню, експлуатації та ремонту систем турбонаддува дивіться на сайті turbomaster.ru

• Сергій Самохін
• Ігор Єрмоленко, експерт фірми «Турбо Інжиніринг»